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QUIÉNES SOMOS

Polaris Energy Nicaragua, S.A. (PENSA) es unasubsidiaria de Polaris Infrastructure Inc.(TSX:PIF).

Desde el año 2005, desarrollamos yoperamos el campo geotérmico San Jacinto -Tizate

- Finalización reciente de proyecto deperforación aumentando la capacidad degeneración de 54MW a 64 MW (brutos)

- Líderes en generación de energía geotérmica y energía renovable en Nicaragua.

- Contribuimos con el 12.8% del consumo nacional de energía.

- Capacidad instalada de 72 MW (brutos)

VEINTIDOS (22) POZOS PERFORADOS (1994 – 2017)

19 pozos en operación (11productores, 7 inyectores y1 monitor)

11 pozos direccionales(4 pozos con múltiples“patas”)

19

11

1

Concesión comprende un área de 40 km2.

CAMPO GEOTÉRMICO SAN JACINTO TIZATE UBICACIÓN

SJ localizada al NorOeste de Nicaragua, cerca de la ciudad de León.

Area bajo Explotación 2 km2 , Sector Este

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USO DE ACIDO ACETICO PARA EL CONTROL DE INCRUSTACIONES POR SILICE

TALLER No. 5A Operación y Mantenimiento en Plantas Geotérmicas

C o n f e re n c i s t a : I n g . J u l i o A l b e r t o Gu i d o sGe re n t e d e R e s e r v o r i o , PO L A R I S

2doTaller Regional sobre Geotermia “Operación y Optimización de Campos Geotérmicos”

Guanacaste, Costa Rica – Septiembre 2017

j g u i do s@pol ar i sg e o the r ma l . c o m

DIAGRAMA DE GENERACIÓN GEOTÉRMICA

Pozos Productores/Reservorio Geotérmico

Estacionesde

Separación

TurbinaGenerator Electrico

(MW)

CondensadorTorre de

Enfriamiento

PozosReinyectores(Caliente &

Fria)

MezclaAgua-Vapor

Vapor

Salmuera

Condensado

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PROBLEMAS EN LA OPERACIÓN DE PLANTAS GEOTÉRMICAS

• Afecta instalaciones superficialesy reduce la capacidad en pozosproductores e inyectores.

• Tipo de incrustación característica de yacimientos de alta temperatura (T > 200° C).

• Debida a reducción de solubilidad,por disminución de temperaturadel fluido geotérmico, además delefecto de concentración debido alflasheo del fluido.

INCRUSTACIÓN POR SÍLICE

• Ocurre en zonas de baja temperatura:Descarga en pozos productores,sistema de inyección y pozosreinyección.

• En sistema de acarreo, debido altiempo de residencia, velocidad delfluido, diseño y nivel desobresaturación del fluido con respectoa la sílice amorfa.

• Los depósitos de sílice en líneas deinyección incrementan la frecuencia ycostos de mantenimiento. En el peor delos casos, los pozos inyectores llegan aincrustarse, con el consiguiente costode limpieza y pérdida de generación.

PROBLEMAS EN LA OPERACIÓN DE PLANTAS GEOTÉRMICAS

INCRUSTACIÓN POR SÍLICE

MÉTODOS DE TRATAMIENTO PARA CONTROLAR Y PREVENIR INCRUSTACIONES DE SÍLICE EN CAMPOS GEOTERMICOS

- Evitar que la salmuera se sobresature consilice amorfa.SSI < 1.1 puede ser acceptable.

- Inhibir la formación de coloides regulandoel pH de la salmuera

- Estabilización Coloidal (dispersantes osecuestrantes), inhibidores poliméricos.

- Añejamiento de la salmuera (tanques desedimentación)

- Remoción de la Silice, precipitación yremoción de coloides (adición de CaO)

Incrustación: Depósito de minerales provenientes del agua geotérmica o salmuera quecontiene moléculas en suspensión, que no pueden ser disueltas en el agua por estarsobresaturada con respecto a ese mineral.

• Cada sistema geotérmico tiene diferentes problemas de incrustación, debido a la distinta composición, cantidad y carácter físico del agua geotérmica.

• La ocurrencia de la incrustación de sílice depende de varias condiciones:- La concentración del ácido silícico,- La temperatura - El pH de la solución.

• El ácido silícico monomérico (H4SiO4) es un ácido débil que puede ser ionizadoparcialmente como H3SiO4 - en una solución alcalina, como se muestra en la reacción:

H4SiO4 H3SiO4- + H+

MECANISMO PARA LA FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES DE SÍLICE

• El ácido silícico es un grupo de cuatro radicales OH-, ligados a un átomo de Silicio(Si(OH)4). Este grupo, conocido como “silinol”, tiene la propiedad de formarpolímeros, que son agregados desordenados e irregulares de moléculas construidosmediante enlaces del tipo Si-O-Si, que se forman por colisión de moléculas conradicales -OH y -O-, conforme a la reacción:

Si-OH + Si-O- Si-O-Si + OH

• Se ha observado experimentalmente que cuando el pH disminuye se inhibe laformación de los enlaces Si-O-Si y, por ende, la formación de polímeros, conforme a losiguiente:

Si-O- + H+ Si-OH

Por consiguiente, la polimerización del ácido silícico se detiene cuando el pH de lasalmuera se ajusta del lado ácido. De esta forma la tasa de incrustación puedereducirse.

