Yifeng Wang examina un afloramiento sedimentario en Nuevo México. Imagen: Randy Montoya / Sandia National Laboratories.
La obtención de datos más certeros sobre la porosidad y el comportamiento químico de los estratos geológicos permitirá mejorar los procesos de extracción de hidrocarburos y agua de las profundidades de la tierra. Esto se logrará gracias al desarrollo de nuevos modelos de análisis diseñados por especialistas de Sandia National Laboratories, en el marco de una innovación que también podrá aplicarse en otros campos.
El estudio, desarrollado por los ingenieros y geólogos de Sandia National Laboratories, contradice una creencia largamente sostenida por la comunidad geológica internacional, que indica que las condiciones de porosidad y las composiciones químicas son uniformes en todo un estrato geológico dado. Estos estratos son cortes horizontales de rocas sedimentarias.
Mejorando la comprensión sobre las variaciones en la porosidad y otros patrones de los estratos, los geólogos pueden contribuir en la obtención de una mayor producción a partir de los depósitos subterráneos de petróleo y de los acuíferos de agua.
Al mismo tiempo, una mejor comprensión de esta información también significaría un uso más eficiente de los sitios subterráneos de almacenamiento de carbono que podrían desarrollarse en el futuro.
Otra aplicación de estos nuevos modelos se concretaría en el análisis de los depósitos de residuos nucleares, con el propósito de determinar el grado de aislamiento de los residuos y su efectividad en la preservación ambiental.
El trabajo ha sido difundido a través de una nota de prensa de Sandia National Laboratories, y también mediante un artículo publicado en la revista especializada Nature Communications.
El estudio, desarrollado por los ingenieros y geólogos de Sandia National Laboratories, contradice una creencia largamente sostenida por la comunidad geológica internacional, que indica que las condiciones de porosidad y las composiciones químicas son uniformes en todo un estrato geológico dado. Estos estratos son cortes horizontales de rocas sedimentarias.
Mejorando la comprensión sobre las variaciones en la porosidad y otros patrones de los estratos, los geólogos pueden contribuir en la obtención de una mayor producción a partir de los depósitos subterráneos de petróleo y de los acuíferos de agua.
Al mismo tiempo, una mejor comprensión de esta información también significaría un uso más eficiente de los sitios subterráneos de almacenamiento de carbono que podrían desarrollarse en el futuro.
Otra aplicación de estos nuevos modelos se concretaría en el análisis de los depósitos de residuos nucleares, con el propósito de determinar el grado de aislamiento de los residuos y su efectividad en la preservación ambiental.
El trabajo ha sido difundido a través de una nota de prensa de Sandia National Laboratories, y también mediante un artículo publicado en la revista especializada Nature Communications.
Oleadas químicas
Según Yifeng Wang, investigador principal de este proyecto, el estudio ofrece por primera vez una explicación razonable en torno al origen de los patrones relacionados con los estratos geológicos. De esta forma, se descubrió que es posible predecir las variaciones en la porosidad y la heterogeneidad de un yacimiento.
El análisis retoma las observaciones de campo publicados en 2006 por David Budd, profesor de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder. La comparación entre ambos estudios permite demostrar la correspondencia entre los resultados de los modelos matemáticos y los datos de campo.
Uno de los grandes hallazgos del nuevo estudio es haber descubierto que la composición química del subsuelo puede modificar las condiciones de porosidad de las rocas. Concretamente, la irrupción de “oleadas químicas” en este contexto (que se basan en la disolución y precipitación de minerales), junto al impulso de la tensión geológica, pueden modificar la distribución espacial de la porosidad en las rocas.
Penetrando en el material circundante, las sustancias químicas modifican las características en términos de porosidad de las rocas. Utilizando el concepto de onda química, que se centra en las variaciones periódicas de los productos químicos que se propagan por el espacio, junto a las ecuaciones de tensión del material, Wang formuló un modelo matemático.
