II Taller Regional de Energía Geotérmica “OPERACIÓN Y OPTIMIZACION DE CAMPOS GEOTERMICOS”
4-7 de sept de 2017, Guanacaste, Costa Rica
CENTRAL GEOTERMICA MOMOTOMBO
MOMOTOMBO POWER COMPANY
Ing. Geóloga Magdalena Pérez LópezGerente de Reservorio
Taller No 4: Operación y Mantenimiento de Campos Geotérmicos
Objetivo del Taller #4“Operación y Mantenimiento de
Campos Geotérmicos”“Compartir las experiencias y capacidades sobre el trasiego de fluidos y el manejo de
yacimientos con el objetivo de evitar el decaimiento de los campos geotérmicos.”
• Monitoreo de incrustación de sílice, calcita y uso de sistemas de inhibición
• Incrustación de anhidrita – caso pozo MT35
Temas a Exponer
Características de la Central Geotérmica• Área de Concesión: 9 km2• Area actual de explotación: 2 km2• Dos Unidades de Generación de Condensación de Vapor - Franco Tossi con una
capacidad de 35MW cada una.• Una Planta Binaria ORMAT Energy Converter (OEC) con una capacidad de 7.2 MW.• Capacidad Total Instalada de 77 MW.• Pozos:
• 47 pozos perforados 10 productores 7 inyectores3 monitoreo de presión de reservorio
• Profundidad de los pozos: 310-2839 m• 9 Separadores Ciclónicos• Pilas
• Pila de Condensado• Pila de Aguas residuales• Pila de Evaporación
• Max Temp medida: 327°C Temperatura actual - Estático: 284°C Dinámico: 176-223°C• Tipo de fluído: Na-Cl• Geología: ambiente andesítico-basáltico con intercalaciones de tobas• Generación promedio: 3.0 MW (1.4-5.2 MW) • Total Generación Bruta: 24 MW
Área de Concesión Geotérmica
Punta del Diablo
La Guatusa
Lago de Managua
Area de Concesión Central Geotérmica Momotombo
Caldera de Monte Galán
Puerto Momotomboo León Viejo
Marco Geológico – Area Momotombo
Zonas del Campo Geotérmico de Momotombo
MT4
/40
MT4
2
OM
53
OM
52
Corte Vertical de distribución de temperaturas
Reservorio Somero
ReservorioIntermedio
ReservorioProfundo
Natural Inflow of cold water
Monitoreo de Campo• Limpiezas Mecánicas y químicas en pozos productores e inyectores
• Aplicación de DHVC
• Instalación y revisión de Sistemas de Inhibición de Carbonato de Calcio y de Sílice
• Registros de Presión, Temperatura y Spinner
• Monitoreo de presión de cabezal
• Monitoreo de presión de reservorio
• Monitoreo de presión y temperatura de fondo
• Medición de caudales de agua y vapor producido, mezcla total, calidad, entalpía.
• Medición de agua reinyectada en caliente y en frío
• Monitoreo de agua geotérmica que sale por vertederos
• Monitoreo geoquímico del fluido
• Monitoreo de Índices de Saturación de Calcita
• Pruebas de Producción
• Trazadores de Reservorio – 2002-2003
• Calibraciones
• Mediciones de Caudal de vapor total en la Central Geotérmica
• Monitoreo Sísmico – apoyo con INETER
Historia de Producción 1983-2017
Limpiezas mecánicas/Reparaciones -2000-2014
10/16
Well W.O. I W.O II W.O. III W.O IV W.O. V W.O VI 2006 2010 2014
MT-02 8-11 julio 2000 9-12 Jan 01 5-7 Sept 01
MT-04 15-20 Jan 77 6-23 Dec 95 22-26 Dec 00 17-23 July 01 6-16 May 02
MT-07 6-13 May 01
MT-10 25/08 to 7 Sept 2000
MT-23 18-20 July 00 19-21 Nov 00 18-19 Jan 01 6-7 March 01 22-30 May 01 6-10 Aug 01
MT-26 20-28 June 00 3-4 Jan 01 27-28 Feb 01
MT-27 22-26 April 00 14-15 Aug 00 28-30 Nov 00 12-14 March 01Sept 2006 Deepening
442 to 720 m + Liner
MT-31 14-20 May 00 6 Aug 00 28/07 - 6/08 00
MT-41 14-24 Sept 00 7-15 Dec 00 19-23 Aug 01
RMT-15 25-27 April 01
RMT-1815-19 April 01
Dec 2014
Mech
Cleaning
RMT-2
24 Nov 2010 Fix
corros ion on surfica i l
Csg and mechl
cleaning at 92 m
depth.
