Fervo Energy reporta exitoso avance en el proyecto EGS en Nevada, Estados Unidos.

Plataforma de perforación en el Project Red de Fervo Energy en Nevada (fuente: Fervo Energy)

Oscar Llamosa Ardila 22 Jul 2023

Fervo Energy anuncia resultados positivos de una prueba de pozo de 30 días realizada en Project Red, el proyecto piloto EGS a gran escala de la compañía en el norte de Nevada.

Los resultados indican que el doblete del pozo, conectado por un yacimiento fracturado hidráulicamente, puede soportar 3,5 MW de producción de electricidad (suponiendo un ciclo ORC supercrítico) con un caudal de 63 L/s a alta temperatura. La potencia de salida total osciló entre 2 y 3,5 MW durante toda la prueba. El caudal y la potencia de salida logrados durante la prueba superan el rendimiento de otros proyectos históricos de EGS.

La fase de perforación y estimulación del proyecto se completó entre enero de 2022 y marzo de 2023. La fase de prueba de pozos se llevó a cabo de abril a mayo de 2023.

“Al aplicar tecnología de perforación de la industria del petróleo y el gas, hemos demostrado que podemos producir recursos energéticos libres de carbono las 24 horas del día, los 7 días de la semana en nuevas geografías de todo el mundo. Los increíbles resultados que compartimos hoy son el producto de muchos años de trabajo dedicado y compromiso de los empleados y socios de la industria de Fervo, especialmente de Google”, dijo Tim Latimer, CEO y cofundador de Fervo Energy.

Los resultados de Fervo en Project Red, respaldan los hallazgos del DOE Enhanced Geothermal Earthshot y muestran que la energía geotérmica podría suministrar más del 20% de las necesidades de energía de EE. UU. y complementar la energía eólica y solar para alcanzar una red completamente descarbonizada.

“El modelado de sistemas de energía confirma que la geotermia puede ser clave en una red completamente descarbonizada. El exitoso piloto comercial de Fervo lleva la tecnología geotérmica de próxima generación del ámbito de los modelos al mundo real y nos inicia en el camino para desbloquear todo el potencial de la geotermia”, dijo Jesse Jenkins, profesor asistente y líder del laboratorio de Investigación y Optimización de Sistemas de Energía Cero Carbono (ZERO) en la Universidad de Princeton.

Relacionado con este anuncio, Fervo ha publicado una preimpresión de un artículo de investigación que aporta más detalles técnicos sobre el proyecto y sus resultados. Se puede acceder a la preimpresión (https://doi.org/10.31223/X52X0B) pero aún no ha sido revisada por pares.

Selección del sitio del proyecto.

El sitio del proyecto está ubicado junto a la planta de energía geotérmica Blue Mountain ubicada en el norte de Nevada. El subsuelo del sitio se caracteriza para presentar depósitos sedimentarios del Mioceno que recubren filitas mesozoicas con múltiples intrusiones de diques ígneos. El sistema geotérmico Blue Mountain está asociado con una zona de transferencia de desplazamiento y la circulación profunda está controlada principalmente por fallas normales con dirección N a NE intersecadas por un sistema de fallas dextral-normal con dirección NW.

La perforación está ubicada al sur de las zonas conocidas de flujo ascendente y de salida del sistema geotérmico Blue Mountain. Se han perforado varios pozos en esta área, donde se presentan condiciones de temperatura conductora, pero con baja permeabilidad profunda. Estas condiciones lo convirtieron fueron ideales para las pruebas del proyecto EGS propuesto por Fervo.

Diseño y perforación de pozos.

Fervo perforó tres pozos: un pozo de monitoreo vertical (Pozo de monitoreo 73-22), el Pozo de inyección 34A-22 y el Pozo de producción 34-22. Los pozos de inyección y producción comprenden el primer sistema de pozos dobles horizontales EGS de su tipo. Las secciones laterales de los pozos se perforaron con un tamaño de orificio de 9 7/8?, se completaron con una tubería de revestimiento de 7?, se extendieron aproximadamente 3250 pies (990 metros) horizontalmente y alcanzaron una temperatura máxima medida de 376 °F (190 °C). Los laterales del se desembarcaron a una profundidad vertical real de aproximadamente 7700 pies (2347 metros).

Se consideró que la perforación horizontal mejoraría la economía de un proyecto geotérmico al proporcionar un mayor acceso a la
volumen objetivo del reservorio, tasas de flujo más consistentes, distribución de flujo más uniforme en todo el volumen del reservorio y mayor área de superficie total de transferencia de calor. El diseño de pozos horizontales también ofrece muchas decisiones de diseño de ingeniería, lo que le permite adaptarse a diferentes entornos y ubicaciones geológicos.

