Resumen

La fracturación hidráulica se aplica ampliamente para la producción económica de gas a partir de yacimientos de pizarra, pero el efecto de la composición mineral de la pizarra en las reacciones físico-químicas durante la fracturación hidráulica sigue siendo poco conocido. Para desarrollar un conocimiento básico de las interacciones químicas que se producen en las pizarras con diferentes composiciones mineralógicas, se hicieron reaccionar dos tipos diferentes de pizarra marina de composición mineral (pobre en carbonatos y rica en carbonatos) de la formación Niutitang con fluido de fracturación con agua deslizante en un reactor de laboratorio a 100 °C y 50 MPa durante tres días. Para identificar los cambios en las características de la estructura de los poros durante la fracturación hidráulica, se realizaron mediciones de microscopía electrónica de barrido con emisión de campo (FE-SEM), difracción de rayos X (XRD), adsorción de nitrógeno a baja temperatura y medición de la porosidad en las muestras de esquisto originales y tratadas. Tras el tratamiento con agua deslizante, se observó la disolución de pirita en la pizarra pobre en carbonatos (obtenida del condado de Youyang, etiquetada como YY) mediante análisis FE-SEM y XRD, mientras que en la pizarra rica en carbonatos (obtenida del condado de Guzhang, etiquetada como GZ), se observó la disolución de carbonatos. Los resultados de la adsorción de N2 a baja temperatura y de la medición de la porosidad demostraron que la tendencia de variación de las características de la estructura de los poros para las muestras de esquisto YY y GZ era bastante diferente después de reaccionar con el fluido de fracturación de agua deslizante. En el caso de la pizarra YY, la superficie específica, el volumen total de poros y la porosidad aumentaron tras la reacción, mientras que en la pizarra GZ se observó una tendencia opuesta. Además, el análisis de la dimensión fractal ilustró que la superficie de los poros se hizo menos rugosa y la estructura de los poros se hizo más compleja en la pizarra YY, mientras que el grado de rugosidad de la superficie de los poros y la complejidad de la estructura de los poros de la pizarra GZ se redujo. Los resultados demostraron que la composición mineralógica inicial de la pizarra desempeñaba un papel importante en la alteración de la estructura de los poros durante la fracturación hidráulica.

• Materias:Agua Carbón Residuos quí­micos Yacimientos minerales Ondas sísmicas Estudio de laboratorio
• Subjects:Water Coal Chemical waste Mineral deposits Seismic Waves Lab study
• Palabras claves:fracturación hidráulica, características de la estructura de los poros, fluido de fracturación con agua, esquisto gz, medición de la porosidad, esquisto yy, diferente composición mineralógica, complejidad de la estructura de los poros, producción económica de gas, volumen total de poros
• Keywords:hydraulic fracturing, pore structure characteristics, water fracturing fluid, gz shale, porosity measurement, yy shale, different mineralogical composition, pore structure complexity, economic gas production, total pore volume