MT35
July 2006
Deep (1295-1440 m) +
Mech. Cleaning +
Liner + Acid Job
RMT30July 2006
Mech. Cleaning +
Liner + Acid Job
Consiste en dosificar una formulación química o inhibidor en el cual la función principales que al entrar en contacto con la salmuera (en el Boiling point) evita que laconcentración de carbonatos de calcita se precipiten en las paredes de la tubería deproducción del pozo productor y lo obstruya.
La variación de la concentración de calcita, está determinada por los cambiosgeoquímicos de la salmuera y vapor, que va desarrollando un pozo de produccióngeotérmico en el yacimiento con respecto al tiempo, tales como disminución deentalpía, incremento del pH, incremento de gases de CO2, H2S.
Sistema de Inhibición de Calcita
En la planta Momotombo, se prepara la dilución al 10% vol:• Una mezcla de nueve partes de condensado y una parte de producto puro
(inhibidor GT-8466)• La solución es mantenida en contenedores que están abasteciendo a una bomba de
alta presión (dosificadora), la cual a través de un capilar es inyectado entre 70 a 150 metros bajo el punto de flasheo del flujo
• El liquido inhibidor es retornado por el contra flujo del pozo, dándose una mezcla del inhibidor y por lo tanto una reacción del carbonato de calcio, retardando la energía de reactividad del CaCO3, dándose así la prevención de incrustación del pozo geotérmico.
Aplicación del Sistema de Inhibición de Calcita Solución Inhibidora GT-8466
12/16
Instalado en pozos MT2*, MT23, MT26, MT27, MT31, MT35 y MT4*Pozo MT2 F/S desde Feb 2015
Injector Head Flash Level Feed Zone
350-365 300
282 175
665-775 500-520
547 380
475-485 300
330 218
540-520 330-340
325 235-250
395-375 315-320
335 272
475 375
450 385
900 825
600 524
6
7
Quantity
1
2
3
4
5
374MT2
Date Installed
490
1435
864
Sept 18, 2001
August 28, 2001
August 25, 2001
MT27 415-420 (378)
MT31 500
MT35 1287-1290
582
1440
March 20, 2001
Nov 9, 2006
MT4 800-1350
MT23 566-584, 789
MT26 575640 March 8, 2001
Well
(m)
Depth (m)
August 1, 2006
442
DHV – Inspección de Downhole Video - 2005
Wells inspected: MT4, MT35, MT42, MT16, MT8
MT16: obstruction founded at 117 mTD: 2251 m
MT35: Calcite scaling. Well plugged at 846 m. TD: 1440 m
MT36: fluid entry from 9 5/8” Csg at 496 m.TD: 1653 m
MT42: mechanical collapse at 9 5/8” Csg at 168 m. TD: 2092 m
MT8: debris at 9 5/8”Csg at 313.7 m.TD: 1757 m
RMT1: debris at 9 5/8”Csg at 275 m.TD: 1564 m
Incrustación de Calcita
Tratamientos de limpieza química Remoción de Carbonato de Calcio
HCL Date
Removal from
warehouse
Acid Job Bbls HCl 33% Galns HCl 33%
Geogard 8890