Figura 2A. Sección transversal de pozos en el sitio EGS piloto de Project Red en Nevada (fuente: Fervo Energy)

Rendimiento de estimulación

Primero se perforó y estimuló el pozo de inyección 34A-22. Se estimuló un total de 16 etapas a lo largo del lateral, con cada etapa de aproximadamente la misma longitud de 150 pies. En cada etapa, se bombearían 16 000 bbl de fluido y 540 000 lbs de apuntalante a una velocidad de inyección objetivo de 100 lpm.

Con base en los datos recopilados de los sensores de fibra óptica en el pozo, la ruptura y el inicio de la fractura ocurrieron en el 100 % de los grupos de disparos. No hubo evidencias de fallas en los tapones de los puentes, lo que indica que los tapones de los puentes utilizados en este proyecto eran apropiados para las condiciones de temperatura y presión del fondo del pozo.

Pruebas y rendimiento de pozos

La prueba del pozo involucró la circulación de fluido a través del sistema doble bombeando fluido hacia abajo del pozo de inyección 34A-22, a través del sistema de yacimiento fracturado y hacia arriba del pozo de producción 34-22. La bomba de inyección ubicada en la plataforma del pozo proporcionó toda la presión necesaria para impulsar el fluido a través del sistema; no se necesitó una bomba de fondo de pozo ni un sistema de levantamiento artificial.

La presión en el Pozo de Producción 34-22 fue controlada por una válvula ubicada aguas abajo del cabezal del pozo. La presión se mantuvo entre 100 y 200 psi, lo que equivale a la presión prevista en la cabeza del pozo durante las operaciones comerciales.

Las presiones de inyección oscilaron entre 1000 y 2000 psi y se mantuvieron por debajo de la presión de fracturamiento de 2300 psi. Los índices de inyección se mantuvieron entre 650 gpm y 850 gpm, mientras que los índices de producción típicamente oscilaron entre 550 gpm y 750 gpm. La caída del 10% al 20% se atribuyó a la fuga de líquido en el subsuelo. La temperatura de producción aumentó a lo largo de la prueba a una temperatura máxima de f 336 °F (169 °C). Este aumento constante en la temperatura de producción confirmó que no hubo una ruptura térmica prematura en el yacimiento.

Sismicidad inducida

La planta de energía geotérmica Blue Mountain ha estado en operaciones comerciales activas desde 2009 y no se han reportado casos de sismicidad inducida. Además, el catálogo de terremotos de USGS indica que no se han registrado eventos sísmicos de magnitud M>2 dentro de los 20 kilómetros del área del proyecto. Por lo tanto, se concluyó que el campo Blue Mountain es un área con una sismicidad natural mínima.

En julio de 2020, Fervo puso en servicio una nueva red local de monitoreo sísmico que consta de 8 sismómetros de banda ancha, un sensor de movimiento fuerte local instalado en las instalaciones de la planta de energía y otro sensor de movimiento fuerte instalado en la ciudad de Winnemucca, ubicada aproximadamente a 34 kilómetros de distancia. La red sísmica local se operó de forma continua desde julio de 2020 hasta junio de 2023 en asociación con el USGS.

Basándose en la comprensión de la respuesta del movimiento del suelo en el área local, Fervo estableció un protocolo del sistema de semáforos (TLS) que constaba de umbrales verde (M < 2,0), amarillo (2,0 <= M < 3,0) y rojo (M >= 3,0). Las tasas de sismicidad aumentaron durante los períodos de estimulación o prueba de pozos, pero la mayor magnitud registrada fue un evento de M=1,8. Esto ocurrió durante la prueba de flujo cruzado de 37 días. Durante los períodos sin operaciones activas, se registraron niveles relativamente bajos de sismicidad de fondo.

Próximos pasos

Los resultados del Proyecto Red representan un gran avance al demostrar que EGS puede respaldar la producción en estado estable con un alto nivel de productividad y que los proyectos de EGS se pueden ejecutar sin incidentes importantes de sismicidad inducida. Los datos recopilados a través de este piloto serán fundamentales para lograr el objetivo de Fervo de más del doble de potencia de salida para el próximo diseño piloto.

Este verano, Fervo inició la construcción de su primer desarrollo totalmente nuevo en el suroeste de Utah, junto al Observatorio Fronterizo para la Investigación en Energía Geotérmica (FORGE) del DOE. Los ingresos y aprendizajes del proyecto de Fervo en Utah se destinarán al desarrollo de otros proyectos en nuevas geografías.

Fuente de referencia: Fervo Energy via ThinkGeoEnergy.