Más de 30 estados tienen formaciones de esquisto que albergan gas natural bajo tierra, según la Administración de Información de Energía. Pero los expertos de la industria no pueden ponerse de acuerdo sobre la cantidad exacta de combustible que contienen. Eso se debe a que el gas natural y otros hidrocarburos se encuentran dentro de la nanoescala,poros difíciles de medir en rocas de esquisto, que tienen propiedades que aún no se comprenden.
"Si desea estimar la capacidad de almacenamiento de gas de esquisto, debe comprender los materiales que los almacenan", dijo Yun Liu, profesor asociado afiliado de ingeniería química en la Universidad de Delaware y físico del Instituto Nacional de Estándaresand Technology NIST Center for Neutron Research.
Ahora, utilizando la dispersión de neutrones, Liu y un equipo de investigadores de UD, NIST y Aramco Services Company han desarrollado un nuevo método no invasivo para medir la variación de las propiedades de la superficie en el interior de los materiales porosos.
Este método puede ayudar a los expertos en gas natural a comprender mejor las muestras de lutitas al examinar la distribución de la composición en las superficies porosas dentro de las lutitas que influye directamente en el almacenamiento y transporte de hidrocarburos. Esto eventualmente les ayudaría a decidir si invertir tiempo y recursos para extraer gasde la formación de donde provienen las muestras. Los hallazgos de este estudio, publicados el jueves 22 de febrero en la revista Comunicaciones de la naturaleza , también podría usarse para comprender muchos otros tipos diferentes de materiales porosos que utilizan la dispersión de neutrones o la dispersión de rayos X.
Investigando los poros
No es solo el tamaño de los poros lo que importa, sino la estructura de la superficie y la química de la superficie, ya que el gas natural interactúa con los bordes externos de cada pequeño poro en la roca. Las propiedades de los poros también determinan cómo fluirá el gas fuera de la roca.formación.
Para comprender estos poros, el equipo de investigación comenzó con muestras de kerógeno de lutita aislado, una materia orgánica que almacena la mayoría de los hidrocarburos, como el gas natural, en las lutitas. Para mirar dentro del kerógeno, utilizaron dispersión de neutrones de ángulo pequeño, disparando unhaz de neutrones subatómicos a través de una sustancia y recopila información sobre el comportamiento de los neutrones para determinar las propiedades de los poros. La dispersión de neutrones no es destructiva, a diferencia de la microscopía electrónica, otro método común utilizado para investigar materiales porosos.
A continuación, el grupo midió el cambio de señales de dispersión de neutrones con sorción de gas a diferentes presiones. El cambio de intensidad de neutrones refleja la distribución de composición en las superficies dentro de una muestra.
Este nuevo método puede revelar nueva información que otros métodos no revelan, como la heterogeneidad de la superficie. En pocas palabras, proporciona información que ayuda a los investigadores a comprender mejor con qué están trabajando. Cuando se agrega a otra información recopilada de un sitio, puedeayudar a la toma de decisiones.
"La mayoría de las otras técnicas utilizadas en el campo del petróleo proporcionan los valores 'promedio' de los parámetros de la muestra", dijo el autor del estudio Wei-Shan Chiang, investigador postdoctoral en ingeniería química y biomolecular en la UD que trabaja en el sitio en el Centro NIST paraNeutron Research y en Aramco Services Company. "Nuestro método proporciona tanto el 'promedio' como la 'desviación' el ancho de distribución de las propiedades del material".
Este método también debería funcionar con muchos otros materiales, como el cemento, y tal vez incluso con materiales biológicos como la sangre, dijo Liu. El equipo espera poder aplicar su método a nuevos sistemas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Original escrito por Julie Stewart. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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