distribución inicial de presión y temperatura del campo geotérmico de ... · de presión y...
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Resumen
P ara inferir las distribuciones de presión y temperatura noperturbadas del fluido del
yacimiento, se analizó unaconsiderable cantidad de informaciónproveniente de varias disciplinas,correspondiente a 42 pozos del campogeotérmico de Los Humeros. Sobre labase de los datos analizados sedesarrollaron modelos, en una y dosdimensiones, del yacimiento en suestado inicial. Los modelos revelan laexistencia de cuando menos dosyacimientos. El primero y mássuperficial se encuentra localizadoentre 1600 y 1025 m.s.n.m. y es unyacimiento de líquido dominante. El
con la instalación de la primeraunidad de 5 MW. A la fecha se hanperforado más de 40 pozos (Figura1) y se encuentran instaladas 7unidades de 5 MW cada una(Quijano y Torres, 1995).
Para el campo geotérmico deLos Humeros se han desarrolladovarios modelos, tanto conceptualescomo matemáticos (Viggiano yRobles, 1988 a, b; Torres, 1995;Cedillo, 1997; Prol-Ledesma, 1998).Sin embargo, en pláticas sostenidasdurante 1998 con el personal técnicode la CFE, se puso de manifiesto lanecesidad de aclarar algunos aspectosrelacionados con el campo, entre loscuales pueden citarse los siguientes:a) confirmar la existencia de uno omás yacimientos en el sistema; b)determinar las condiciones inicialesdel o los yacimientos existentes; c)definir el origen de los fluidos ácidosobservados en la parte profunda delsistema; d) en su caso, tratar de
Distribución inicial de presión ytemperatura del campo geotérmicode Los Humeros, Puebla
Víctor M. Arellano,Alfonso García,Rosa Ma. Barragán,Georgina Izquierdo,Alfonso Aragón,Arturo Pizano
Personal técnico de laGerencia de ProyectosGeotermoeléctricos (GPG) dela CFE y del Instituto deInvestigaciones Eléctricas(IIE), decidieron participarconjuntamente en un proyectopara desarrollar un modeloconceptual del estado inicialdel sistema geotérmico de LosHumeros, Puebla.
perfil de presión de este yacimientocorresponde a una columna de aguaen ebullición aproximadamente entre300 y 330 °C. El segundo yacimientose encuentra localizado debajo de los850 m.s.n.m. y hasta donde se tienendatos puede decirse que se extiendecuando menos hasta los 100 m.s.n.m.y se considera que es un yacimientode baja saturación de líquido. Para lospozos que se alimentan de esta zonadel campo se estimaron temperaturasentre 300 y 400 °C.
IntroducciónEl campo geotérmico de LosHumeros se encuentra localizado enel extremo oriental del CinturónVolcánico Mexicano (19° 40’ latitudN, 97° 25’ longitud W),aproximadamente a 200 km de laciudad de México (Figura 1). En elaño de 1968, la Comisión Federal deElectricidad (CFE) efectuó losprimeros estudios geológicos,geoquímicos y geofísicos (Mena yGonzález-Morán, 1978; Pérez-Reynoso, 1978; Yañez-García et al.,1979; Palacios-Hertweg y García-Velázquez, 1981). En 1982 se perforóel primer pozo profundo con el objetode confirmar los resultados de losestudios. En 1990 se inició laexplotación comercial del yacimiento
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definir alguna estrategia que permitael aprovechamiento de los fluidos dela parte profunda del sistema.
Con el objetivo de aclararalgunos de los aspectos antes citados,personal técnico de la Gerencia deProyectos Geotermoeléctricos (GPG)de la CFE y del Instituto deInvestigaciones Eléctricas (IIE),decidieron participar conjuntamenteen un proyecto para desarrollar unmodelo conceptual del estado inicialdel sistema geotérmico de LosHumeros (Arellano et al., 1998).
