Science >> Wetenschap >  >> Geologie

Hoe vloeistoffen door schalie stromen

Vloeistoffen stromen door schalie via verschillende mechanismen, waaronder:

* Darcy-stroom: Dit is het meest voorkomende type vloeistofstroom in schalie en treedt op wanneer de vloeistof wordt aangedreven door een drukgradiënt. De stroomsnelheid is evenredig met de permeabiliteit van de schalie, wat een maat is voor hoe gemakkelijk de vloeistof door het gesteente kan stromen.

* Verspreiding: Dit gebeurt wanneer de vloeibare moleculen zich verplaatsen van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie. De diffusiesnelheid is evenredig met de diffusiviteit van de vloeistof, wat een maat is voor hoe snel de vloeistofmoleculen door het gesteente kunnen bewegen.

* Osmose: Dit gebeurt wanneer de vloeistofmoleculen door een semipermeabel membraan bewegen van een gebied met een hoog waterpotentieel naar een gebied met een laag waterpotentieel. De osmosesnelheid is evenredig met de osmotische druk, die een maat is voor het verschil in waterpotentiaal tussen de twee zijden van het membraan.

* Elektromose: Dit gebeurt wanneer de vloeibare moleculen worden aangedreven door een elektrisch veld. De elektro-osmosesnelheid is evenredig met de elektrische veldsterkte en de zeta-potentiaal van de vloeistof, wat een maat is voor de elektrische lading van de vloeistofmoleculen.

* Thermische osmose: Dit gebeurt wanneer de vloeibare moleculen worden aangedreven door een temperatuurgradiënt. De thermische osmosesnelheid is evenredig met de temperatuurgradiënt en de thermische osmosecoëfficiënt van de vloeistof, wat een maat is voor hoeveel de vloeistofmoleculen uitzetten of samentrekken met de temperatuur.

Het relatieve belang van deze verschillende mechanismen hangt af van de eigenschappen van de schalie en de vloeistof, evenals van de druk- en temperatuuromstandigheden. Over het algemeen is Darcy-stroming het dominante mechanisme voor vloeistofstroming in schalie, maar diffusie, osmose, elektro-osmose en thermische osmose kunnen ook een rol spelen.