ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN CICLO ORGÁNICO DE RANKINE EN POZOS DE EXTRACCIÓN DE PETRÓLEO (FEASIBILITY ANALYSIS FOR THE APPLICATION OF AN ORGANIC RANKIN CYCLE IN AN OILFIELD)

Ilba Geonine Cuadrado Peña, Andrés Felipe Colorado Granda, Juan Carlos Cobos Gómez, Juan Carlos Vásquez Rueda

Resumen


Se evalúa la factibilidad técnica y económica del uso de un ciclo binario del tipo ORC para la generación de electricidad, a partir del aprovechamiento del recurso geotérmico de baja temperatura disponible en varios campos de petróleo en Colombia. Las temperaturas del agua obtenida como subproducto durante la extracción de crudo son 118 ºC en boca de pozo y 82 ºC en etapas de disposición, con caudales de hasta 2,38 m3/s. Para incrementar la eficiencia del ciclo convencional, fueron evaluadas alternativas de calentamiento de la corriente del lado de alta temperatura y de enfriamiento del lado de baja temperatura. Se encontró que un equipo comercial ORC de 280 kW  produciría en uno de los campos 1.165,1 MWh anuales  con un costo de generación de 0,102 U$/KWh. Los resultados de este estudio no permiten la implementación de equipos ORC porque se requieren mayores temperaturas que garanticen la factibilidad técnica.

Abstract: These paper analyze the technical and economic feasibility of generating electricity from low temperature geothermal resources available in oil oilfields in Colombia using binary ORC technology. The water obtained as a byproduct during oil extraction has 118°C temperatures at wellhead and 80ºC on average in disposal stages; the water flow rates reach values of 2.38 m3/s. Were studied to improve the efficiency, technical options for additional heating and cooling of hot and cold streams.  According to the results found, 1.165,1 MWh energy production by year and 0,102 U$/KWh in unitary generation cost is for the 280 kW commercial ORC machine. According to the experience developed in this study results do not permit ORC immediate implementation because are necessary higher temperatures to guarantee technical feasibility.

Sumário: A viabilidade técnica e econômica da utilização de um ciclo ORC binário para geração de eletricidade a partir da utilização de recursos geotérmicos de baixa temperatura disponíveis em vários campos de petróleo na Colômbia é avaliada. As temperaturas da água obtida como um subproduto durante a extração de petróleo cru são 118 ºC na boca de poço e 82 ºC em fases de distribuição, com vazões de até 2,38 m3/s. Para aumentar a eficiência do ciclo convencional, foram avaliadas (várias) opções de aquecimento da corrente de alta temperatura e de esfriamento do lado de baixa temperatura. Verificou-se que um equipamento comercial ORC de 280 kW poderia gerar em um dos campos 1165,1 MWh anuais a um custo de 0,102 U$/kWh. Estes resultados não permitem a implementação de equipamentos ORC porque precisam-se temperaturas mais altas para assegurar a viabilidade técnica.


Palabras clave


Ciclos binarios; Ciclo Orgánico de Rankine; Coproducción de crudo y energía geotérmia; energía geotérmica de baja temperatura; generación de electricidad. KEY WORDS:Binary cycle; Organic Rankine Cycle; Geothermal Hydrocarbon Co-production; Low temperatur



DOI: https://doi.org/10.24050/reia.v0i0.533

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