1% Inhibidor de
Corrosión (Bbls)
Dilución
del HCL %Well
Volumenes
Inyectados
Field/PP
AdministratorEquipment
30 June 2002 416 22,880.00 MT42 (1) ORMAT Schlumberger
24-27 Julio 2002 MT42 ORMAT Schlumberger
4-5 Julio 2002 MT4 ORMAT Schlumberger
29-30 Jul 2002 MT35 ORMAT Schlumberger
24-oct-03 22-oct-03 170 9,350.00 6 10 MT42 (2) ORMAT OMPC
12-feb-04 200 11,000.00 6 15 MT42 (3) ORMAT OMPC
sep-04 10-sep-04 156 8,580.00 6 15 MT42 (4) ORMAT BJ
17-jul-06 12-jul-06 118 6,490.00 6 15 MT35 ORMAT OMPC
19-jul-06 0.00 6 15 MT42 (5)
05-ago-06 0.00 6 15 MT30 BJ
18-ago-06 177 9,735.00 6 15 MT42 (6) ORMAT BJ
15-sep-06 17-sep-06 345 18,975.00 6 15 MT27 ORMAT BJ
21-sep-06 08-oct-06 273 15,015.00 6 15 OM53 31,981.95 ORMAT BJ
11-oct-06 11-sep-06 311 17,105.00 6 15 RMT18 ORMAT BJ
03-nov-06 24-oct-06 234.5 12,897.50 6 15 MT31 (1) 27,471.68 ORMAT BJ
13-ene-09 14-ene-09 239 13,145.00 6 15 MT42 (7) ORMAT OMPC
10-nov-09 11-nov-09 105 5,775.00 6 15 MT42 (8) ORMAT OMPC
24-abr-12 24-abr-12 228 12,540.00 6 15 MT42 (9) ORMAT OMPC
29-nov-12 29-nov-12 228 12,540.00 6 15 MT42 (10) ORMAT OMPC
09-ago-13 10-ago-13 228 12,540.00 6 15 MT42 (11) ORMAT OMPC
11-sep-13 12-sep-13 273 15,015.00 6 15 MT41 MPC MPC
19-nov-13 20-nov-13 234 12,870.00 6 15 MT31 (2) MPC MPC
07-feb-14 10-feb-14 228 12,540.00 6 15 MT42 (12) MPC MPC
29-nov-16 390 21,450.00 10 15 MT41 (2) MPC MPC
13-dic-16 420 23,100.00 10.75 15 OM53 (2) MPC MPC
28-abr-17 36.4 17,648.00 3 5 MT40 MPC MPC
Sistema de Inhibición Calcita
Estructura metálica (Torre)Polea superiorPolea inferior Tubo lubricador Ø3”Preventor Ø3” (1)Válvula de 3 1/8” (corona)Candados (2)Capilar Incoloy 825 de 1/4“ x 0.049”Barra de Peso + Cabeza Inyectora Ø1 3/4” x 5.5 mCarrete metálicoBomba Dosificadora NeptunoSolución inhibidoraTanque de aguaContenedorSistema eléctrico
Malacate – para ascenso y descenso del sistema de inhibiciónGrúa
Sistema de Inhibición de Carbonato
Monitoreo de Profundidad de Cabeza Inyectora, Flasheoen Sistema de Inhibición de Carbonato de Calcio
Sistema de inhibición de SíliceLa sílice amorfa se deposita en las tuberías de los equipos superficiales, válvulas, tuberías de acarreo de fase líquida y en los intercambiadores de calor y vaporizadores de la Planta de Ciclo Binario.
• La concentración de sílice en el fluido de Momotombo en los pozos productores es de entre 300-1100 ppm.
• La temperatura de separación es de 154°C a una presión de separación de 4.5 barg
Sistema de inhibición de SíliceLa concentración de sílice en la salmuera en los pozos inyectores es entre 425-480 ppm.La temperatura de inyección es de 112°C.
