Resumen de IAEA inter-laboratory comparisons of geothermal water chemistry: critiques on analytical uncertainty, accuracy, and geothermal reservoir modelling of Los Azufres, Mexico
- español
Los resultados del programa de comparación inter-laboratorios del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), reportados en la literatura durante el período 1992 y 2004, han sido analizados para estimar la incertidumbre en los análisis geoquímicos de las aguas geotérmicas. Se realizó el tratamiento estadístico de los datos para la detección y eliminación de valores atípicos y extremos con cinco métodos: (i) la visualización de los datos (o las estadísticas de los datos en bruto); (ii) el cálculo de media ( x ) y la desviación estándar (s), después de la eliminación de valores atípicos con el criterio x ± 2s ; (iii) la mediana y la diferencia media absoluta (MAD); (iv) el método de Huber; y (v) el método de prueba múltiple del tipo del valor atípico que combina las pruebas de Dixon, Grubbs, asimetría y curtosis en el nivel de confianza del 99%. Los resultados fueron presentados en la notación científica con la incertidumbre de un dígito significativo. Un estudio comparativo de los cinco métodos estadísticos de tratamientos de datos sugiere que el quinto método proporciona mejores resultados para el análisis estadístico de las mediciones experimentales. Se presenta una evaluación preliminar de la exactitud analítica de los análisis geoquímicos de las aguas geotermales, preparadas con la disolución de 4,585 g de CaCl2 (98.2%), 16,5 g de NaCl (99.9%), 3,58 g de MgCl2 (99.0%), 0,74 g de Na2SO4 (99,0%) y 0,95 g de KCl (99,5%) en 1 litro de solución. Los análisis de Na+ y K+ son razonablemente precisos, mientras que Mg2+ y SO4 2- tienen una inexactitud alta. La exactitud de Ca2+ y Cl- está en el medio. Un análisis sistemático de los resultados sugiere que la inexactitud en la medición de Mg2+, Ca2+, SO4 2- y Cl- está probablemente relacionada con la preparación de la muestra. Las relaciones entre el coeficiente de variación (% de incertidumbre analítica) y la concentración de cada elemento se derivaron, y posteriormente se utilizaron para la propagación de la incertidumbre en los cálculos geoquímicos de sistemas geotérmicos. El procedimiento de cálculo se ilustra con la propagación de la incertidumbre en el cálculo de la temperatura y la fracción de vapor en el sistema geotérmico del yacimiento de Los Azufres. La incertidumbre en la temperatura estimada es de ± 20 K, lo que significa que los cambios en las características de los fluidos del yacimiento geotérmico durante su explotación están en general dentro de la incertidumbre.
- English
The results of International Atomic Energy Agency (IAEA) inter-laboratory comparison program reported in the literature during 1992 and 2004 were analyzed to estimate analytical uncertainty in the geochemical analysis of geothermal waters. Statistical data treatments for the detection and elimination of outliers and extremums were performed using five methods: (i) data visualization (or raw data statistics); (ii) mean ( x ) and standard deviation (s) calculation after eliminating outliers with x ± 2s ; (iii) median and median absolute difference (MAD); (iv) Huber method; and (v) single-outlier type multiple test method involving Dixon, Grubbs, skewness and kurtosis tests at 99% confidence level. The results are reported in scientific notation with one significant digit of uncertainty. A comparative study of all the five statistical data treatment methods suggests that the fifth method provides better results for the statistical analysis of experimental measurements. A preliminary evaluation for the analytical accuracy of geochemical analysis of geothermal waters, prepared by dissolving 4.585 g CaCl2 (98.2%), 16.5 g NaCl (99.9%), 3.58 g MgCl2 (99.0%), 0.74 g Na2SO4 (99.0%) and 0.95 g KCl (99.5%) in 1 liter of solution, is presented. The analysis of Na+ and K+ are reasonably accurate, while Mg2+ and SO4 2- have high inaccuracy. The accuracy of Ca2+ and Cl- analyses is in-between. A systematic analysis of the results suggests that the present inaccuracy in the measurements of Mg2+, Ca2+, SO4 2- and Cl- are probably associated with the sample preparation.
The relations between the coefficient of variation (i.e. % analytical uncertainty) and concentration of each element are derived, which are used for the propagation of uncertainty in the geochemical calculations of geothermal systems. The uncertainty propagation procedure is illustrated in the calculation of Los Azufres geothermal reservoir temperature and vapor raction. The uncertainty in the estimated temperature is ±20 K, which means that the changes in the geothermal reservoir fluid characteristics during its exploitation are generally within the uncertainty.