En este artículo, se presentanlos resultados del análisis de: registrosde perforación, perfiles de presión ytemperatura medidos durante elcalentamiento, temperaturasestabilizadas y curvas característicasde producción de 42 pozos delcampo. El objeto de este análisis es
determinar las profundidades a lascuales los pozos penetran zonaspermeables, en las cuales, lasmediciones o estimaciones de lapresión y la temperatura realmentecorresponden a las condiciones delyacimiento. Los resultados delanálisis individual de cada pozo seutilizaron como base para estimar ladistribución de presión ytemperatura inicial en el sistemageotérmico. Los resultados seintegraron en modelos en una y dosdimensiones, como base paraanalizar las característicasfundamentales del sistemahidrotermal de Los Humeros.
Características geológicasdel área de Los HumerosLa geología del área de LosHumeros ha sido descrita pordiversos autores, entre los que seencuentran Pérez-Reynoso (1978),Yañez-García et al. (1979), Ferriz yMahood (1984), Viggiano y Robles(1988 a, b) y Cedillo (1997). Elbasamento local está constituido por
un complejo paleozoico metamórficoe intrusivo de esquistos de clorita-muscovita, una secuenciasedimentaria mesozoica plegada,intrusiones sieníticas y granodioríticasdel terciario inferior y andesitaspliocénicas.
Se considera que laactividad volcánica inicial en el áreade Los Humeros está representada porlavas andesíticas y ferrobasálticas dela Formación Teziutlán, cuya edadvaría de 3.50 a 1.55 millones deaños(m.a.). Sin embargo, la mayorparte de las unidades volcánicas delárea se emplazaron hace menos de 0.5m.a., siendo acompañadas por laformación de calderas (Figura 1). Elcolapso de la caldera de Los Humerosfue provocado por la erupción de laIgnimbrita Xáltipan (0.46 m.a.).Después del colapso, se formaron
varios domos silícicos (0.3 m.a.). Laemisión de la Ignimbrita Zaragoza(0.1 m.a.) provocó el colapso de lacaldera de Los Potreros y lasemisiones de andesitas, andesitasbasálticas y lavas, pómez y cenizas(0.08 a 0.04 m.a.) dieron origen a laestructura de El Xalapazco. Laactividad volcánica más reciente seencuentra representada por losbasaltos de olivino (0.02 m.a.).
El grupo de geología de laCFE, ha efectuado estudios detalladosque han permitido conocer lascaracterísticas petrográficas de lasunidades atravesadas por los pozos yhan reconstruido la columnalitológica del campo (Viggiano yRobles, 1988 a; Cedillo, 1997). En laTabla 1 se presenta un resumen de lageología del subsuelo de la región deLos Humeros. La Figura 2 muestrauna sección geológica de 7 km delongitud y orientación NNW-SSEque une los pozos H-21, H-31, H-15,H-30, H-16, H-33, H-29, H-4, H-10,H-26 y H-6. En esta sección puedeverse la disposición de las nueveunidades litológicas, su espesor, lossistemas de fallas y la topografía delbasamento del campo.
Características geoquímicasde los fluidosA condiciones de cabezal, los pozosproducen escasa cantidad de agua conexcepción del pozo H-1 que selocaliza en el Corredor XalapazoMastaloya. Resulta difícil clasificarlos fluidos porque presentancaracterísticas de mezcla (Barragán etal., 1988) y una composición variableen el tiempo (Tello, 1992). Tambiénes difícil reconstruir la composiciónde la fase líquida en el yacimiento, yaque la fracción de condensado (alto enbicarbonatos y sulfatos) es grande ytambién porque algunos de los pozostienen o han tenido aportación defluidos de más de un estrato. El agua
Figura 1. Ubicación del campogeotérmico Los Humeros y mapa en elque se muestran las principales fallas yestructuras así como la localización delos pozos.
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producida es diluida en sales (0.17 %en peso de sólidos totales disueltos enel pozo H-1) y presenta pH neutro encondiciones de separación, conalgunas excepciones como en lospozos H-4 y H-16 que se localizan enel Colapso Central y que produjeronfluidos ácidos que ocasionaroncorrosión en las tuberías (Barragán etal., 1989; Gutiérrez y Viggiano, 1990;Truesdell, 1991). En la Tabla 2 sepresenta el análisis químico del aguaseparada de algunos de los pozos delcampo.
