Simulación de la incrustación por sílice en la zona de reinyección del campo geotérmico de Berlín, El Salvador, Centroamerica [recurso electrónico] / Marlon Rodolfo Castro Fuentes ; directores Jaime Alonso Reyes, Dina Larios de López.

Maestría en Ciencias e Ingeniería.

Tesis (Maestría) --Universidad Autónoma de Baja California. Instituto de Ingeniería, Mexicali, 2006.

Incluye referencias bibliográficas.

La generación de electricidad en el Campo Geotérmico de Berlín empezó en febrero de 1992, desde entonces, el total de las aguas residuales (aproximadamente 350 kg/s) producidas durante el proceso de generación eléctrica es reinyectado al reservorio del mismo campo. La reinyección es la única opción factible para este campo, sin embargo, los problemas de incrustación por sílice en el reservorio han provocado la disminución de la capacidad absorción de aguas de los pozos reinyectores. La temperatura promedio del agua a reinyección, en caliente, actualmente es de 175 °C con pH promedio de 6.5, pero con las nuevas condiciones impuestas por el proceso de generación a Ciclo Binario, las aguas residuales se reinyectarán a una temperatura de 140 °C con un pH de 5.75, con lo que se evitará la precipitación de la sílice dentro del sistema de generación binario, sistema de acarreo y pozos reinyectores. Sin embargo, la precipitación debe de ocurrir dentro del reservorio, probablemente aumentando la obstrucción de los poros e incluso disminuyendo aun más la capacidad de absorción de los pozos. La temperatura del reservorio al cual se reinyecta el agua residual, se encuentra en un intervalo de 280 ðC a 200 ðC. El mineral que presenta el índice de saturación más alto y con mayor probabilidad de precipitación, a las condiciones de presión y temperatura en la tubería de acarreo y en cabezal de pozo, es la sílice amorfa. No obstante, gran parte de la sílice amorfa que debió haberse precipitado continúa en solución en el agua reinyectada a condiciones de supersaturación. La simulación numérica del enfriamiento del agua, de la zona de producción del reservorio equilibrada con el cuarzo, así como las mezclas de agua de reinyección con la de producción se realizó utilizando los programas SOLVEQ y CHILLER. Los resultados de la simulación muestran que la masa de cuarzo precipitado dentro del reservorio por unidad de masa reinyectada, dependen fuertemente de la concentración inicial de sílice del agua reinyectada. La temperatura y fracción de mezcla del reservorio no parece tener un mayor efecto si el reservorio está a una temperatura mayor que el agua reinyectada. La mayoría de la sílice precipitada proviene del agua reinyectada y sólo una pequeña fracción se precipita como consecuencia del reequilibrio con la temperatura del reservorio. A partir del volumen de cuarzo precipitado por kg de agua reinyectado, estimado en la simulación y considerando la tasa de flujo de agua reinyectada en el pozo TR-1A, una porosidad del 10% y un espesor de reservorio de 200 m, se estimó el volumen de poros taponados por año. Para esto se supuso diferentes radios para la precipitación de cuarzo alrededor el pozo. El declive en la capacidad de absorción del pozo TR-1A se podría explicar por la precipitación de cuarzo para un radio de influencia entre 5 y 15 m, un radio superior daría solo un pequeño cambio porcentual en la porosidad que no podría explicar el cambio en la capacidad de absorción. Se presentan las simulaciones del proceso de mezcla entre las aguas del reservorio y de reinyección a condiciones actuales y futuras. Estas muestran que aunque el cambio en la temperatura del agua a reinyección bajara 35 ðC, la cantidad de cuarzo que precipitaría (considerando las condiciones futuras de reinyección) no sería demasiado diferente de la masa de cuarzo que está precipitando con la temperatura de reinyección actual. Se esperaría una diferencia máxima del 15% en el porcentaje de poros tapados. Sin embargo, considerando un radio de 10 m, las simulaciones muestran que después de 10 años, una gran proporción de la zona de absorción se taparía para todos los escenarios y probablemente el pozo no sería muy útil (habría una disminución en la porosidad de un 43 a 50%). Los resultados experimentales de polimerización y deposición de sílice, así como pruebas de

radiotrazadores, permiten realizar el cálculo del tiempo de polimerización y precipitación, así como de la velocidad del agua reinyectada al del reservorio. Esta información se utilizó para calcular el área o radio de influencia alrededor de los pozos que puede ser afectada por la incrustación de sílice. Utilizando la velocidad más rápida a la que se mueve el agua encontrada en las pruebas de radiotrazadores, se encontró un radio de influencia máximo de 72 m. Sin embargo, sólo un fragmento muy pequeño del agua puede lograr la velocidad más alta. El radio más representativo calculado para la zona dañada, se realizó con las velocidades principales del movimiento de agua entre pozos. Considerado la velocidad media se encontró un radio de 9 m. La zona dañada podría tener un área que va desde unos centímetros hasta 9 m. La comparación de estos resultados con el modelado geoquímico, muestran que para el Campo Geotérmico de Berlín un área de incrustación por sílice alrededor de los pozos de 10 m podría producir una reducción porcentual de 4 a 5% de porosidad por año o aproximadamente 30% en 6 años. Si el radio es más pequeño, el pozo se taponaría en un tiempo más corto, como lo que probablemente pasó en el pozo TR-1A en 1999. Estos resultados muestran que los experimentos de campo y los modelados geoquímicos pueden ayudar a predecir o evaluar la incrustación por sílice en los pozos geotérmicos de reinyección y establecen una base para un modelado completo de flujo de aguas subterráneas, transporte de solutos y reacciones químicas de paso. Como la obstrucción de los poros parece ocurrir en las proximidades de los pozos, las interacciones hidráulicas pueden explicar la declinación abrupta en la capacidad de los pozos, como el TR-14 cuando entran en operación pozos cercanos.

Requerimientos del sistema: PC procesador 486 (mínimo o superior); Windows XP (mínimo o superior); Microsoft Office Word; lector de CD.

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