Sistema de inhibición de SíliceEl tratamiento para minimizar la depositación de sílice se planificó realizarlo con la modificación del pH, pero este método no prosperó en Momotombodebido a los altos riesgos de su aplicación.
El pH del fluido de Momotombo es de 8.0, pero para introducir la inhibición con modificación del pH, había que bajarlo a ~5.8.
Riesgos:• Corrosión de la tubería• Alto costo• Pérdida de producción• Daño en los equipos
El uso de cupones se inició en el 2015, instalándose en la línea salmuera del MT36 y luego se colocaron en la entrada y salida de salmuera de la Planta Binaria
Sistema de inhibición de SíliceEl tratamiento para minimizar la depositación de sílice inició el 11 de Enero 2008 con el uso de la solución inhibidora CSX 5110, después de siete limpiezas químicas realizadas a la Planta Binaria con HF al 11-16%.
Esta solución inhibidora se utilizó hasta el 15 Dic 2016 y se aplicó solamente a la entrada de la línea de salmuera de la Planta Binaria.
La solución inhibidora retarda la formación de sílice, pero no la elimina.
El 16 de Diciembre del 2016 se inició a aplicar la solución inhibidora GS5462– formulación a base de polímero de 4ta generación – PowerChem.
Cambios realizados:• Se eliminó inyección de la solución en la tubería colectora de salmuera
de la Planta Binaria• Se colocaron puntos de inyección de inhibidor cerca de los cabezales de
los pozos MT36, OM53 y MT43.
Sistema de Inhibición Sílice
Monitoreo con cupones en la OEC
Depositación Sílice Amorfa en Equipos Superficiales Pozos Productores
Depositación Sílice Amorfa
Sílice en Planta Binaria
Gráfica tendencia de depósito de sílice en línea salmuera
Antes: CSX-5110 Actual: GS-5462
Depositación Sílice Actual con GS-5462
• En tubería forma capa muy delgada – <1.0 mm de espesor
• Material Frágil, quebradizo, poroso• Mantiene la sílice en forma bastante soluble• Se desprende fácilmente, de remoción rápida• Remoción de bajo costo
Incrustación de Anhidrita –MT35
Compound Name Chemical Formula SemiQuant [%]
Anhydrite Ca4.00 S4.00 O16.00 100
Esta proyectado utilizar en este pozo el producto GS 6462 que es un inhibidor para el control de calcita y yeso. Este producto estaría usado en lugar del GS 8466, dado que puede dar igual o mejor protección contra calcita y mejor protección contra anhidrita.
Consecuencias
• La falta de uso de un inhibidor de sílice en las líneas de acarreo de salmuera en pozos con altas concentraciones de este elemento provocó la formación de este mineral en las tuberías de salmuera y en la Planta Binaria, reduciendo por ende la capacidad de acarreo de salmuera hacia este equipo, aumentando el derrame por los vertederos y afectando la generación. Este problema hizo que se tuvieran que sustituir varias centenas de metros de tubería y afectó varias tubos de la OEC, obligando a taparlos.
• La falta de aplicación de solución inhibidora de carbonato en los pozos productores hace imposible la generación de manera constante en los pozos productores, ya que estos tienden a incrustarse en un período de 1-3 meses.
• La aplicación de la solución inhibidora de sílice en la línea de salmuera retardó las limpiezas mecánicas y químicas en la Planta Binaria, pero no evitó la formación de este, por lo que la Binaria se tiene que limpiar mecánicamente de manera periódica.
• La aplicación de la solución inhibidora para evitar la depositación de carbonato de calcio ha permitido que los pozos productores se mantengan generando de manera constante desde el 2001, evitando pérdidas de generación.
• La aplicación del nuevo inhibidor de sílice es reciente, por lo que aun estamos en período de observación.
• El uso del inhibidor ha evitado el acarreo de sílice a los pozos inyectores, manteniendo la capacidad de reinyección de la salmuera.
• El material formado es de fácil remoción
Beneficios
MUCHAS GRACIAS!!!