MetodologíaCon el fin de establecer ladistribución natural de presión ytemperatura se empleó la siguientemetodología: 1) los horizontespermeables en los cuales el pozo y elyacimiento se encuentran en contactose determinaron a partir del análisisde la información de perforación, delos registros de presión y temperaturamedidos durante el calentamiento, delas temperaturas estabilizadas y de lascorrelaciones geológicas; 2) el perfilde presión no perturbado delyacimiento se reconstruyó a partir del
análisis de los registros de presión ydel análisis de pruebas de presión; 3)el perfil de temperatura no perturbadose infirió a partir del análisis de losregistros de temperatura y de laestimación de las temperaturasestabilizadas por los métodos deHorner y de la esfera (Ascencio et al.,1994). Los valores de presión ytemperatura que se obtuvieron de estamanera, se graficaron en una y dosdimensiones con el fin de analizar lascaracterísticas principales del sistemageotérmico de Los Humeros. En esteprimer análisis no se intentó ningunacorrección por el contenido de sales ogases en los fluidos hidrotermales.
Resultados y discusiónHorizontes PermeablesEn la Figura 3, se muestra lalocalización de los principales puntosde alimentación de los pozos que semuestran en la sección geológica de laFigura 2. Del análisis de lainformación de todos los pozos delcampo (Arellano et al., 1998), se ponede manifiesto que en las siguientesformaciones existe permeabilidad (enfunción de la profundidad): andesitas
de augita, andesitas de horblenda,basaltos y mármoles. De estasunidades litológicas, los mármolesson los de menor permeabilidadprimaria, sin embargo, un númerosignificativo de pozos parecenalimentarse de esa zona delyacimiento. Esto implica que debeexistir un fracturamiento importanteen algunas zonas de esta unidadpermitiendo el flujo de fluidosprofundos.
Distribución de PresiónUna vez que se identificaron loshorizontes en los cuales el pozo y elyacimiento están en contacto, seprocedió a reconstruir el perfil depresión no perturbado del yacimiento.Los resultados del análisis de losregistros tomados con el pozo cerradodespués de su perforación y antes deque se pusiera a producir de manerasignificativa se muestran en la Figura4. Una característica importantemostrada por los datos es el ampliorango cubierto por las elevaciones delas zonas productoras (entre 1600 y100 m.s.n.m.). Esto se refleja, porsupuesto, en la distribución vertical de
Tabla 1. Geología del subsuelo de la región de Los Humeros, Pue. (Modificada de Cedillo, 1997).
Unidades litológicas Unidades Descripción Permeabilidad Hidrogeología según Viggiano y litológicasRobles (1988a) según Cedillo
(1997)
I 1 Pómez, basaltos de Alta Acuíferos superficialesolivino y andesitas fríos y calientes
II 2 Tobas líticas e Media Posible acuíferoignimbrita Zaragoza
3 Ignimbrita Xáltipan De baja a nula Acuicludo4 Intercalación de Baja Acuicludo
andesitas e ignimbritasIII 5 Andesitas de augita Media Yacimiento geotérmico superior
Teziutlán6 Toba vítrea Humeros Baja Acuitardo7 Andesita de hornblenda Media Yacimiento geotérmico inferior8 Basaltos Media Yacimiento geotérmico inferior
IV 9 Calizas, mármoles e Baja Acuitardointrusivos (basamento local)
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presión que varía desde 89 bar hasta176 bar. Debido a la cantidad de datosdisponible, el campo de Los Humerosofrece la oportunidad para estudiar encierto detalle el perfil vertical de unyacimiento geotérmico no perturbado,sobre un amplio rango de elevaciones.
