جریان گاز در نانوحفرات گل سنگها و شیل های گازی

گل سنگها (mudrocks) که از شیل ها و سنگ سیلتی تشکیل شده اند دارای ذرات بسیار ریزی هستند که حفرات خیلی کوچکی در مقیاس نانومتر دارند. تولید گاز از این ناحیه علی رغم میزان خیلی پایین نفوذپذیری، بسیار فراتر از پیش بینی ها می باشد. جریان گاز در نانوحفرات را نمی توان به سادگی با معادله دارسی تشریح کرد. آنالیزها نشان می دهد که ترکیبی از شبکه نانوحفره که متصل به یک شبکه میکروحفره است، جریان گاز درون شیل را کنترل می کند. جریان گاز در نانوحفرات را می توان با یک رژیم جابجایی انتشار با ضریب انتشار ثابت و اثرات گرانروی ناچیز مدل سازی کرد. ضریب انتشار بدست آمده که ضریب انتشار نادسن (Knudsen diffusivity) نامیده می شود. این مدل را می توان برای ارزیابی و بهینه سازی تولید از شیل گازی (shale gas) بکار برد. با مقایسه این فرمول جدید و جریان دارسی برای گاز تراکم پذیر، نفوذپذیری ظاهری بدست می آید که شامل پیچیدگی جریان در نانوحفرات می باشد. و از آن براحتی می توان در شبیه سازهای مخزن استفاده کرد. نتایج نشان می دهد که نسبت نفوذپذیری ظاهری به نفوذپذیری دارسی هنگامی که سایز حفرات به کمتر از 100 نانومتر می رسد، افزایش چشمگیری دارد. متاسفانه نفوذپذیری دارسی فقط در مورد مشخصات سنگ بکار می آید. در حالیکه نفوذ گاز در نانوحفرات گل سنگها به سنگ، نوع گاز و شرایط عملیاتی وابسته است.

Keywords:

نانوحفرات , شیل های گازی , انتشار نادسن , نفوذپدیری ظاهری , جریان لغزشی