Poromechanical controls on spontaneous imbibition in earth materials
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Over the last century, the state of stress in the earth’s upper crust has undergone rapid changes because of human activities associated with fluid withdrawal and injection in subsurface formations. The stress dependency of multiphase flow mechanisms in earth materials is a substantial challenge to understand, quantify, and model for many applications in groundwater hydrology, applied geophysics, CO2 subsurface storage, and the wider geoenergy field (e.g., geothermal energy, hydrogen storage, hydrocarbon recovery). Here, we conduct core-scale experiments using N2/water phases to study primary drainage followed by spontaneous imbibition in a carbonate specimen under increasing isotropic effective stress and isothermal conditions. Using X-ray computed micro-tomography images of the unconfined specimen, we introduce a novel coupling approach to reconstruct pore-deformation and simulate multiphase flow inside the deformed pore-space followed by a semi-analytical calculation of spontaneous imbibition. We show that the irreducible water saturation increases while the normalized volume of spontaneously imbibed water into the specimen decreases (46–25%) in response to an increase in effective stress (0–30 MPa), leading to higher residual gas saturations. Furthermore, the imbibition rate decreases with effective stress, which is also predicted by a numerical model, due to a decrease in water relative permeability as the pore-space becomes more confined and tortuous. This fundamental study provides new insights into the physics of multiphase fluid transport, CO2 storage capacity, and recovery of subsurface resources incorporating the impact of poromechanics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».