En la Figura 4 se presenta ladistribución vertical de presiones noperturbadas del yacimiento. La líneallena representa el perfil de presióncorrespondiente a una columna deagua en ebullición (modelo PPEP:Perfil de Presión de Ebullición versusProfundidad; Grant, et al., 1982).Como puede observarse, el ajuste delmodelo PPEP es bueno para un rangode elevación que va de 1600 m.s.n.m.hasta aproximadamente 1025m.s.n.m. Debajo de esta elevación,aproximadamente a los 850 m.s.n.m.,se observa un grupo de pozos que seseparan de este comportamiento (lamayoría con presiones por debajo delPPEP). El modelo PPEP es unmodelo estático, generalmenteconsiderado como una buenaaproximación al estado no perturbadodel yacimiento. Este modelo se tornainapropiado para bajas saturacionesde líquido. Esto se debe a que PPEP
no puede ajustar las característicasintrínsecamente dinámicas del flujobifásico a bajas saturaciones de aguao del vapor. Se esperaría por lo tanto,que los pozos que se apartan delcomportamiento PPEP, secaracterizaran por bajas saturacionesde líquido. Aquí se entiende por bajassaturaciones de líquido como aquellasen las que la saturación de agua esmenor al 10 %. A estas bajassaturaciones el vapor se vuelve la faseque controla la presión (Truesdell yWhite, 1973). Las presiones yelevaciones de estos pozos conformanun perfil subvertical que puederepresentarse por medio de laexpresión:
(1)P = 177.5 – 0.0405Z (Z < 850 m.s.n.m.)
donde P es la presión en bar y Z es laelevación en m.s.n.m. En la Figura 5se muestra el ajuste de los datos tantoal modelo PPEP (de 1600 a 1025m.s.n.m.) como a la expresión (1) (de850 a 100 m.s.n.m.). Como se puedeobservar, el ajuste es bueno.
De los datos de presióndiscutidos en el párrafo anterior,
puede concluirse que en el sistemageotérmico de Los Humeros existencuando menos dos yacimientos. Deacuerdo con la distribución depresión, el primero y más superficialse encuentra localizadoaproximadamente entre 1600 y 1025m.s.n.m. y, dada la excelenteconcordancia con el modelo PPEP,puede decirse que es un yacimientode líquido dominante. El perfil depresión del yacimiento más somerocorresponde a una columna de aguaen ebullición entre 300 y 330 °C.
El segundo yacimiento seencuentra localizadoaproximadamente debajo de los 850m.s.n.m. y hasta donde se tienen datospuede decirse que se extiende cuandomenos hasta 100 m.s.n.m. y, dado quese aparta del comportamiento delmodelo PPEP, se considera que es unyacimiento de baja saturación delíquido. El perfil de presión descritopor la expresión (1) es un perfilintermedio entre uno vaporstático yuno hidrostático. Este tipo de perfil sepresenta cuando ocurre el fenómenode contra flujo. Es decir, primeroasciende vapor que a ciertaprofundidad se condensa y despuésfluye agua líquida en la direccióncontraria.
El comportamiento de ladistribución de presión, parece sugerirque la capa que separa los dosyacimientos es la Toba Vítrea (Unidadlitológica 6), que se caracteriza portener baja permeabilidad (Tabla 1). Elespesor promedio de esta capa es deaproximadamente 150 m.
De la distribución de presiónpuede decirse que, en general, elyacimiento presenta continuidadhidráulica. Los pozos que se salen delcomportamiento general (H-2, H-5,H-24 y H-25) probablemente indicanel límite del yacimiento ( el pozo H-25 en el Este, el pozo H-2 en elSuroeste, H-24 en el Sureste y el pozo
Figura 2. Sección geológica con orientación NNW - SSE y longitud de 7kilómetros (Tomada de Cedillo, 1997).
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Tabla 2. Composición química del agua separada y entalpía de algunos de los pozos de Los Humeros, Pue.La concentración de solutos está dada en mg/kg. (Datos tomados de Tello, 1992 y Barragán et al., 1991).
