La zona vapor del reservorio geotérmico Copahue: el rol de la capa sello mediante modelos de fracturas sintéticas

Abstract

El sistema geotérmico emplazadoen el volcán Copahue es una de las fuentes de energía renovable másprometedoras en la Argentina. Está motorizado por un reservorio estratificado,compuesto por una zona somera dominada por vapor de agua que yace sobre unreservorio profundo dominado por agua en fase liquida y presurizada (Barcelonaet al., 2019). El presente trabajo estudió las perdidas de la zona de vaporsomera que desarrolla las áreas hidrotermales superficiales mediante elanálisis de fracturas sintéticas en la capa sello del sistema. Las fracturassintéticas fueron calculadas mediante modelos de redes de fracturas discretas,petrofísicos, geomecánicos y de deformación-esfuerzos directos 3D.Las zonas hidrotermales (i.e.Maquinas, Maquinitas, Villa Copahue y fumarolas inactivas) que representan alas pérdidas de la zona de vapor en profundidad están vinculadas a un sistemade fallas extensionales con rumbo ~N60° enraizadas por debajo del reservorioprofundo. Los modelos petrofísicos obtenidos de las redes de fracturasdiscretas indican que las zonas de daño subordinadas a estas fallas secaracterizan por una alta intensidad en la fracturación, permeabilidad verticaly anisotropía horizontal. Además, los modelos directos de deformación indicanque las zonas de perdida están constituidas por fracturas dilatantes sometidasa una alta tendencia a la reactivación. En su conjunto, a capa sello afectadapor el sistema extensional conforma una banda de 3.5 km de ancho donde hay unaalta densidad de discontinuidades con zonas de daño subordinadas de hasta 50metros de ancho con alta intensidad en la fracturación y permeabilidad. Porfuera del sistema extensional, los modelos petrofísicos indican que lasignimbritas de la capa sello están poco fracturadas y tienen muy bajapermeabilidad horizontal y vertical. El monoclinal Anfiteatrotiene un rol fundamental en la configuración del reservorio geotérmico. Losmodelos de deformación directa ajustados por observaciones de campo sugierenque este pliegue constituye el borde noroccidental de la zona de vapor. Variacionesen la relación H2O-CO2, la abundancia isotópica del He y deCO2 y Hg difusos en suelos entre zonas hidrotermales se explican pormedio de las propiedades petrofísicas de las ignimbritas superiores y decambios en el control estructural sobre las mismas. Nuestros resultados sugieren que, por fuera delsistema de fallas ~N60°, la capa sello inhibe la descompresión del reservorio losfluidos geotérmicos porque está constituida por ignimbritas de muy baja fracturacióny permeabilidad que sellan al reservorio. Por el contrario, el sistema defallas extensionales define una zona donde la capa sello pierde suimpermeabilidad, permite la despresurización de los fluidos geotérmicos yfavorece el desarrollo de la zona dominada por el vapor en profundidad. Lapropuesta de despresurización por alteración de las propiedades petrofísicas dela capa sello gatilladas por un evento extensional será evaluada mediantemodelos numéricos termodinámico con fluidos bifásicos. Esta línea de trabajo aportarácertidumbre sobre la extensión de la zona vapor, indagará la posible existenciadel reservorio profundo (no alcanzado por los pozos exploratorios) y permitirá entenderla evolución del sistema y su estructura térmica actual.