Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana Volumen 76, núm. 1, A0201224, 2024 http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2024v76n1a020124

Prediction of clog time of amorphous silica in the pipes of the wells from Los Humeros geothermal field – A new geochemical model along with a computational algorithm

Predicción del tiempo de obturación con sílice amorfa en los tubos de los pozos del campo geotérmico de Los Humeros – Nuevo modelo geoquímico en conjunto con un algoritmo computacional

Sumit Mishra^1,*, Eduardo González-Partida¹, Antoni Camprubí², Sanjeet K. Verma³,

Kailasa Pandarinath⁴, Renée Pérez-Rodríguez⁵, Joseph Madondo¹

¹ Centro de Geociencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Boulevard Juriquilla 3001, 76230, Juriquilla, Querétaro, México

² Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510, CDMX, México.

³ División de Geociencias Aplicadas, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. Camino a la Presa San José # 2055, Col. Lomas 4a Sec., 78216, San Luis Potosí, SLP, México.

⁴ Instituto de Energías Renovables, Universidad Nacional Autónoma de México, Privada Xochicalco s/n, Centro, 62580 Temixco, Morelos, México.

⁵ Geochemical Research and Engineering, Inc., 75 Cormack Crescent, Edmonton, Alberta T2R2E6, Canada.

* Corresponding author: (S. Mishra) This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

How to cite this article:

Mishra, S., González-Partida, E., Camprubí, A., Verma, S.K., Pandarinath, K., Pérez-Rodríguez, R., Madondo, J., 2024, Prediction of clog time of amorphous silica in the pipes of the wells from Los Humeros geothermal field – A new geochemical model along with a computational algorithm: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 76 (1), A020124. http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2024v76n1a020124

Manuscript received: October 15, 2023; Corrected manuscript received: January 25, 2024; Manuscript accepted: February 2, 2024.

RESUMEN

El objetivo principal de este artículo es presentar un modelo fisicoquímico junto con un algoritmo computacional que resulta valioso para cuantificar la presencia de incrustaciones y obstrucciones de sílice en pozos de producción geotérmica. Este modelo utiliza parámetros de flujo bifásico, perfiles de temperatura y presión, así como la composición de la salmuera para prever el momento de constricción de la tubería de producción causada por la deposición de sílice amorfa con el tiempo. El modelo es aplicable a sistemas con temperaturas que van desde 270°C a 305°C, presiones de vapor que van de 55 a 93 bares y entalpías que van de 1189 kJ/kg a 1400 kJ/kg. El modelo predictivo se calibró utilizando datos recopilados de seis pozos distintos dentro del campo geotérmico de Los Humeros en México y, posteriormente, se aplicó para prever resultados en dos pozos adicionales. Cuando las condiciones de temperatura, presión y entalpía permanecen relativamente constantes durante el proceso de producción, el modelo desarrollado en este estudio predice con precisión los momentos en que ocurre un cierto porcentaje de sellado de la tubería en pozos con fracciones volumétricas de líquido elevadas (ε_l>0.5) y temperaturas entre 270°C y 305°C. El error de predicción es inferior al 3%.

Palabras clave: tiempo de sellado, escala de sílice, precipitación cinética, campo geotérmico.