Un equipo de investigadores está trabajando en un enfoque multidisciplinario para avanzar en la exploración de la roca de esquisto como un sello geológico adecuado para la recuperación de recursos y el almacenamiento subterráneo.
por el Departamento de Energía de EE. UU.
Dado que el espacio poroso en la roca de esquisto es predominantemente submicrónico, estos estudios se centran en la micro y la nanoescala.
El trabajo del grupo incluye el desarrollo de capacidades de tomografía electrónica para la obtención de imágenes de esquisto, la simulación de la adsorción y el transporte de metano en el esquisto, el estudio de los efectos del dióxido de carbono supercrítico en las estructuras de los poros del esquisto y otras áreas relacionadas.
Los resultados publicados más recientes, que aparecen en Physics of Fluids , implican la simulación de cómo el metano fluye a través de canales en la pizarra a escala nanométrica y trabajo experimental sobre cómo los procesos mecánicos y químicos acoplados sirven para mejorar las propiedades de sellado de la pizarra.
La pizarra es una roca sedimentaria formada por diminutos granos de sílice, arcilla y otros minerales. Muchos tipos de roca tienen pocas diferencias físicas o químicas en un fragmento particular de esa roca. La pizarra es diferente: tiene una enorme mezcla de características físicas y químicas. Estas características incluyen diminutos poros de tamaño nanométrico que se conectan con fracturas de escala milimétrica.
Esta variación en las escalas afecta la forma en que el fluido se mueve a través de la pizarra. Los fluidos se mueven a través de estos poros y fracturas de maneras inusuales que son muy difíciles de medir y modelar con las herramientas analíticas y numéricas tradicionales. Los investigadores están construyendo ahora nuevas herramientas para examinar, caracterizar y simular los procesos químicos y físicos en la pizarra. Están particularmente interesados en la roca de cubierta de la pizarra, capas de roca que son bastante resistentes al transporte a través de ellas, lo que hace que la roca de cubierta sea ideal para almacenar fluidos en las capas de roca subyacentes que sellan.
Los científicos necesitan comprender en profundidad cómo se mueve el fluido a través del esquisto, ya que este material tiene muchas funciones potenciales en la seguridad económica nacional y el futuro de nuestro medio ambiente. El esquisto se ha convertido en una fuente importante de gas natural y petróleo para los consumidores y la industria de Estados Unidos, lo que reduce la dependencia de suministros extranjeros. El esquisto también es la roca de cobertura o sello que impide la migración ascendente del dióxido de carbono que ha sido capturado en grandes sitios de emisión o extraído de la atmósfera y almacenado en el subsuelo.
Esta tecnología tiene un papel potencial en iniciativas más amplias para combatir el cambio climático. El esquisto también puede ser capaz de almacenar hidrógeno y otros combustibles alternativos , lo que ayudaría a convertir estos combustibles en una alternativa viable al petróleo. Nuevas herramientas y datos están proporcionando la información que los científicos necesitan para comprender cómo funciona el esquisto en estas y otras aplicaciones.
Más información: Lingfu Liu et al, La traducción de escalas proporciona información sobre la adsorción de gas en condiciones de nanoconfinamiento, Physics of Fluids (2024). DOI: 10.1063/5.0212423