Pozo Fecha pH Na K Ca Mg Li Cl HC03
SO4
B SiO2
Hesp.muestreo (J/g)
H-1 21/10/87 8.0 269 44 1.2 0.01 0.90 120 361 114 214 800 1281
H-1 12/10/89 8.2 282 46 1.8 0.05 0.85 100 208 111 247 911 1385
H-6 22/10/87 7.5 196 40 0.4 0.02 0.90 180 203 6.5 288 1000 2081
H-6 12/10/89 7.9 227 41 0.80 0.05 0.75 253 40 1.7 253 1142 2378
H-7 21/10/87 6.6 168 28 0.90 0.02 <0.02 95 241 91 2665 900 2597
H-7 19/10/89 6.6 147 22 2.2 0.04 0.30 77 34 73 2410 885 2587
H-8 22/10/87 7.0 239 46 0.6 0.03 0.60 120 294 95 452 967 2142
H-8 12/10/89 8.0 282 46 2.2 0.07 0.57 97 100 100 503 988 2168
H-9 14/05/88 7.7 113 28 1.2 0.01 0.60 28 24 3 960 916 -
H-10 19/07/89 6.0 142 19 1.8 0.02 0.34 265 81 12.4 5331 - 2662
H-11 18/01/88 6.6 210 26 7 0.02 0.90 118 5 30 1352 880 -
H-11 11/10/89 4.8 203 27 7.1 0.40 0.83 983 28.2 33.3 1716 909 2636
H-12 12/10/87 6.5 108 20 0.3 0.05 0.30 74 196 17 942 600 2305
H-12 12/10/89 7.1 180 32 0.5 0.04 0.58 133 49 1.7 1743 1023 2596
H-15 07/06/89 5.2 120 15 1.2 0.07 0.40 10 10 132 142 502 2115
H-16 16/07/86 5.1 43 9 3 <0.02 <0.02 268 0 37 1228 363 2662
H-16 05/08/87 7.7 494 28 2.8 0.09 1.1 265 144 191 1100 651 -
H-16 13/10/89 8.9 586 32 0.90 0.05 0.85 99 464 142 220 551 2498
H-17 18/01/88 8.0 391 49 8 0.004 1.3 221 66 270 392 355 -
H-17 13/10/89 7.6 112 19 0.84 0.03 0.40 159 42 75 184 519 2662
H-18 21/10/88 7.5 454 55 11 - 1.7 221 313 77 806 62 -
H-18 13/10/89 8.0 123 23 0.92 004 0.37 112 397 43 118 229 1747
H-19 06/08/87 5.0 340 45 4.5 0.40 1.1 1479 3 106 1100 970 -
H-20 29/02/88 6.8 122 19 23 0.05 0.41 349 1.3 21 594 727 -
H-20 06/09/89 7.3 93 16 1.2 0.02 0.31 80 71 19 469 441 2628
H-23 08/12/87 6.7 316 22 7 0.30 0.40 470 1 22 191 266 -
H-23 21/01/89 7.6 146 10 6 0.06 0.20 194 2.4 108 73 163 2064
H-27 13/04/89 7.4 75 6 1.7 0.07 0.10 253 10 21 187 - 2660
H-28 18/07/89 8.4 533 28 0.60 0.01 1.5 556 110 32 227 - 1731
H-30 14/03/89 5.3 112 14 0.80 0.08 0.23 498 260 14 5963 152 2662
H-31 12/10/89 7.7 112 21 1 0.05 0.42 14 26 0.6 1192 970 2489
H-32 13/10/89 5.7 107 21 5.3 0.18 0.24 330 9.5 16 1628 914 2637
H-33 26/10/89 7.2 180 27 1.7 0.04 0.40 178 33 55.7 1495 911 2662
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H-5 en el Oeste delcampo). Los valores depresión de los pozos H-9,H-26 y H-40probablemente indicanalgún error en la medición.
Como parte delestudio se efectuó elanálisis de 28 pruebas depresión que involucrarona 18 pozos del campo.Con el objeto de obtenertoda la informaciónposible del yacimiento,primeramente se efectuóun análisis de las pruebaspor medio de las técnicasconvencionales(Earlougher, 1977;Bodvarsson y Tsang,1980; Benson yBodvarsson, 1982);estaspruebas, además depermitir obtener enalgunos casos unaestimación de la presiónpromedio inicial delyacimiento en lasinmediaciones del pozo,sirvieron como guía paraefectuar el análisis pormedio de la técnica decurva tipo, empleandopara ellos las solucionespresentadas por A.Bourdet y C. Gringarten(1980), para pozos conalmacenamiento y dañoen yacimientos concomportamiento de dobleporosidad. En el análisisde algunas de las pruebasfue necesario emplear lascurvas tipo desarrolladaspor Agarwal et al. (1970),para pozos en un sistemainfinito conalmacenamiento y daño.El análisis detallado deestas pruebas se
presentará en otro artículo que seencuentra actualmente enpreparación.
En la Figura 6 se presenta ladistribución vertical de las presionesobtenidas por medio del análisis depruebas de presión. Como puedeapreciarse, el ajuste con el modeloPPEP es aceptable.
