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Título: Evaluación físico matemático de la transferencia del calor geotermal por inyección de fluidos en el pozo abandonado del campo X de la cuenca Oriente para conversión en energía eléctrica.
Autor: Vernaza Quiñónez, Kathya Naomy
Acosta Burbano, Juan José
Palabras clave: CALOR
ENERGÍA RENOVABLE
FLUIDO GEOTERMAL
HIDROCARBURO
ENERGÍA ELÉCTRICA
Fecha de publicación: jun-2022
Editorial: Quito : EPN, 2022
Citación: Vernaza Quiñónez, K.N. & Acosta Burbano, J. J. (2022). Evaluación físico matemático de la transferencia del calor geotermal por inyección de fluidos en el pozo abandonado del campo X de la cuenca Oriente para conversión en energía eléctrica. 67 páginas. Quito : EPN.
Resumen: Currently there is a world energy crisis, and the economy of many countries depend mainly on fossil fuels as a source of energy, which, although it is financially profitable, it also generates CO2, which contributes to global warming. As an alternative to dependence on hydrocarbons, it has become necessary to work with clean and sustainable energy sources in the long term, such as the use of geothermal energy. In this perspective, the opportunity to use the oil wells, whose production has declined and are closed, can contribute to promote the energy use of the Amazon hydrocarbon basin since the infrastructure of the drilled oil well would be used, which represents half of the costs of a project of this type. In this study, a concentric tube heat exchanger is used to allow heat transfer between the surrounding rock and fluid, and between the input and output fluid. This exchanger allows heat to be extracted using a fluid in a closed cycle which will be injected through the annular space and will exit through a properly insulated and sized pipe. To calculate the outlet temperature of the geothermal fluid, the heat transferred inside the heat exchanger is previously calculated, considering the rock at the bottom, the existing casing in the well, the inner pipe and the insulating layer that covers it. In the calculations, the properties of water as a geothermal fluid were considered in a constant manner throughout the well system to set values and solve the problem with a general perspective on the outlet temperature that will be at the end of the pipe. Once the geothermal energy is extracted and brought to the surface, it will be used in an Organic Rankine Cycle (ORC), which by means of a working fluid such as R134a will help to determine the amount of electrical energy obtained from the well through the calculation of work (power). Finally, a general cost analysis will be performed to see the feasibility of the project over a 20-year period. The appropriate characteristics of the wells and their heat capacity were analyzed, thus quantifying the amount of energy that can be extracted from other wells with the same characteristics.
Descripción: Actualmente se evidencia una crisis energética mundial, y la economía de muchos países dependen principalmente de los combustibles fósiles como fuente de energía, el cual, si bien tiene rentabilidad financiera, también es generadora de CO2 la que aporta al calentamiento global. Como alternativa a la dependencia de los hidrocarburos, se ha visto en la necesidad de trabajar con fuentes de energías limpias y sustentables a largo plazo como el uso de la energía geotérmica. En esa perspectiva, la oportunidad de usar los pozos petroleros, cuya producción ha declinado y se encuentran cerrados, puede contribuir a impulsar el aprovechamiento energético de la cuenca hidrocarburífera amazónica ya que se usaría la infraestructura del pozo petrolero perforado que representa la mitad de los gastos de un proyecto de este tipo. En este estudio se emplea un intercambiador de calor de tubos concéntricos para permitir la transferencia de calor entre la roca circundante y fluido, y entre el fluido de entrada y de salida. Este intercambiador permite extraer calor empleando un fluido en un ciclo cerrado el cual se inyectará a través del espacio anular y saldrá por una tubería debidamente aislada y dimensionada adecuadamente. Para el cálculo de la temperatura de salida del fluido geotermal, se calcula previamente el calor transferido dentro del intercambiador de calor, para lo cual se considera la roca al fondo, el casing existente en el pozo, la tubería interior y la capa aislante que la recubre. En los cálculos se consideraron las propiedades del agua como fluido geotermal de manera constante en todo el sistema del pozo para fijar valores y resolver el problema con una perspectiva general sobre la temperatura de salida que se tendrá al final de la tubería. Una vez que la energía geotérmica se extrae y se lleva a la superficie, esta será empleada en un Ciclo de Rankine Orgánico (ORC), la cual mediante un fluido de trabajo como el R134a ayudará a determinar la cantidad de energía eléctrica que se obtiene del pozo a través del cálculo de trabajo (potencia). Finalmente se realizará un análisis general de costos para ver la viabilidad del proyecto en un periodo de 20 años. Se analizaron las características adecuadas que deben presentar los pozos y su capacidad calorífica, cuantificando así la cantidad de energía que se puede extraer de otros pozos que presenten las mismas características.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22850
Tipo: bachelorThesis
Aparece en las colecciones:Tesis Ingeniería en Petróleos (IPET)

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