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Modelo Propuesto para la Cinética de Compactación de Esquisto

Autores: Smith, James Edward; Smith-Rowland, Edward Millard

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Modelo Propuesto para la Cinética de Compactación de Esquisto


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Rocas sedimentarias
Porosidad
Compactación de lutitas
Exploración de petróleo
Energía de activación
Gradiente geotérmico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las lutitas son la clase más abundante de rocas sedimentarias, distinguiéndose por ser de grano muy fino, arcillosas y compresibles. Sus propiedades físicas y químicas son importantes en empresas muy diferentes, como la ingeniería civil, la cerámica y la exploración de petróleo. Una característica, que se estudia aquí, es una reducción sistemática de la porosidad con la profundidad de enterramiento. Esto se debe a los aumentos en el estrés entre granos y la temperatura. El estrés vertical en los sedimentos se da por la carga sobre el terreno menos la presión del fluido de poro, dividido por la fracción del área horizontal que es la matriz de soporte, donde está la porosidad. Se propone que la reducción fraccionaria de esta relación, con el tiempo, está dada por el producto de, y una o más funciones de Arrhenius con m y n cercanos a 1. Esta propuesta se prueba para secciones de lutita en seis pozos de todo el mundo para los cuales hay datos de porosidad y profundidad disponibles. Se obtiene un buen acuerdo por encima de 30-40 grados C y porosidades fraccionarias menores a 0.5. Se obtienen energías de activación únicas para cada pozo en el rango de 15-33 kJ/mol, cerca de la solución de presión aproximada del cuarzo, 24 kJ/mol. Los valores de m y n están en el rango de 1 a 0.8, indicando interfaces de poro a matriz casi fractales húmedas por agua en ubicaciones de solución de presión. Los resultados son independientes de la sobrepresión o subpresión del agua de poro. Este modelo intenta explicar la compactación de lutitas de manera cuantitativa. Para la industria del petróleo, dados los datos de porosidad y profundidad para secciones no erosionadas y una energía de activación precisa, se puede inferir el gradiente geotérmico paleo, y a partir de eso, la madurez orgánica, lo que indica mejores perspectivas de perforación.

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