Transporte de hidrocarburos en nanocanales y su relación con la permeabilidad de reservorios no convencionales - Ramírez, Mariano Esteban Martín (2023)
A diferencia de los sistemas macroscópicos, donde la interacción entre las moléculas domina el comportamiento del flujo, a medida que el tamaño del sistema disminuye, las interacciones entre las moléculas y la superficie se convierten en un mecanismo competitivo. A escala nanométrica, se han reportado caudales superiores en varios órdenes de magnitud a los obtenidos mediante modelos macroscópicos del continuo. Este efecto está asociado con la presencia de superficies no rugosas en los nanotubos de carbono cilíndricos. Extrapolaciones de estos hallazgos a medios nanoporosos naturales, como la matriz de los reservorios no convencionales, no son sencillas debido a las distorsiones de la estructura porosa, la conectividad y la composición mineral. En este trabajo realizamos simulaciones de dinámica molecular y de fluidodinámica computacional, aplicando el método de Lattice Boltzmann para modelar este tipo de efectos sobre los caudales de metano, agua y mezclas de ambos fluidos, considerando nanocanales que incluyen tortuosidad, rugosidad superficial a diferentes escalas y distintas concentraciones de grupos funcionales en la superficie de estos sistemas. Nuestros resultados indican que los efectos geométricos asociados a menores escalas de longitud son los que mayor impacto generan en los caudales del fluido, inclusive por encima de los efectos de interacción electrostática causados por los grupos funcionales