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Producción de electricidad a partir de pozos de petróleo: primeros resultados de pruebas de campo en Francia

Enogia’s ORC module installed in Chaunoy oil field (Vermilion’s site), Paris basin (France) (source: Enogia/ MEET)
carlos Jorquera carlos Jorquera 19 Oct 2020

El proyecto Horizon2020 MEET, publicó resultados de una planta ORC de testeo de pequeña escala, que produce electricidad de pozos petroleros ubicados en Vermillion, Francia.

Como parte de un boletín reciente, el proyecto europeo MEET (demostración de EGS en varios sitios), un proyecto de investigación financiado por la UE, anunció los primeros resultados de una prueba de campo en Francia.

Con un inicio oficial el 12 de junio, han pasado 3 meses desde que el proyecto MEET lanzó este primer piloto de producción de electricidad geotérmica.

¿Por qué?

Se produce mucha salmuera caliente junto con la producción de petróleo en un campo petrolífero maduro. Después de la separación por gravedad en la superficie, el agua simplemente se reinyecta en el campo petrolero mediante pozos inyectores dedicados. Vermilion posee una cartera de 300 pozos en campos petroleros en tierra en Francia, con más de 40 de ellos seleccionados como posibles potenciales debido a un flujo de fluido de más de 10 m3 / hy una temperatura superior a 70 ° C.

La electricidad es una parte importante del costo de operación de un pozo de petróleo porque las bombas eléctricas subterráneas se instalan en el fondo del pozo (de 2 a 3 km de profundidad) para elevar los fluidos del depósito de petróleo agotado hasta el pozo. Es importante investigar cuánta electricidad se puede generar en el sitio para ahorrar costos operativos. Cabe destacar que en Francia actualmente no existe ningún incentivo económico para vender la electricidad a la red, por lo que el autoconsumo es la mejor opción.

¿Cómo?

El pozo elegido para el piloto es CNY40: 500 m3 / d de fluido (490 m3 / d de salmuera y 10 m3 / d de aceite) a 92 ° C. La turbina eléctrica de ENOGIA (figura 1) se instala con bastante facilidad en la línea de flujo que transporta petróleo, gas y agua desde la boca del pozo hasta el colector. Dos mangueras flexibles desvían la línea de flujo de producción y permiten la entrada y salida de fluido a la turbina. El trabajo de superficie es necesario para actualizar las barreras de seguridad del sistema de producción, por ejemplo, se instalan válvulas de seguridad en caso de cambios de presión relacionados con la turbina. Dado que el petróleo, el gas y el agua pasan por la turbina, una fuga se convertiría en un derrame de petróleo en el suelo.

El principio es el de un ciclo de motor termodinámico: la temperatura del fluido producido se utiliza para calentar y hervir un fluido diferente a alta presión, llamado fluido de trabajo. Este vapor se despresuriza para producir un trabajo mecánico, que finalmente se transforma en electricidad gracias a un alternador. El fluido producido se devuelve a la línea de producción a una temperatura ligeramente más baja.

Resultados iniciales

La Figura 2 muestra la potencia bruta producida por la turbina (eje izquierdo, en kW) desde el 12 de junio hasta finales de junio.

Figure 2: Gross power produced by the turbine (in kW) in June 2020 on CNY40

Se pueden hacer varias observaciones interesantes del gráfico:

La potencia de salida es cíclica porque depende de la temperatura de la fuente fría, es decir, la temperatura del aire ambiente, más fría durante la noche que durante el día.
La optimización de la turbina a finales de junio consistió en eliminar parte del fluido “de trabajo”; resultó si un mejor rendimiento

La Figura 3 muestra la última semana de datos registrados a principios de septiembre: se registró una potencia bruta media de 15 kW y una potencia neta media de 7 kW. Tenga en cuenta que la “red” considera el consumo eléctrico de la turbina ORC como la bomba del compresor, no así el consumo eléctrico del pozo de petróleo.

Figura 3: Resultado de la turbina de energía para una semana completa a principios de septiembre: producción de energía promedio diaria bruta (puntos azules), producción de energía promedio diaria neta (puntos grises) y temperatura exterior promedio (puntos naranjas)

Fuente:   Sitio web del proyecto MEET / ThinkGeoEnergy