Uso potencial del método de elementos finitos en la modelación avanzada de sistemas geotérmicos

Abstract

Dentro del conjunto de métodos numéricos para la solución de ecuaciones diferenciales parciales, el método de elementos finitos (MEF) es uno de los más versátiles y poderosos usados en el mundo. Su popularidad es debida a su precisión numérica, flexibilidad y capacidad de representar, con muy buenos resultados, fenómenos naturales complejos, acoplados, multifísicos, en regiones de geometría muy complicada. Un ejemplo notable de su aplicación potencial es el modelado del flujo simultáneo de masa y energía en yacimientos geotérmicos deformables con baja, mediana o alta entalpía, así como en otros sistemas naturales basados en la Ley de Darcy. El MEF puede utilizarse con muchas ventajas para modelar el transporte de solutos en acuíferos isotérmicos y en sistemas hidrotermales, así como para la dispersión de salmuera en yacimientos de hidrocarburos. En todos estos casos el cálculo de la presión, la velocidad de flujo, la difusión de solutos y la distribución de la temperatura en fluidos en medios porosos deformables, pueden computarse con muy buena aproximación en cualquier clase de fronteras heterogéneas. El potencial principal del MEF radica en su capacidad de representar numéricamente complejos sistemas acoplados en procesos generales de multifísica tanto estacionarios como transitorios. En este trabajo presentamos varios ejemplos de modelación avanzada y simulación numérica con el MEF sobre el comportamiento de diversos tipos de sistemas geotérmicos.