Resumen

El gas de esquisto desempeña un papel cada vez más importante en la industria energética actual. La modelización del flujo de gas en medios de esquisto se ha convertido en una herramienta crucial y útil para estimar con precisión la producción de gas de esquisto. La segunda ley de la termodinámica proporciona un criterio teórico para justificar cualquier modelo prometedor, pero nunca se ha tenido plenamente en cuenta en los modelos existentes de gas de esquisto. En este artículo se propone un nuevo modelo matemático de flujo de gas en formaciones de esquisto, que utiliza la densidad del gas en lugar de la presión como variable principal. Una característica distintiva del modelo es emplear el gradiente de potencial químico en lugar del gradiente de presión como fuerza motriz principal. Esto permite demostrar que el modelo propuesto obedece a una ley de disipación de energía y, por tanto, se cumple la segunda ley de la termodinámica. Además, sobre la base del enfoque de factorización de la energía para la densidad de energía libre de Helmholtz, se propone un esquema numérico semiimplícito eficiente, lineal y estable energéticamente para el modelo propuesto. También se realizan experimentos numéricos para validar el modelo y el método numérico.

• 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:ley de la termodinámica, flujo de gas, gas de esquisto, modelo propuesto, segunda ley, modelización del gas, enfoque de factorización de la energía, industria energética actual, gradiente de potencial químico, ley de disipación de energía
• Keywords:law of thermodynamics, gas flow, shale gas, proposed model, second law, modeling of gas, energy factorization approach, current energy industry, chemical potential gradient, energy dissipation law