ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN CICLO ORGÁNICO DE RANKINE EN POZOS DE EXTRACCIÓN DE PETRÓLEO

Abstract

ResumenSe evalúa la factibilidad técnica y económica del uso de un Ciclo Orgánico de Rankine para la generación de electrici- dad, 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 ORC 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 1165,1 MWh anuales con un costo de generación de 0,102 U$/kWh. Los resultados de este estudio no permiten la implementación de equipos ORC porque se requieren mayores temperaturas que garanticen la factibilidad técnica.AbstractThis paper analyzes the technical and economical feasibility of generating electricity from low temperature geothermal resources available in oil oilfields in Colombia using Organic Rankine Cycle technology. The water obtained as a byproduct during oil extraction has a temperature of 118°C at wellhead and 80oC on average in disposal stages; the water flow rates reach values of 2.38 m3/s. In order to improve the efficiency of the conventional ORC cycle, additional heating and cooling alternatives were evaluated for the hot and cold streams, respectively. Our results show that 1,165.1 MWh of annual energy would be produced in one of the fields by a comercial 280 kW-ORC. The correlated generation cost would be around 0,102 U$/KWh. According to this study, the implementation of ORC tools are not feasible because higher temperatures are required. ResumoÉ avaliada a viabilidade técnica e económica do uso do ciclo orgânico de Rankine para gerar eletricidade a partir do aproveitamento do recurso geotérmico de baixa temperatura disponível em vários campos de petróleo na Colômbia. As temperaturas da água obtida como subproduto durante a extração do óleo é de 118 ° C na cabeça do poço e 82 ° C em estágios de prontidão, com taxas de fluxo de até 2,38 m3 / s. Para aumentar a eficiência do ciclo de ORC convencional, foram avaliados alternativas de aquecimento da tensão do lado de alta temperatura e de arrefecimento do lado de baixa temperatura. Verificou-se que uma equipe comercial ORC de 280 kW produziria em um dos campos de 1.165,1 MWh por ano a um custo de geração de 0,102 $ US / kWh. Os resultados deste estudo não permitem a implantação de equipes ORC porque é necessária maiores temperaturas que assegurem a viabilidade técnica.

ResumenSe evalúa la factibilidad técnica y económica del uso de un Ciclo Orgánico de Rankine para la generación de electrici- dad, 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 ORC 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 1165,1 MWh anuales con un costo de generación de 0,102 U$/kWh. Los resultados de este estudio no permiten la implementación de equipos ORC porque se requieren mayores temperaturas que garanticen la factibilidad técnica.AbstractThis paper analyzes the technical and economical feasibility of generating electricity from low temperature geothermal resources available in oil oilfields in Colombia using Organic Rankine Cycle technology. The water obtained as a byproduct during oil extraction has a temperature of 118°C at wellhead and 80oC on average in disposal stages; the water flow rates reach values of 2.38 m3/s. In order to improve the efficiency of the conventional ORC cycle, additional heating and cooling alternatives were evaluated for the hot and cold streams, respectively. Our results show that 1,165.1 MWh of annual energy would be produced in one of the fields by a comercial 280 kW-ORC. The correlated generation cost would be around 0,102 U$/KWh. According to this study, the implementation of ORC tools are not feasible because higher temperatures are required. ResumoÉ avaliada a viabilidade técnica e económica do uso do ciclo orgânico de Rankine para gerar eletricidade a partir do aproveitamento do recurso geotérmico de baixa temperatura disponível em vários campos de petróleo na Colômbia. As temperaturas da água obtida como subproduto durante a extração do óleo é de 118 ° C na cabeça do poço e 82 ° C em estágios de prontidão, com taxas de fluxo de até 2,38 m3 / s. Para aumentar a eficiência do ciclo de ORC convencional, foram avaliados alternativas de aquecimento da tensão do lado de alta temperatura e de arrefecimento do lado de baixa temperatura. Verificou-se que uma equipe comercial ORC de 280 kW produziria em um dos campos de 1.165,1 MWh por ano a um custo de geração de 0,102 $ US / kWh. Os resultados deste estudo não permitem a implantação de equipes ORC porque é necessária maiores temperaturas que assegurem a viabilidade técnica.