En general, puede decirseque los resultados obtenidos con elanálisis de pruebas de presión,concuerdan con lo discutidoanteriormente para el yacimientoidentificado en la parte superior delsistema.
Distribución de temperaturaLa Figura 7 muestra la distribución detemperatura estimada empleando elmétodo de la esfera y su ajuste con elmodelo PPEP. Si no se consideran enla gráfica los pozos que tienen másdispersión y que probablemente seencuentran en el límite o fuera delyacimiento explotable (H-5, H-14 yH-25), puede observarse unagrupamiento de pozos entre 1600 y1025 m.s.n.m. que corresponde alyacimiento superior discutido en lasección anterior. Estos pozos tienentemperaturas estimadas entre 290 y330 °C, aproximadamente. Loanterior concuerda razonablementecon las temperaturas estimadas para lacolumna de agua en ebullicióncorrespondientes a las presiones delmodelo PPEP (entre 300 y 330 °C).El pozo H-1 que también muestra unadispersión importante en la Figura 7es probable que esté recibiendo fluidode un acuífero somero de menortemperatura a través de la FallaAntigua. Éste es el único pozo delcampo que produce una cantidadsignificativa de agua.
Los pozos que se encuentranen la parte inferior (elevaciones de850 a 100 m.s.n.m.) muestrantemperaturas estimadas mayores,
Figura 3. Sección geológica de la figura 2mostrando los principales.
Figura 4. Ajuste del modelo correspondiente auna columna de agua en ebullición, a laspresiones no perturbada estimadas con baseen los registros de presión de los pozos.
Figura 5. Perfil unidimensional de presión noperturbada estimado con base en los registrosde presión de los pozos.
175entre 300 y 400 °C. La dispersión delas temperaturas probablementerefleja, en parte, lo complejo delsistema geotérmico y, en parte, laslimitaciones del método; éste estáafectado por todos los aspectos quetienen influencia en los perfiles detemperatura medidos (enfriamiento,ebullición, errores de medición, etc.),que se emplearon como datos deentrada.
Los resultados obtenidos
para la distribución detemperatura concuerdanrazonablemente con laimagen del yacimientoobtenida a partir de losdatos de presión. Es decir,un yacimiento superior delíquido dominante y en laparte profunda unyacimiento de bajasaturación de líquido,principalmente en la zonadenominada ColapsoCentral. Los pozosprofundos que selocalizan en el CorredorXalapazco Mastaloyaparecen producir fluidoscon una fracción delíquido más elevada.
AlteraciónhidrotermalCon el objeto de tener unalínea de evidenciaindependiente quepermitiera comprobaralgunas de lasobservaciones antescitadas, se efectuó unestudio de la alteraciónhidrotermal en el sistemageotérmico. Laproporción y distribuciónde minerales deneoformación(especialmente calcita yepidota) en el yacimiento,
muestran que existe una zona dondeocurre la mayor proporción deminerales de alteración y quecorresponde a la zona formada porandesita de augita Teziutlán (Tabla 1,Unidad litológica número5). Engeneral, se observa que al aumentar laprofundidad la alteración en losnúcleos y recortes de perforacióndisminuye notablemente, indicandoposiblemente baja relación agua-roca.
En pozos localizados en el
Colapso Central, la ausencia decalcita hidrotermal en nivelesprofundos (a excepción de calcita encalizas) es una indicación de la bajarelación agua-roca; lo contrario ocurreen niveles superiores donde seobserva la depositación de calcita(Figura 8). En algunos pozos lacalcita aparece a profundidad en muybaja proporción, coincidente conpozos en los que existe mezcla defluidos.
Esta misma observación seaplica claramente para la epidota,cuya distribución es una indicación dela interacción agua-roca,principalmente en la andesita deaugita Teziutlán, a una temperaturamayor a 200 °C. Al igual que lacalcita, su ausencia o baja proporciónen la parte profunda del sistema sedebe posiblemente a la baja relaciónagua-roca en la zona de bajasaturación de líquido.
