MODELADO DE FLUJO DE METANO EN NANOPOROS PARA RESERVORIOS SHALE DE HIDROCARBUROS

VERONICA M. SANCHEZ; EMILIO WINOGRAD; MARCOS FEDERICO CASTEZ

Carlos Paz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Quimica Inorgánica; 2017

AAFQI

p { margin-bottom: 0.21cm; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 0); }p.western { font-family: "Times New Roman",serif; font-size: 12pt; }p.cjk { font-family: "Times New Roman",serif; font-size: 12pt; }p.ctl { font-family: "Times New Roman",serif; font-size: 12pt; }Motivación:Lasrocas presentes en los reservorios de hidrocarburos shale presentanporosidad en diversas escalas. Típicamente los poros estánconectados por canales con radios inferiores a 10 nm. Caracterizar elflujo de hidrocarburos en las condiciones de reservorio en talescanales, es de vital importancia para cuantificar el potencial delreservorio. Es común en la industria petrolera utilizar modelos deflujo basados en la teoría del continuo. No obstante, el empleo delas expresiones tradicionales resulta inadecuado en el caso deprocesos de transporte en la nanoescala, donde los efectos de lanaturaleza discreta de la materia son manifiestos. En este marco, elpresente trabajo encara este estudio mediante simulaciones deDinámica Molecular, lo que constituye un enfoque inherentementediscreto. En particular, se investiga el flujo de metano en gargantasporales de carbono de diversas geometrías. Se comparan losresultados obtenidos con los esperables de acuerdo a la teoría delcontinuo con el fin de dilucidar las principales diferencias para serconsideradas en los modelos industriales.Resultados:Seha desarrollado el modelo esquematizado en la Fig. 1a. En la faseinicial, se consideraron canales porales cilíndricos, de diversaslongitudes y radios, así como con diferentes rugosidades. El sistemaimplementado permite estudiar el flujo para las temperaturas ygradientes de presiones presentes en condiciones de reservorio. Enparticular, se estudió el flujo para distintas valores detemperatura, gradientes de presión, radio y longitud del poro,comparando los resultados obtenidos con las predicciones asociadas ala teoría del continuo. Asimismo, se han analizado lasdistribuciones de densidad y velocidades del metano dentro de lagarganta poral, observándose efectos de estructuración dentro de lamisma.Conclusiones:Elflujo determinado para diferentes condiciones analizadas es mayor alesperado por la teoría del continuo, en acuerdo con resultadosexperimentales y teóricos en este tipo de sistemas. Se establecióel efecto que tiene el aumento de la rugosidad sobre lascaracterísticas del flujo.