MODIFICACIÓN DE PH PARA CONTROL Y PREVENCIÓN DE FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES DE SÍLICE

USO DE ÁCIDOS PARA MODIFICACIÓN DE PH

• La salmuera geotérmica se puede dosificar con:• ácido acético puro• Ácido cítrico al 50%• Solución buffer (Acético más Acetato)• Ácido sulfúrico• Ácido clorhídrico

• Ventaja de los ácidos débiles sobre el ácido sulfúrico:• Mejor control del pH en el rango de funcionamiento deseado (pH 4,5-5,0).• Diseño de ingeniería de proceso más sencillo.• Fácil manejo y menos riesgo en proceso de trasiego.• Mínimo riesgo de corrosión

Desventaja:• Soluciones buffer y ácidos débiles relativamente caros.• La sobredosificación incrementa el potencial para la formación de minerales de

sulfuro (por ejemplo, stibnite) a temperaturas más bajas (Ciclos Binarios).

Relación entre velocidad de corrosión y elpH en solución.

Curva de titulación pH para acido sulfúrico, Buffer acetato-acético y acido acético puro (Lovelock, 2015)

USO DE ÁCIDOS PARA MODIFICACIÓN DE PHCONTROL Y PREVENCIÓN DE FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES DE SÍLICE

CASO DE ESTUDIO CONTROL DE INCRUSTACIONES EN EL CAMPO GEOTÉRMICO DE

SAN JACINTO TIZATE, NICARAGUA

Pozo reinyector SJ11-1, perforado en Julio 2011. pierna original 2,003 m. Fork 1,654 m.

Absorción inicial 550 - 750 tph. En Mayo 2012 absorción disminuye a 470 tph. En Octubre 2013 cae a 350 tph. En febrero 2015 iniciauna nueva caida drastica hasta absorver un flujo de salmuera de 80 tph.

PRODUCTION WELLS OF SAN JACINTO GEOTHERMAL FIELD REPRESENTATIVE DISCHARGE WATER CHEMISTRY.

El campo geotérmico San Jacinto con un yacimiento geotérmico dominado por líquido conuna composición del agua producida por los pozos de tipo clorurado sódica.

Well Silica Saturation Index at WHP

High Pressure Separation Unit

Silica Saturation Index

SJ4-1 0.55HPS-1 0.89

SJ5-1 1.05

SJ6-1 0.76

HPS-2 0.78

SJ6-2 0.70

SJ6-3 0.52

Sj9-1 0.68

SJ9-3 0.94

SJ9-4 0.72

SJ12-2 1.16HPS-3 1.35

SJ12-3 1.40

SILICA SATURATION INDEX

0 1 2 3 4 5Sampling point

700

720

740

760

780

800

820

840

860

880

900

920

940

960

Mon

omer

ic si

lica

(ppm

)

Silica behavior with different acidsSiO2 mon with buffer solution at 120 ppmSiO2 mon with citric acid at 70 ppm

SiO2 mon with pure acetic acid at 40 ppmBaseline

0 1 2 3 4 5Sampling point

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

pH

Brine pH modified with different acidspH control with buffer solution at 120 ppmpH control with citric acid at 70 ppmpH control with pure acetic acid at 40 ppmUntreated brine pH

Concentración de Silice Soluble a diferentes dosis de regulador de pH en diferentes puntos de muestreo a lo largo de linea de reinyección (tiempo de residencia 60 minutos).

El método de modificación del pH es considerado como una alternativa en la prevención de incrustación.

Variación de pH en la salmuera en linea de reinyecciónutilizando diferentes dosis de regulador de pH.

USO DE ÁCIDOS DÉBILES PARA MODIFICACIÓN DE PHCONTROL Y PREVENCIÓN DE FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES DE SÍLICE

RESULTADOS

ANTES DESPUES

COMPARACIÓN DE COSTOS USO DE ÁCIDOS DÉBILES PARA MODIFICACIÓN DE PH

CONTROL Y PREVENCIÓN DE FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES DE SÍLICE

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• Dosificación de ácido acético puro (ácido acético glacial) ha demostrado tener un efecto amortiguador de pHmuy fuerte inhibiendo polimerización de Silice.

• Modificación del pH de la salmuera se considera excelente alternativa para prevenir incrustación de sílice en laslíneas de inyección y en pozos inyectores. En el campo San Jacinto Tizate, se ha logrado reducir hasta en un90% la velocidad de incrustación.

• Corrosión tuberías a temperatura de inyección (150°C) es aproximadamente la misma para la salmuera con pHoriginal (7.4) que para la salmuera con pH modificado (5.0), de 0.07 mm por año, por lo que el método demodificación de pH no aumenta riesgo de corrosión.

• Acido acetico han sido usado solamente en fase liquida (salmuera). Pruebas en Sistema bifasico no se hanrealizado aún.

• El costo del ácido acético es aproximadamente el doble que el ácido sulfúrico (por mol H +), pero las ventajaspotenciales son una ingeniería de procesos más sencilla y un menor riesgo para las plantas.

Muchas Gracias