En la Figura 9 se presenta unresumen de las característicasprincipales del modelo anteriormentedescrito para el campo geotérmico deLos Humeros. En esta figura puedeverse que el yacimiento más somerose encuentra contenido en lasAndesitas de Augita y que elyacimiento más profundo seencuentra contenido en las andesitasde hornblenda, basaltos y parte de losmármoles (Tabla 1,Unidadeslitológicas número 7, 8 y 9,respectivamente). El comportamientode la distribución de presión, parecesugerir que la capa que separa los dosyacimientos es la Toba Vítrea (Unidadlitológica número 6). Las flechasllenas indican que en algunas zonasdel yacimiento profundo, primeroasciende vapor que a ciertaprofundidad se condensa y despuésfluye agua líquida en la direccióncontraria. La distribución detemperatura parece sugerir el ascensode fluido más caliente en la zona
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Figura 6. Ajuste del modelo correspondiente auna columna de agua en ebullición, alaspresiones estimadas con base en el análisis depruebas de presión.
Figura 7. Ajuste del modelo de una columna deagua en ebullición, a las temperaturasestimadas con el método de la esfera.
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176denominada Colapso Central (en laFigura 9 dicha zona se extiende entrelos pozos H-31 y H-10). Lastemperaturas que se utilizaron parapreparar las isotermas de dicha figura,son las que se estimaron con elmétodo de la Esfera para cada uno delos pozos a diversas profundidades.
ConclusionesPara inferir el estado termodinámicoinicial del yacimiento se analizó unaconsiderable cantidad de datos,provenientes de varias disciplinas,
todos elloscorrespondientes a 42pozos del campogeotérmico LosHumeros.
Sobre la base delos datos analizados y delas distribuciones depresión y temperaturaresultantes, sedesarrollaron modelos delyacimiento noperturbado. Estosmodelos muestran que enel sistema geotérmico deLos Humeros existen,cuando menos, dosyacimientos. El primero ymás superficial seencuentra localizadoentre 1600 y 1025m.s.n.m., y dada laexcelente concordanciacon el modelo PPEP,puede decirse que es unyacimiento de líquidodominante. El perfil depresión del yacimientomás somero correspondea una columna de agua enebulliciónaproximadamente entre300 y 330 °C. El segundoyacimiento se encuentralocalizadoaproximadamente debajo
de los 850 m.s.n.m. y hasta donde setiene información puede decirse quese extiende cuando menos hasta 100m.s.n.m., y dado que se aparta delcomportamiento del modelo PPEP, seconsidera que es un yacimiento debaja saturación de líquido. Para lospozos que se alimentan de esta zonadel campo se estimaron temperaturasaproximadamente entre 300 y 400 °C.
El comportamiento de ladistribución de presión, parece sugerirque la capa que separa los dosyacimientos es la Toba Vítrea (Tabla
1, Unidad litológica número 6), quese caracteriza por tener bajapermeabilidad (Tabla 1). El espesorpromedio de esta capa es deaproximadamente 150 m.
En algunos de los pozos seidentificó la zona de alimentación enlas calizas (permeabilidad primariabaja), lo que sugiere que, en ciertoslugares, éstas se encuentranfracturadas permitiendo el flujo defluidos profundos.
AgradecimientosLos resultados que se presentan eneste artículo forman parte delproyecto “Desarrollo de un modelobásico actualizado del yacimientogeotérmico de Los Humeros, Pue.”, elcual forma parte de los trabajos deexploración que lleva a cabo laGerencia de ProyectosGeotermoeléctricos de la CFE en loscampos y zonas geotérmicas deMéxico. Los autores de este artículodesean expresar su agradecimiento alas autoridades de la GPG,particularmente al Dr. Gerardo HiriartL., al Dr. José Luis Quijano L., al Ing.Saúl Venegas S. y al Ing. Raúl EstradaS., por permitir la publicación de losresultados del proyecto. Se deseahacer un reconocimiento especial alpersonal técnico de la Residencia delCampo Geotérmico de Los Humeros,ya que sin su colaboración, apoyo ycomentarios no hubiera sido posiblela realización de este trabajo.
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Figura 8. Distribución de calcita en la seccióngeológica de la figura 2. El área obscurarepresenta el porcentaje relativo de calcita enlas rocas. El máximo espesor corresponde a20% en el pozo H6.
