Contando poros en roca Shale de Vaca Muerta mediante Fesem
La roca shale posee una porosidad con tamaños de poros que van desde algunos nanómetros hasta varios micrones (petróleo y gas). El hecho de que los hidrocarburos estén alojados en esta porosidad hace que la permeabilidad de la misma sea muy baja y que sea necesario la fractura hidráulica para que su extracción sea económicamente viable.
Entre las varias técnicas que existen actualmente para caracterizar la porosidad de este tipo de roca, la microscopía electrónica es la única que permite observar la porosidad de la roca de manera directa, sus tamaños, formas y distribución. Por ello es una técnica sumamente valiosa.
Sin bien con FESEM se pueden lograr altas resoluciones, las áreas que pueden ser observadas son pequeñas y generan el desafío de saber cuál es la representatividad de las mismas en escalas mayores.
En la presentación se mostrará un método denominado Z-Contrast que permite buscar áreas de 150 µmx 150 µm donde se pueden obtener imágenes de alta resolución (6nm/píxel) las cuales son representativas (REA: Representative Elementary Area) de áreas 2 órdenes de magnitud mayores [1]. Asimismo, se mostrará un procedimiento de upscaling (escalado) basado en la metodologíaZ-Contrastque permite evaluar porosidad en áreas de 3mmx3mm.
Los microscopios FESEM modernosse especifican con resoluciones con electrones secundarios (SE) de 1nm o mejores. Sin embargo, se mostrará que una adquisición práctica es razonable con tamaños de píxel de 6nm y que la definición de la cantidad mínima de píxeles que definen un poro y que es utilizada en la literatura, 1píxel/1poro o 9píxeles/1poro, no es relevante. Esto se debe a que existe un límite práctico de tamaños de poros que pueden ser contados de manera eficiente, que es mayor al tamaño mínimo definido por 9 píxeles [2,3].
Figura 1:Procedimiento de escalado basado en la metodologíaZ-contrast que busca áreas representativas (REAs) de 600 µm x 600 µm en un área de 3mmx3mm. En los REAs de 600 µm x 600 µm se buscan REAs de 150 µm x 150 µm.
Referencias
[1]F. Medina, I. Jausoro, A. Floridia, M. J. Rodríguez, F. González Tomassini, A. Caneiro, Energy 253 (2022) 124141.
[2]J. Klaber, G. Desbois, J.L. Urai, R. Littke, International Journal of Coal Geology 103 (2012) 12.
[3]M.E, Houben, G. Desbois, J.L. Urai, Applied Clay Science 71 (2013) 82.