Longevidad de los Sistemas Geotérmicos Mejorados con Circulación de Salmuera en Pozos de Hidrocarburos Fracturados Hidráulicamente
Autores: Zuo, Lihua; Weijermars, Ruud
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Longevidad de los Sistemas Geotérmicos Mejorados con Circulación de Salmuera en Pozos de Hidrocarburos Fracturados Hidráulicamente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Modelo de extracción de calor
Pozos horizontales
Canal de fractura
Perfiles de temperatura de salmuera
Reservorios geotérmicos
Circulación del fluido de trabajo
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un modelo de extracción de calor simple y semi-analítico para reservorios secos fracturados hidráulicamente que contienen dos pozos horizontales subparalelos, conectados por un canal de fractura horizontal, utilizando salmuera inyectada como fluido de trabajo. Se utilizan ecuaciones de calor para cuantificar la conducción de calor entre las paredes de la fractura y la salmuera en circulación. Se calculan los perfiles de temperatura de la salmuera para diferentes combinaciones de anchos de fractura, tasas de circulación del fluido de trabajo y temperaturas iniciales de las paredes de la fractura. Se evalúa la longevidad del proceso de extracción de calor geotérmico para una variedad de tasas de inyección del fluido de trabajo. Es importante destacar que los reservorios geotérmicos secos no recargarán calor mediante el flujo geotérmico en la escala de tiempo de cualquier proyecto comercial de extracción de calor. Se propone un plan de producción, con circulación periódica de salmuera mantenida en un horario diurno con 8 horas de producción activa alternando con 16 horas de bomba apagada. Se alcanza un estado cuasi-estacionario después de que tanto la temperatura de la salmuera como la temperatura de la roca convergen a un estado límite que permite el recalentamiento de las paredes de la fractura por conducción desde el interior de la roca en el horario de producción diurna. Los resultados de este estudio podrían servir como una herramienta rápida para asistir en la fase de planificación del diseño de reservorios geotérmicos, así como para el monitoreo y gestión operativa.
Descripción
Se presenta un modelo de extracción de calor simple y semi-analítico para reservorios secos fracturados hidráulicamente que contienen dos pozos horizontales subparalelos, conectados por un canal de fractura horizontal, utilizando salmuera inyectada como fluido de trabajo. Se utilizan ecuaciones de calor para cuantificar la conducción de calor entre las paredes de la fractura y la salmuera en circulación. Se calculan los perfiles de temperatura de la salmuera para diferentes combinaciones de anchos de fractura, tasas de circulación del fluido de trabajo y temperaturas iniciales de las paredes de la fractura. Se evalúa la longevidad del proceso de extracción de calor geotérmico para una variedad de tasas de inyección del fluido de trabajo. Es importante destacar que los reservorios geotérmicos secos no recargarán calor mediante el flujo geotérmico en la escala de tiempo de cualquier proyecto comercial de extracción de calor. Se propone un plan de producción, con circulación periódica de salmuera mantenida en un horario diurno con 8 horas de producción activa alternando con 16 horas de bomba apagada. Se alcanza un estado cuasi-estacionario después de que tanto la temperatura de la salmuera como la temperatura de la roca convergen a un estado límite que permite el recalentamiento de las paredes de la fractura por conducción desde el interior de la roca en el horario de producción diurna. Los resultados de este estudio podrían servir como una herramienta rápida para asistir en la fase de planificación del diseño de reservorios geotérmicos, así como para el monitoreo y gestión operativa.