Modelo conceptual y numérico del campo geotérmico Cerritos Colorados, Jalisco

Abstract

The geothermal energy has emerged as an alternate energy source that has the potential to reduce the use of fossil fuel. Actually, several countries are developing this kind of energy, among them is Mexico that by its geological and structural conditions it is favorable to the presence of geothermal resources. Cerritos Colorados is one of the five identified geothermal fields by the Comision Federal de Electricidad (CFE). This geothermal field is located in the western portion of the Trans-Mexican Volcanic Belt (TMVB), within a volcanic caldera complex known as Sierra de La Primavera. The available data of geological, geophysical and geochemical studies was collected for to create a conceptual model. This model constitutes a graphic representation of the process that occurs in the geothermal system. In general, the Cerritos Colorados geothermal reservoir is contained in the Miocene-Pliocene silicic ash-flow tuffs and lava flows, and andesitic to basaltic lavas, whose permeability is mainly secondary. The natural thermodynamics state of the system corresponds to a compressed liquid reservoir. The up flow of geothermal fluid is located around the wells PR-1, PR-8, PR-9 y PR-12 where the fluid tends to move towards the west and through surface structures towards the east. Based in the conceptual model a numerical model was constructed using TOUGH2 and Python scripting library. The natural state was calibrated with the temperature profiles from existing wells. The model obtained allows the forecast of the future performance of the reservoir under conditions of exploitation (production and injection). This is used to estimate the impact that geothermal exploitation will have on the resource, and hence possible degradation of the reservoir.

La energía geotérmica ha surgido como una fuente de energía alterna con el potencial de reducir el uso de los combustibles fósiles. Actualmente, varios países están implementando este tipo de energía, entre ellos México, que por sus condiciones geológicas y estructurales es favorable a la presencia de fuentes geotérmicas. Cerritos Colorados es uno de los cinco campos geotérmicos identificados por la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Este campo geotérmico está localizado en la porción oeste del Cinturón Volcánico Trans-Mexicano (CVTM), dentro de una caldera en un complejo volcánico conocido como La Sierra de La Primavera. Los datos disponibles de estudios geológicos, geofísicos y geoquímicos son recabados para crear un modelo conceptual. El modelo constituye una representación gráfica de los procesos que ocurren en el sistema geotérmico. En general, el reservorio geotérmico Cerritos Colorados está contenido en flujos de ceniza silícica, flujos de lava y lavas de composición basáltica a andesítica del Mioceno- Plioceno cuya permeabilidad es principalmente secundaria. El estado termodinámico natural del sistema corresponde a un reservorio de líquido comprimido. El ascenso del fluido geotérmico está localizado alrededor de los pozos PR-1, PR-8, PR-9 y PR-12 donde el fluido tiende a moverse hacia el oeste y hacia al este a través de estructuras superficiales. Basado en el modelo conceptual se construyó un modelo numérico usando TOUGH2 y la librería de scripts de Python. El estado natural del campo fue calibrado con los perfiles de temperatura de los pozos existentes. El modelo obtenido permite predecir el desempeño futuro del reservorio en condiciones de explotación (producción e inyección). Esto se utiliza para estimar el impacto que la explotación geotérmica tendrá en el recurso y, por lo tanto, la posible degradación del reservorio.