Proyecto P20

Evaluación del potencial y la sobre-explotación de la capacidad de poder geotérmico de México usando isótopos de gases nobles

Antecedentes

México está en una encrucijada decisional en la diversificación de sus fuentes energéticas y el desarrollo pleno (y/o mantenimiento) de su capacidad de energía geotérmica. Por un lado, la exploración de nuevos objetivos esta detenida: en los últimos años la falta de apoyo financiero han limitado el desarrollo de nuevos campos geotérmicos como Las Tres Vírgenes y Los Humeros. Las Tres Vírgenes es el más reciente campo de operación en México. Se encuentra en el centro de la península de Baja California. Este campo tiene sólo 4 pozos perforados y una planta de energía de la capacidad limitada. Otro campo geotérmico descubierto y desarrollado a principios de los años 80, Los Humeros, cuenta con 24 pozos perforados en una caldera Cuaternaria situada en la parte centro-oriental de México, en el extremo oriental de la Faja Volcánica Transmexicana (región de Puebla). Este campo se ha trasladado recientemente a la fase II, casi 30 años después de su descubrimiento, que entró en pleno funcionamiento con una nueva planta de energía de 50 MHW comisionada en 2012. Nuevas áreas más pequeñas, como el lago de Cuitzeo están en el comienzo de la fase de exploración (ver Flores-Armenta, 2012 para una revisión del estado del arte del desarrollo geotérmico mexicano) y prácticamente no se han realizado aun estudios extensos.

Objetivos

El objetivo principal de este estudio es llevar a cabo un amplio estudio con gases nobles en los cuatro campos geotérmicos citados, a saber, Cerro Prieto (CP), Los Azufres (LA), Los Humeros (LH) y Las Tres Vírgenes (LTV). Y a solicitud expresa de CFE se incluye el muestreo en La Primavera con el propósito de conocer las condiciones iniciales de ese yacimiento. Estos trazadores de fluidos, junto con otros isótopos (Sr, H, C, O) serán herramientas únicas para:

  • Identificar las áreas donde los fluidos geotérmicos de alta entalpía circulan en el depósito utilizando He3magmático como un proxy de flujo de calor (por ejemplo, Kennedy et al, 1985; Sano y Wakita, 1985). Esto se realizará por primera vez en Los Humeros, en todos los pozos perforados disponibles y de aguas termales y fumarolas (sólo existen unos datos para Los Humeros no.1, pero el valor está claramente sobreestimado y debe ser reproducido, Polyak et al., 1985). Tenemos datos no publicados de cuatro pozos de Las Tres Vírgenes, pero la contaminación atmosférica obstaculizo los datos de este campo. Además tenemos que ampliar la investigación con helio a las manifestaciones locales y superficiales gaseosas y de agua caliente. En Cerro Prieto y Los Azufres, el estudio con helio debe integrarse con los valores conocidos anteriores y seleccionar un número razonable de pozos para obtener la imagen más clara posible de la distribución de fluidos calientes en profundidad. El estudio de helio estará acompañado por los análisis específicos de isótopos Sr e isótopos de carbono en pozos seleccionados con el fin de identificar, sin ambigüedades, las fuentes magmáticas de los campos (por ejemplo, Pinti et al., 2013).
  • Monitorear la invasión de las salmueras usadas en el depósito y su enfriamiento mediante el análisis de los gases nobles de la atmósfera cuyo fraccionamiento es proporcional a los efectos de ebullición producidos por la invasión de agua más fría (Mazor y Truesdell, 1984). Este estudio se realizara de forma sistemática en todos los cuatro campos geotérmicos con el fin de simular la vida útil de cada reservorio. El estudio estará acompañado de los análisis de isótopos de H y O. En efecto Gonzales-Partida et al. (1995) han demostrado claramente que la medición sistemática de isótopos estables en los pozos geotérmicos después de un lapso de tiempo es útil para determinar la evolución de la invasión de agua que modifica de una manera característica la composición isotópica inicial del volumen de agua. La comparación de los nuevos datos H y O con los anteriores y los gases nobles atmosféricos serán útiles en la construcción de simulaciones sólidas de la invasión de campo.
  • El helio-4 se analizará de manera sistemática y considerada en términos de posible estimación del tiempo de residencia en el depósito. Este es un parámetro importante para identificar el área donde las aguas connadas son explotados y por lo tanto el campo es la extracción de reservas no recargables (Pinti y Marty, 1998). Las edades calculadas con U-Th-4He se compararán con 14 C, el tritio y otros datos disponibles en los sitios.

Resultados

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Número de proyecto

P20

Título de proyecto

Evaluación del potencial y la sobre-explotación de la capacidad de poder geotérmico de México usando isótopos de gases nobles

Tipo de proyecto

Estratégico

Línea de investigación

Evaluación de los recursos geotérmicos nacionales

Responsable de proyecto

Aída López Hernández

Institución

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, UMSNH

Instituciones y/o empresas asociadas

University of Michigan, UMICH

Université du Québec à Montréal, UQÀM

University of Waterloo, UWATERLOO