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!!!