Una tecnología holística reduce el coste de la perforación geotérmica
La energía geotérmica es un recurso con bajas emisiones de carbono que podría satisfacer las futuras demandas de calefacción, refrigeración y electricidad. A pesar de su potencial, la energía geotérmica carece de un mayor impacto debido a los costes estimados en relación con las operaciones de perforación y el largo ciclo de desarrollo de la energía geotérmica. «El proceso de perforación geotérmica en sí requiere mucho capital y, a menudo, representa hasta el 50 % del coste total de un proyecto geotérmico planificado. Los costes asociados son exponencialmente superiores en los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) debido a mayores distancias de perforación, tiempos de desconexión y entornos hostiles», explica Namrata Kale, coordinadora del proyecto Geo-Drill(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos. La tecnología de EGS es un proceso para mejorar la permeabilidad de las formaciones geológicas mediante el aumento de las redes de fracturas y las rutas de fluidos, lo cual permite que el agua inyectada se caliente de forma natural a medida que pasa a través de las fracturas.
Un martillo de fondo de bajo coste y fiable
Geo-Drill desarrolló un martillo de fondo que funciona mediante un sistema de válvula innovador más duradero y con un rendimiento más prolongado. A diferencia de los martillos de fluido tradicionales, el martillo de fondo de Geo-Drill se acciona con osciladores fluídicos biestables que permiten tolerancias mucho mayores en el mecanismo de percusión. «Nuestro nuevo martillo muestra una mayor fiabilidad y supera una serie de problemas asociados a los martillos de aire o fluido convencionales mediante la reducción de piezas internas con altas tasas de desgaste o fallo», señala Kale.
Sensores de control mejorados e ingeniería de materiales
Los investigadores desarrollaron sensores impresos en tres dimensiones y de bajo coste que proporcionan datos en tiempo real sobre las operaciones de perforación: como la interacción entre la broca y la roca, la energía de impacto y las frecuencias de golpe. Las simulaciones de garantía de flujo combinadas con las lecturas de los sensores y un sistema basado en el conocimiento ayudan a optimizar los parámetros de perforación y el rendimiento del transporte de detritos. El desarrollo de recubrimientos de grafeno contribuyó a la mejora general y a la vida útil de los componentes de perforación, lo que les dio mejores propiedades de dispersión y adhesión al sustrato, así como una mejor resistencia a la abrasión, la erosión, la corrosión y los impactos.
Pruebas rigurosas de las tecnologías
Las tecnologías desarrolladas en el transcurso del proyecto Geo-Drill se sometieron a pruebas de laboratorio a escala natural en condiciones realistas de yacimientos a través del Simulador de pozos y geofluidos «in situ» en el Centro Geotérmico Internacional (IEG) en Alemania. «Hemos desarrollado una tecnología holística que ofrece una metodología segura, económica y eficiente para la perforación geotérmica de alto rendimiento. El objetivo general del proyecto es reducir los costes de perforación hasta un 60 %», señala Kale. «A diferencia de la mayoría de sistemas de perforación, nuestro enfoque holístico de las herramientas en pozo simplifica los aspectos de adquisición y logística tanto para los promotores como para los contratistas. La garantía de que todo el equipo enviado a un sitio de perforación es totalmente compatible representa una ventaja importante que permite reducir los tiempos de funcionamiento», concluye Kale.
