Caracterización de la geometría de poros de roca y proceso de mineralización a través de un esquema de obstrucción basado en caminatas aleatorias
Autores: Nguyen, Linh Thi Hoai; Shirai, Tomoyuki; Tsuji, Takeshi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Caracterización de la geometría de poros de roca y proceso de mineralización a través de un esquema de obstrucción basado en caminatas aleatorias
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Tecnologías
Secuestro geológico de CO
Estructura geométrica
Litologías
Método de caminata aleatoria
Mineralización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Entre las tecnologías para lograr la neutralidad de carbono, la secuestración geológica de CO es una de las más prometedoras. Los mecanismos de comportamiento del CO dentro del espacio poroso son complejos y están influenciados por múltiples factores, siendo la estructura geométrica de las formaciones porosas particularmente crítica para la eficiencia de la tecnología. Entre varios problemas importantes y desafiantes en la secuestración geológica, este trabajo aborda el tema de la selección de litologías basadas en su estructura geométrica. Este estudio propone un enfoque matemático para caracterizar la estructura geométrica de rocas porosas y el flujo de fluidos utilizando un método de caminata aleatoria (RW). Nuestro enfoque simula la evolución temporal del flujo de partículas a través de modelos de roca digital altamente desordenados y heterogéneos bajo un gradiente de presión impuesto entre las superficies de entrada y salida. A través de simulaciones de RW, se introduce un modelo probabilístico para la mineralización a través de un modelo de obstrucción (llenado de poros), para examinar la acumulación de partículas dentro de estructuras porosas con el tiempo: obstrucción de una fase y obstrucción de múltiples fases. En la obstrucción de una fase, la disminución de la porosidad se puede describir como una función monótonamente no decreciente de la probabilidad de deposición. Sin embargo, esto ya no es cierto en la estrategia de múltiples fases porque una alta probabilidad de deposición bloquea los capilares cerca de la superficie de entrada, evitando que el fluido invada fácilmente la salida. En este estudio, los estudios numéricos realizados en cuatro tipos de rocas naturales -Bentheimer, Doddington, Estaillades y Ketton- revelaron que Ketton exhibe la mayor permeabilidad. Nuestros resultados sugieren que las formaciones de Bentheimer, Doddington y Ketton son candidatas adecuadas para la sequestración de CO, mientras que Estaillades es menos favorable desde un punto de vista geométrico. Los métodos presentados en este trabajo contribuyen a identificar de manera efectiva rocas naturales con estructuras geométricas ventajosas para el almacenamiento de CO.
Descripción
Entre las tecnologías para lograr la neutralidad de carbono, la secuestración geológica de CO es una de las más prometedoras. Los mecanismos de comportamiento del CO dentro del espacio poroso son complejos y están influenciados por múltiples factores, siendo la estructura geométrica de las formaciones porosas particularmente crítica para la eficiencia de la tecnología. Entre varios problemas importantes y desafiantes en la secuestración geológica, este trabajo aborda el tema de la selección de litologías basadas en su estructura geométrica. Este estudio propone un enfoque matemático para caracterizar la estructura geométrica de rocas porosas y el flujo de fluidos utilizando un método de caminata aleatoria (RW). Nuestro enfoque simula la evolución temporal del flujo de partículas a través de modelos de roca digital altamente desordenados y heterogéneos bajo un gradiente de presión impuesto entre las superficies de entrada y salida. A través de simulaciones de RW, se introduce un modelo probabilístico para la mineralización a través de un modelo de obstrucción (llenado de poros), para examinar la acumulación de partículas dentro de estructuras porosas con el tiempo: obstrucción de una fase y obstrucción de múltiples fases. En la obstrucción de una fase, la disminución de la porosidad se puede describir como una función monótonamente no decreciente de la probabilidad de deposición. Sin embargo, esto ya no es cierto en la estrategia de múltiples fases porque una alta probabilidad de deposición bloquea los capilares cerca de la superficie de entrada, evitando que el fluido invada fácilmente la salida. En este estudio, los estudios numéricos realizados en cuatro tipos de rocas naturales -Bentheimer, Doddington, Estaillades y Ketton- revelaron que Ketton exhibe la mayor permeabilidad. Nuestros resultados sugieren que las formaciones de Bentheimer, Doddington y Ketton son candidatas adecuadas para la sequestración de CO, mientras que Estaillades es menos favorable desde un punto de vista geométrico. Los métodos presentados en este trabajo contribuyen a identificar de manera efectiva rocas naturales con estructuras geométricas ventajosas para el almacenamiento de CO.