Resumen

La presencia de agua, es decir, agua connatural o de fracturación hidráulica, junto con los hidrocarburos gaseosos en los nanoporos de pizarra se ha pasado por alto en los estudios anteriores. En este trabajo se ha desarrollado un nuevo modelo unificado de transporte de gas real para medios porosos orgánicos e inorgánicos que tiene en cuenta el flujo de la película de agua nanoconfinada. Más concretamente, un núcleo de gas fluye en el centro del poro orgánico/inorgánico rodeado por una película de agua que puede dividirse a su vez en una región interfacial (agua cercana a la pared) y una región masiva (agua a granel). Diferenciamos la viscosidad variable del agua entre las dos regiones y consideramos límites de deslizamiento dispares; es decir, el agua cercana a la pared puede deslizarse a lo largo de la superficie del poro orgánico hidrofóbico mientras que es despreciable en los poros inorgánicos hidrofílicos. Incorporando condiciones de contorno modificadas en las ecuaciones de Navier-Stokes, se deriva un modelo de transporte de gas a través de un solo poro orgánico/inorgánico. El modelo también se escala exhaustivamente a la escala de los medios porosos considerando la porosidad, la tortuosidad y el contenido de carbono orgánico total (COT). Los resultados indican que la capacidad de flujo de gas disminuye en condiciones de humedad con película de agua móvil o no móvil. Sin embargo, una película de agua móvil compensa su efecto negativo hasta 50 y mejorando el flujo de gas en comparación con las moléculas de agua estáticas. El flujo de gas real está dominado por el deslizamiento del gas y la movilidad de la película de agua, que dependen de los parámetros a escala de los poros, como su tamaño, topología, presión y humectabilidad de la superficie. En comparación con los poros inorgánicos, el transporte de gas en los poros orgánicos se ve muy potenciado por el flujo de la película de agua debido al fuerte deslizamiento del agua. Además, la contribución de la movilidad de la película de agua es notable en poros pequeños con grandes ángulos de contacto, especialmente a altas presiones. En condiciones de humedad, el efecto del gas real aumenta el flujo de gas mejorando tanto el deslizamiento del gas como la movilidad de la película de agua, que es más prominente en los poros más pequeños a altas presiones. El modelo presentado y sus resultados permitirán avanzar en la comprensión de los mecanismos responsables del transporte de agua y gas en medios nanoporosos y, en consecuencia, en la exploración de hidrocarburos en yacimientos de esquisto.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:movilidad de la película de agua, poro inorgánico, flujo de la película de agua, flujo de gas, alta presión, transporte de gas, agua de la pared, condiciones de humedad, deslizamiento de gas, variación de la viscosidad del agua
• Keywords:water film mobility, inorganic pore, water film flow, gas flow, high pressure, gas transport, wall water, moist conditions, gas slippage, varying water viscosity