Según Yifeng Wang, investigador principal de este proyecto, el estudio ofrece por primera vez una explicación razonable en torno al origen de los patrones relacionados con los estratos geológicos. De esta forma, se descubrió que es posible predecir las variaciones en la porosidad y la heterogeneidad de un yacimiento.
El análisis retoma las observaciones de campo publicados en 2006 por David Budd, profesor de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder. La comparación entre ambos estudios permite demostrar la correspondencia entre los resultados de los modelos matemáticos y los datos de campo.
Uno de los grandes hallazgos del nuevo estudio es haber descubierto que la composición química del subsuelo puede modificar las condiciones de porosidad de las rocas. Concretamente, la irrupción de “oleadas químicas” en este contexto (que se basan en la disolución y precipitación de minerales), junto al impulso de la tensión geológica, pueden modificar la distribución espacial de la porosidad en las rocas.
Penetrando en el material circundante, las sustancias químicas modifican las características en términos de porosidad de las rocas. Utilizando el concepto de onda química, que se centra en las variaciones periódicas de los productos químicos que se propagan por el espacio, junto a las ecuaciones de tensión del material, Wang formuló un modelo matemático.
Derribando creencias y preceptos establecidos
Uno de los puntos a destacar del nuevo esquema es que las predicciones del modelo matemático se corresponden muy bien con muchas observaciones de campo, tanto con relación a los patrones de porosidad como con respecto a otras cuestiones. Esta integración entre el análisis matemático y los datos de la realidad confirma la exactitud de los nuevos modelos.
Las implicaciones de este estudio pueden ser realmente muy importantes, ya que lograría derrotar la creencia instalada entre los geólogos que indica que cada capa de rocas sedimentarias, depositada durante millones de años, es más o menos homogénea en cuanto a porosidad y composición química. Según este postulado, una muestra de un único núcleo obtenido a partir de una profundidad dada representaría químicamente a toda la capa.
Sin embargo, los hallazgos de los especialistas de Sandia National Laboratories muestran que las variaciones horizontales dentro de una capa de roca sedimentaria pueden ser muy significativas, y en algunos casos tan grandes como las variaciones verticales. Esto afectaría, por un lado, a la cantidad de líquido almacenado o que se filtra a través de una roca y, por otro, a la cantidad de presión necesaria para expulsar a los líquidos hacia la superficie terrestre.
Además de las aplicaciones ya indicadas, las variaciones pueden revelar datos importantes acerca de la historia geológica del planeta. Gracias a este trabajo, por ejemplo, los geólogos pueden llegar a replantearse su método de muestreo de campo y su interpretación de los datos sobre la evolución de la Tierra.
Uno de los puntos a destacar del nuevo esquema es que las predicciones del modelo matemático se corresponden muy bien con muchas observaciones de campo, tanto con relación a los patrones de porosidad como con respecto a otras cuestiones. Esta integración entre el análisis matemático y los datos de la realidad confirma la exactitud de los nuevos modelos.
Las implicaciones de este estudio pueden ser realmente muy importantes, ya que lograría derrotar la creencia instalada entre los geólogos que indica que cada capa de rocas sedimentarias, depositada durante millones de años, es más o menos homogénea en cuanto a porosidad y composición química. Según este postulado, una muestra de un único núcleo obtenido a partir de una profundidad dada representaría químicamente a toda la capa.
Sin embargo, los hallazgos de los especialistas de Sandia National Laboratories muestran que las variaciones horizontales dentro de una capa de roca sedimentaria pueden ser muy significativas, y en algunos casos tan grandes como las variaciones verticales. Esto afectaría, por un lado, a la cantidad de líquido almacenado o que se filtra a través de una roca y, por otro, a la cantidad de presión necesaria para expulsar a los líquidos hacia la superficie terrestre.
Además de las aplicaciones ya indicadas, las variaciones pueden revelar datos importantes acerca de la historia geológica del planeta. Gracias a este trabajo, por ejemplo, los geólogos pueden llegar a replantearse su método de muestreo de campo y su interpretación de los datos sobre la evolución de la Tierra.