Direct coupled reservoir-wellbore modeling approach for the Berlín Geothermal Field, El Salvador

Abstract

The Berlin Geothermal Field in El Salvador is used for power generation purposes with an installed capacity of 109.2 MW and delivering by 2021, 14.75% of the total energy generation in the country. In this study a numerical model for the geothermal system was developed based on a current conceptual model using a direct coupled reservoir-wellbore modeling approach implemented with the simulators TOUGH2 and FLOWELL. The purpose is to predict the reservoir response to different production scenarios. It is calibrated against formation conditions and 30 years of production data, including pressure drawdown and flowing enthalpy time series. Parameter estimation was carried out through inverse modeling using iTOUGH2 and a sensitivity analysis showed that the horizontal permeability for the main geothermal reservoir and cap-rock rock produce the most impact on the overall calibration of the system. The wellbore simulator was essential during the forecasting stage as it compensates for the mass flow rate yield from each feedzone due to pressure drawdown in the system, allowing to locate future make-up wells properly over time. The production scenarios estimate it is possible to maintain the current power generation for the next 30 years with the proper drilling program of about one make-up well every 2 years.

Berlin jarðhitasvæðið í El Salvador er nýtt til raforkuframleiðslu sem gefur af sér 109.2MW, sem er 14.75% af heildarframleiðslu landsins. Í þessu verkefni var bygg á núverandi hugmyndalíkani og tölulegt líkan af jarðhitakerfinu þróað, tengt hermunarlíkani fyrir borholur, með verkfærunum TOUGH2 og FLOWELL. Tilgangurinn er að spá fyrir um hegðun jarðhitakerfisins við mismunandi nýtingarferli. Líkanið er stillt af út frá jarðfræðiupplýsingum ásamt mælingum úr 30 ára nýtingarsögu, sem innihalda upplýsingar um þrýsti- og vermisbreytingar. Mat á stikum var framkvæmt með verkfærinu iTOUGH2 og næmnigreining sýndi að lárétt lekt bergs hafði mest áhrif á niðurstöður líkansins. Notkun hermilíkans fyrir borholur reyndist lykilatriði við að spá fyrir um framtíðarhegðun, þar sem það tekur tillit til mismunandi innflæðis í borholur á mismunandi stöðum, og þannig hægt að meta heppilega staðsetningu nýrra borhola á svæðinu. Samvæmt mati er mögulegt að viðhalda núverandi orkuframleiðslu á svæðinu næstu 30 ár með því að bæta við u.þ.b. einni borholu á tveggja ára fresti.