Título
Geotermometría de solutos en sistemas geotérmicos de baja-mediana temperatura y costeros
Solute geothermometry in low-medium temperature and coastal geothermal systems
Autor
MARIA GUADALUPE OLGUIN MARTINEZ
Colaborador
LOIC MARIE JEAN CLAUDE JOSE GHISLAIN PEIFFER (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
geotermometría multicomponente, modelo de transporte reactivo, fluidos geotérmicos, optimización numérica, Basin and Range, sistemas geotérmicos costeros - (AUTOR) multicomponent geothermometry, reactive transport modeling, alteration minerals, geothermal fluids, numerical optimization, Basin and Range, coastal geothermal systems - (AUTOR) CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA - (CTI) CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO - (CTI) GEOLOGÍA - (CTI) GEOLOGÍA AMBIENTAL - (CTI) GEOLOGÍA AMBIENTAL - (CTI)
Resumen o descripción
La geotermometría de solutos multicomponente es una herramienta muy útil para estimar la temperatura de reservorios geotérmicos profundos antes de la exploración por perforación. El método se basa en análisis de agua completos para determinar la temperatura a la que los índices de saturación de un conjunto de minerales del reservorio reflejan equilibrio con el agua. Uno de los desafíos con estemétodo es seleccionar la asociación de minerales que es usada en la estimación de temperatura. Para resolver este desafío, en este trabajo se desarrolló una nueva herramienta de pre y post procesamiento llamada PyGeoT. Esta herramienta (i) automatiza la selección de las fases minerales que serán usadas en el software de geotermometría multicomponente GeoT-iGeoT, (ii) realiza análisis de sensibilidad, y (iii) grafica los resultados para la visualización de los datos. Además, la aplicación de la geotermometría de solutos a sistemas geotérmicos costeros representa otro desafío porque la mezcla con agua de mar altera fuertemente la composición original del fluido. Para abordar esta problemática se estudió el origen, composición química y temperatura del sistema geotérmico de La Jolla, ubicado en Ensenada, Baja California a través de distintas herramientas, como la extrapolación de la concentración de Mg a 0 y modelado geoquímico. El desempeño de PyGeoT y algunos geotermómetros de solutos clásicos es probado usando composiciones de aguas simuladas y reales de sistemas geotérmicos de baja-mediana temperatura de la provincia del Basin and Range (EE. UU.). Un modelo de transporte reactivo revela que PyGeoT provee estimaciones de temperatura razonables cuando solo se han alcanzado condiciones de equilibrio parcial, lo que es una ventaja en la exploración de sistemas de baja-mediana temperatura. Además de estimar la temperatura del reservorio, PyGeoT tiene el potencial de identificar minerales de alteración del reservorio, así como el polimorfo de sílice que controla la sílice disuelta sin ningún conocimiento geológico específico del sitio. En cuanto al sistema geotérmico de la Jolla, para el miembro termal profundo se estimó una concentración de Cl de 4,594 mg/L, la cual fue utilizada para estimar porcentajes de mezcla con agua de mar mediante un modelo de mezcla lineal. Utilizando modelado geoquímico fue posible reproducir la composición química de los manantiales y pozos en superficie considerando una temperatura de 150°C en profundidad. Se identificó que la composición...
Multicomponent solute geothermometry is a useful tool for estimating the temperature of a deep geothermal reservoir prior to exploration drilling. The method uses full water analyses to determine the temperature at which the saturation indices of an assemblage of reservoir minerals reflect equilibrium with the water. One of the main questions faced by users of this method is which mineral assemblage should be used to perform temperature-dependent computations. Here, a new pre- and post-processing tool called PyGeoT is presented to answer this question. PyGeoT has the ability to: (i) automate the selection of the mineral phases to be used with the multicomponent geothermometry software GeoT-iGeoT, (ii) perform sensitivity analyses, and (iii) graph the results in order to ease visualization of the data. Additionally, the application of solute geothermometry to coastal geothermal systems is a challenge because mixing with seawater strongly alters the original fluid composition. The La Jolla geothermal system located in Ensenada, Baja California was chosen to illustrate this problem and propose solutions. The origin, chemical composition, and temperature of this system were inferred through different approaches, like the extrapolation of Mg concentration to 0 and chemical modeling.The performance of PyGeoT and several classical solute geothermometers is tested against synthetic and real water compositions from low-medium enthalpy geothermal systems from the Basin and Range province in the West of the United States. A reactive transport model reveals that PyGeoT provides reasonable temperature estimation of the reservoir even when full chemical equilibrium is not reached, which is an advantage for exploring low-medium enthalpy systems. In addition to the ability of estimating reservoir temperature, PyGeoT has the potential to identify which silica polymorph controls SiO2 solubility, as well as some of the alteration minerals without any specific onsite geological knowledge. Regarding La Jolla geothermal system, a concentration of 4,594 mg/L was estimated for the deep thermal end-member. This concentration was used to estimate mixing percentages with seawater through a lineal mixing model. Using geochemical modeling it was possible to reproduce the chemical composition of surface thermal springs and wells considering a temperature of 150°C in depth. The composition of the surface thermal manifestations was identified to result from a mixing process between ...
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2023
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Olguín Martínez, M.F. 2023. Geotermometría de solutos en sistemas geotérmicos de baja-mediana temperatura y costeros. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 119 pp.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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