Figura 9. Modelo conceptual el campogeotérmico de Los Humeros, Puebla.
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Víctor Manuel Arellano GómezEgresado de la UAM como Ingeniero en Energía
(1978), efectuó estudios sobre Ingeniería de
Yacimientos Geotérmicos en la Universidad de
Stanford (1980) y estudió simulación numérica
de yacimientos y pozos geotérmicos en
Intercomp de Houston, Texas (1982).
En el año de 1979, se incorporó al
Departamento de Geotermia del IIE. Sus
desarrollos han sido de técnicas y modelos
matemáticos que permitan una confiable
caracterización, evaluación y monitoreo de la
evolución de yacimientos geotérmicos. Desde el
año de 1992 es el jefe de esta Gerencia.
Ha participado en la publicación de
más de 90 artículos técnicos y ha impartido
cursos de geotermia tanto en México como en el
extranjero. Dentro de las distinciones que ha
recibido se encuentran: Premio al mejor profesor
de postgrado (1991), otorgado por la
Universidad Autónoma del Estado de Morelos;
presidente de la Asociación Geotérmica Mexicana
(1994-1995); Investigador Nacional Nivel 2.
Alfonso García GutiérrezIngeniero Químico por la Universidad Autónoma
de Coahuila (1976), con maestría en Ingeniería
Química, especialidad en Termodinámica por la
Universidad de Salford, Inglaterra (1978) y
doctorado en Ingeniería Mecánica, especialidad
en Termociencias por la Universidad de
Minnesota, Estados Unidos (1985).
En 1979 ingresó al Departamento de
Geotermia del IIE. Es coautor de una novedosa
técnica para estimar temperaturas
imperturbadas de yacimiento. Cuenta con
numerosas publicaciones y ha dictado
conferencias e impartido cursos en el país y en el
extranjero. Es miembro del Sistema Nacional de
Investigadores desde 1986.
Rosa María Barragán ReyesIngeniera Química y maestra en Ciencias por la
Universidad de Guadalajara, obtuvo su doctorado
por la Universidad de Salford, Inglaterra. Es
investigadora de la Gerencia de Geotermia desde
1980 en el área de Geoquímica.
Ha trabajado en proyectos de
exploración geotérmica, en el estudio de la
respuesta de yacimientos geotérmicos a la
explotación, en utilización de recursos
geotérmicos de baja temperatura y en el
desarrollo de modelos conceptuales de
yacimientos geotérmicos.
Considerada como experta en su
campo por el Organismo Internacional de
Energía Atómica, es también miembro de:
Sistema Nacional de Investigadores, Academia
Mexicana de Ciencias, Academia de Ingeniería,
International Geothermal Association,
International Association of Geochemistry and
Cosmochemistry, Unión Geofísica Mexicana y
Asociación Geotérmica Mexicana.
Georgina IzquierdoEgresada de la UNAM como Químico (1976).
Maestría en Química Inorgánica (1977) en la
Facultad de Química de la UNAM; doctorada en
Química del Estado Sólido en el Departamento
de Química de la Universidad de Aberdeen,
Escocia (1981).
En mayo de 1981 se incorporó al IIE
como Investigador de la Unidad de Geotermia.
Contribuyó en el establecimiento del laboratorio
de rayos X (difracción y fluorescencia). Y en el
de emisión (espectrometría de emisión por
plasma). Es miembro del Sistema Nacional de
Investigadores Nivel I desde 1984 a la fecha.
Alfonso Aragón AguilarIngeniero petrolero egresado de la Facultad de
Ingeniería de la UNAM (1978). Obtuvo el grado
de Maestro en Ciencias de Ingeniería mecánica
(1995) en el Cenidet. Trabajó en la Gerencia de
proyectos Geotermoeléctricos de la CFE de 1978
a 1991.
A partir de 1991 se incorporó al IIE
en departamento de geotermia, en donde ha
participado en los proyectos de desarrollo de la
sonda METRE y en las mediciones a pozos
petroleros usando la sonda SLIMETRE.
Autor de varios artículos
internacionales relacionados con el
comportamiento de yacimientos, ha impartido
cursos y conferencias sobre análisis y simulación
de yacimientos y ha fungido como árbitro de la
revista “Geotermia”.