A Novel Modeling Approach to Stochastically Evaluate the Impact of Pore Network Geometry, Chemistry and Topology on Fluid Transport
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Fine-grained sandstones, siltstones, and shales have become increasingly important to satisfy the ever-growing global energy demands. Of particular current interest are shale rocks, which are mudstones made up of organic and inorganic constituents of varying pore sizes. These materials exhibit high heterogeneity, low porosity, varying chemical composition and low pore connectivity. Due to the complexity and the importance of such materials, many experimental, theoretical and computational efforts have attempted to quantify the impact of rock features on fluids diffusivity and ultimately on permeability. In this study, we introduce a stochastic kinetic Monte Carlo approach developed to simulate fluid transport. The features of this approach allow us to discuss the applicability of 2D vs 3D models for the calculation of transport properties. It is found that a successful model should consider realistic 3D pore networks consisting of pore bodies that communicate via pore throats, which however requires a prohibitive amount of computational resources. To overcome current limitations, we present a rigorous protocol to stochastically generate synthetic 3D pore networks in which pore features can be isolated and varied systematically and individually. These synthetic networks do not correspond to real sample scenarios but are crucial to achieve a systematic evaluation of the pore features on the transport properties. Using this protocol, we quantify the contribution of the pore network’s connectivity, porosity, mineralogy, and pore throat width distribution on the diffusivity of supercritical methane. A sensitivity analysis is conducted to rank the significance of the various network features on methane diffusivity. Connectivity is found to be the most important descriptor, followed by pore throat width distribution and porosity. Based on such insights, recommendations are provided on possible technological approaches to enhance fluid transport through shale rocks and equally complex pore networks. The purpose of this work is to identify the significance of various pore network characteristics using a stochastic KMC algorithm to simulate the transport of fluids. Our findings could be relevant for applications that make use of porous media, ranging from catalysis to radioactive waste management, and from environmental remediation to shale gas production.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».