¿Cómo funciona una planta geotérmica?

Recursos geotermicos

Comprensión energía geotérmica comienza con una comprensión de la fuente deesta energía - el calor interno de la tierra. La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad, con una temperatura en el centro que alcanza más de 4200 ° C (7600 ° F).

Una parte de este calor es una reliquia de la formación del planeta hace unos 4.500 millones de años, y una parte es generada por la continua decadencia de radioactivo isótopos. El calor se mueve naturalmente de las regiones más calientes a las más frías, por lo que el calor de la Tierra fluye desde su interior hacia la superficie.

Debido a que los procesos geológicos conocidos como placaEn la tectónica, la corteza terrestre se ha dividido en 12 enormes placas que se separan o se empujan a una velocidad de milímetros por año. Cuando dos placas chocan, una placa puede empujar por debajo de la otra, produciendo fenómenos extraordinarios como trincheras oceánicas o terremotos fuertes. A gran profundidad, justo por encima de la placa descendente, las temperaturas son lo suficientemente altas como para derretir la roca, formando magma.

Debido a que el magma es menos denso que las rocas circundantes, se mueve hacia la corteza terrestre y transporta calor desde abajo. A veces el magma se eleva a la superficie a través de la corteza delgada o fracturada como lava.

Sin embargo, la mayoría del magma permanece debajo de la corteza terrestrey calienta las rocas circundantes y las aguas subterráneas. Parte de esta agua llega hasta la superficie a través de grietas de arena en la tierra como aguas termales o géiseres.

Estos reservorios son fuentes de energía geotérmica que potencialmente pueden aprovecharse para la generación de electricidad o el uso directo.

Identificación de recursos

Geológica, hidrogeológica, geofísica ySe utilizan técnicas geoquímicas para identificar y cuantificar los recursos geotérmicos. Los estudios geológicos e hidrogeológicos implican el mapeo de cualquier fuente termal u otras características térmicas de la superficie y la identificación de estructuras geológicas favorables. Estos estudios se utilizan para recomendar dónde se pueden perforar los pozos de producción con la mayor probabilidad de aprovechar el recurso geotérmico.

Se implementan estudios geofísicos para determinar laforma, tamaño, profundidad y otras características importantes de las estructuras geológicas profundas mediante el uso de los siguientes parámetros: temperatura (estudio térmico), conductividad eléctrica (métodos eléctricos y electromagnéticos), velocidad de propagación de ondas elásticas (estudio sísmico), densidad (estudio por gravedad) , y susceptibilidad magnética (levantamiento magnético).

Encuestas geoquímicas (incluyendo isótoposLa geoquímica es un medio útil para determinar si el sistema geotérmico está dominado por agua o vapor, para estimar la temperatura mínima esperada en profundidad, para estimar la homogeneidad del suministro de agua y para determinar la fuente de recarga de agua.

La exploración geotérmica aborda al menos nueve objetivos:

1. Identificación de fenómenos geotérmicos.
2. Determinar que existe un campo de producción geotérmica útil.
3. Estimación del tamaño del recurso.
4. Clasificación del campo geotérmico.
5. Localización de zonas productivas.
6. Determinación del contenido de calor de los fluidos que serán descargados por los pozos en el campo geotérmico
7. Recopilación de un conjunto de datos contra los cuales se pueden ver los resultados de la supervisión futura
8. Evaluación de los valores de pre-explotación de parámetros ambientalmente sensibles.
9. Determinación de cualquier característica que pueda causar problemas durante el desarrollo del campo.

Perforación

Una vez que los recursos geotérmicos potenciales han sidoidentificado, la perforación exploratoria se lleva a cabo para cuantificar aún más el recurso. Debido a la alta temperatura y la naturaleza corrosiva de los fluidos geotérmicos, así como la naturaleza dura y abrasiva de las rocas de yacimiento que se encuentran en los entornos geotérmicos, la perforación geotérmica es mucho más difícil y costosa que la perforación convencional de petróleo. Cada pozo geotérmico cuesta entre 1 y 4 millones de dólares para perforar, y la antigüedad del campo puede consistir en 10 a 100 pozos.

La perforación puede representar de 30 a 50% del costo total de un proyecto geotérmico.

Típicamente, los pozos geotérmicos se perforan a profundidadescon una profundidad de 200 a 1.500 metros para sistemas de baja y media temperatura, y de 700 a 3.000 metros de profundidad para sistemas de alta temperatura. Los pozos se pueden perforar verticalmente o en ángulo. Los pozos se perforan en una serie de etapas, cada una de las cuales tiene un diámetro menor que la etapa anterior, y cada una está asegurada por cubiertas de acero, que se cementan en su lugar antes de perforar la etapa posterior.

Las secciones finales de producción del pozo utilizan un revestimiento perforado sin cementar, lo que permite que el fluido geotérmico pase a la tubería.

Los objetivos de esta fase son demostrar laexistencia de un recurso explotable y para delinear la extensión y las características del recurso. Un programa de perforación exploratoria puede incluir pozos de gradiente de temperatura poco profundos, pozos de exploración de "orificio delgado" y pozos de exploración / producción de tamaño de producción.

Los pozos con gradiente de temperatura a menudo se perforan a una profundidad de 2 a 200 metros con diámetros de 50 a 150 mm.

Los pozos de exploración de hoyos delgados son generalmente perforadosDe 200 a 3000 metros de profundidad con diámetros de fondo de 100 a 220 mm. El tamaño y el objetivo del desarrollo determinarán la cantidad y el tipo de pozos que se incluirán en los programas de perforación exploratoria.