Nuevas tecnologías de perforación

El estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts titulado "El futuro de la energía geotérmica: impacto de los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) en Estados Unidos en el siglo XXI" (2006) destaca la importancia fundamental de desarrollar una tecnología de perforación geotérmica profunda económica. Con las tecnologías de perforación antiguas, el precio de la perforación aumenta exponencialmente con la profundidad. Por lo tanto, encontrar una tecnología de perforación cuyo aumento de precio sea aproximadamente lineal con la profundidad representa un desafío importante.

Este estudio del MIT caracteriza los requisitos de la nueva tecnología de perforación rápida y ultraprofunda de la siguiente manera:

• El precio de la perforación aumenta linealmente con la profundidad.
• eje del orificio con flotación neutra
• la posibilidad de realizar perforaciones verticales o inclinadas de hasta 10  km de profundidad
• la posibilidad de realizar perforaciones de gran diámetro, incluso 5 veces mayores que las realizadas en la superficie con las tecnologías de perforación actuales.
• revestimiento formado en el lugar en el pozo

Existen más de 20 tecnologías de perforación innovadoras, tales como: láser, espalación, plasma, haz de electrones, ^{[ 1 ]} paletas, rotación mejorada, chispa y descarga eléctrica, arco eléctrico, erosión por chorro de agua, ultrasonido, química, inducción, nuclear, llama forzada explosiva, turbina, alta frecuencia, microondas, tensión de calentamiento/enfriamiento, corriente eléctrica y varias otras. Las soluciones más prometedoras se mencionan a continuación:

1. Espalación hidrotermal : La perforación por espalación térmica utiliza un quemador de gran tamaño, similar a un motor a reacción, para aplicar un alto flujo de calor a la pared de la roca. Esta tecnología de perforación se basa en los procesos térmicos de espalación y fusión de la roca.
2. El plasma químico se basa en la trituración mediante combustión a alta velocidad, pero utilizando ácido nítrico como agente oxidante en lugar de oxígeno.
3. Erosión : la mayoría de las patentes hacen referencia al corte de rocas mediante chorro de agua. Se describen diferentes variantes de modificación, como la utilización de cavitación, procesos turbulentos, la combinación con procesos mecánicos, etc.
4. Perforación láser : durante la última década se ha investigado intensamente la utilización de haces láser de alta energía para la desintegración de rocas. Principalmente, se trata de la conversión de equipos militares. La energía láser se utiliza para el proceso de fragmentación térmica, fusión o evaporación de la roca.
5. Descarga eléctrica : Los métodos que utilizan descarga eléctrica se basan en la dilatada experiencia adquirida en otros ámbitos de aplicación.
6. Plasma eléctrico : se basa en la trituración mediante irradiación de plasma a alta temperatura, hasta 20 000 °C.
7. Transferencia directa de calor : esta tecnología se basa en la fusión eléctrica de la roca a 1400 °C; la grava de lava flotará a la superficie; las paredes del pozo están hechas de vidrio de la roca circundante. El costo disminuye con la profundidad, sin límite en la profundidad del pozo. Diámetros de perforación de 1 m a 10 m.
8. Girotrón : Las microondas de ondas milimétricas se canalizan mediante una guía de ondas para vaporizar la roca.

Una de las técnicas más prometedoras en el campo de la perforación profunda es la utilización de plasma eléctrico . Si bien su eficiencia energética es menor que la de otras tecnologías, ofrece varias ventajas, como la perforación de pozos con una amplia gama de diámetros o en entornos acuáticos. Un equipo de investigación eslovaco ha desarrollado un concepto de perforación basado en la utilización de plasma eléctrico. El núcleo de la investigación se lleva a cabo en el Centro de Investigación para la Perforación Profunda , ubicado en las instalaciones de la Academia Eslovaca de Ciencias . Solo un número reducido de empresas ha adoptado este método, como GA Drilling , con sede en Bratislava, Eslovaquia.

Hasta el momento, nadie ha demostrado la eficacia de estas técnicas en condiciones extremas. Otras complicaciones, como el transporte de energía y materiales in situ desde  pozos de 5 a 10 km, también requieren mejoras para que sean viables tanto técnica como económicamente.

• Tecnología de perforación profunda por plasma
• Plataforma de perforación
• Sistema geotérmico mejorado
• Energía geotérmica
• Pozo de petróleo
• Energía geotérmica en cualquier lugar
• Quaise

1. Instituto Tecnológico de Massachusetts (2006) "El futuro de la energía geotérmica"
2. Pierce, KG, Livesay, BJ, Finger JT (1996) "Estudio de sistemas de perforación avanzados"
3. Ikeda, K., Satoh, T., Yoshikawa, M., Kurosawa, T. (2000) "Desarrollo de un método de corte láser para taludes rocosos peligrosos"