A diferencia de los yacimientos convencionales, los poros y las fracturas a nanoescala son dominantes en los yacimientos herméticos o de esquisto. Los comportamientos de flujo de los hidrocarburos en los nanoporos (llamados "espacios confinados") son más complejos que los de los espacios a granel. La interacción entre los hidrocarburos líquidos y la pared sólida de los poros no puede despreciarse. En este trabajo se ha introducido la fórmula de la viscosidad, que varía con el diámetro de los poros y el coeficiente de interacción de los líquidos y los sólidos en los nanoporos confinados, para describir los efectos de la interacción entre los hidrocarburos y las paredes de los poros. Basándose en la ecuación de Navier-Stokes, se ha establecido la ecuación de gobierno que considera el efecto líquido/sólido en dos dimensiones, y se han conseguido soluciones teóricas aproximadas a las ecuaciones de gobierno tras una simplificación matemática. Introduciendo la ecuación del vórtice, se ha discretizado y resuelto el complejo modelo numérico de infiltración. Los resultados numéricos muestran que la distribución de la velocidad radial cerca de la pared sólida tiene un cambio obvio cuando se considera la interacción líquido/sólido. Los resultados concuerdan bien con la solución matemática aproximada. Y cuando el radio capilar es menor, el coeficiente de interacción líquido y sólido n es mayor. Obviamente, la interacción líquido-sólido no puede despreciarse en el modelo de infiltración si el radio capilar es inferior a 50 nm cuando n>0,1. El modelo numérico también ha sido validado por dos tipos de pruebas de flujo de nanoporos: de poro a garganta e inversamente de garganta a poro. No hay gran diferencia en la regularidad del flujo del modelo de garganta a poro considerando si hay o no interacción líquido/sólido, mientras que la interacción líquido/sólido del modelo de poro a garganta no puede ser totalmente ignorada.

Las influencias de la expansión/contracción de la matriz del carbón y la tensión efectiva en la permeabilidad del carbón con diferentes madurez térmica son diferentes durante el proceso de sustitución del CH4-CO2 debido a las diferentes propiedades mecánicas y capacidades de adsorción de gas. Para predecir con exactitud la ley de variación de la permeabilidad del carbón durante el proceso de sustitución del CH4-CO2, es fundamental entender cómo la expansión/contracción de la matriz y la tensión efectiva afectan a la permeabilidad del carbón con diferentes madureces térmicas durante la sustitución del CH4-CO2. En este estudio, se probó la permeabilidad de dos especímenes de carbón con antracita y carbón bituminoso de alto rango durante el proceso de sustitución de CH4-CO2 bajo diferentes presiones de confinamiento e inyección utilizando una máquina de pruebas de sustitución de CBM. Los resultados demuestran que con la disminución de la presión de inyección de gas, la permeabilidad de las dos muestras de carbón mostró una correlación en forma de U bajo diferentes presiones de confinamiento. Bajo la misma presión de inyección de gas, con el aumento de la tensión efectiva, la permeabilidad presentó una disminución exponencial negativa y la permeabilidad de la antracita disminuyó más significativamente. Además, bajo la misma presión de confinamiento, con el aumento de la presión de inyección de gas, la permeabilidad decreciente coincidía con la curva de Langmuir y la permeabilidad del carbón bituminoso de alto rango se reducía más significativamente.

En la actualidad, los fenómenos de sequía afectan cada vez más a amplias zonas del planeta, por lo que la necesidad de una gestión cuidadosa y racional de los recursos hídricos es cada vez más acuciante. Teniendo en cuenta que la mayor parte de las reservas mundiales de agua dulce no congelada se almacenan en acuíferos, la capacidad de predicción de las descargas de los manantiales es una cuestión crucial. Un enfoque basado en el balance hídrico suele ser extremadamente complicado o ineficaz. Una alternativa prometedora la representan los enfoques basados en datos. Recientemente, muchos problemas de ingeniería hidráulica se han abordado mediante modelos avanzados derivados de estudios de inteligencia artificial. En este estudio comparativo se utilizaron tres algoritmos diferentes de aprendizaje automático para la previsión del caudal de los manantiales: Ýrbol de regresión M5P, bosque aleatorio y regresión de vectores de apoyo. Se seleccionó como caso de estudio el manantial de Rasiglia Alzabove, en Umbría, Italia central. Los modelos de aprendizaje automático han demostrado ser capaces de proporcionar resultados muy alentadores. M5P proporciona buenas predicciones a corto plazo de los caudales medios mensuales (por ejemplo, en la predicción de la descarga media del manantial después de 1 mes, R2=0,991, RAE=14,97%, si se considera una entrada de 4 meses), mientras que RF es capaz de proporcionar previsiones precisas a medio plazo (por ejemplo, en la predicción de la descarga media del manantial después de 3 meses, R2=0,964, RAE=43,12%, si se considera una entrada de 4 meses). A medida que avanza el tiempo de previsión, los modelos suelen proporcionar predicciones menos precisas. Además, la eficacia de los modelos depende en gran medida de la duración del periodo considerado para los datos de entrada. Esta duración debe ser cercana al tiempo de respuesta del acuífero, estimado aproximadamente por el análisis de correlación cruzada.

La dispersión anómala del soluto en medios porosos puede explicarse por la distribución de ley de potencia del tiempo de espera de las partículas de soluto. En este trabajo, simulamos la difusión de un trazador no reactivo en poros sin salida para explorar las distribuciones del tiempo de espera. Las distribuciones del tiempo de espera en diferentes poros sin salida muestran un declive similar a la ley de potencia al principio y transitan hacia un declive exponencial al final. El tiempo de transición entre estos dos modos de declive aumenta con las longitudes de los poros sin salida. Es bien sabido que las distribuciones de ley de potencia del tiempo de espera pueden dar lugar a una dispersión anómala (no fickiana). Por lo tanto, la dispersión anómala depende en gran medida de los tamaños de las zonas inmóviles. De acuerdo con la disminución de la ley de potencia, podemos obtener directamente el índice de potencia de la estructura de los poros de extremo muerto, que puede utilizarse para juzgar el grado anómalo de transporte de solutos por adelantado.

El objetivo de esta investigación es estudiar la influencia de la temperatura del aire ambiente en el contenido de humedad y la conductividad eléctrica de las mezclas de arcilla y arena. Los cambios de volumen como resultado de la contracción o el hinchamiento están muy relacionados con el contenido de humedad y la conductividad eléctrica para los revestimientos compuestos por arena y arcilla. Los ensayos de laboratorio realizados con mezclas de arenas arcillosas sometidas a secado indicaron una tendencia bilineal para contenidos de 15, 20, 25 y 30 capas. Las mediciones del contenido de humedad están influidas por la temperatura ambiente y el tiempo de exposición. El riego de una capa de arena arcillosa con una frecuencia regular en un sitio de campo reveló información útil sobre las tendencias de ganancia y pérdida de humedad. La fluctuación de la succión asociada a estos cambios es responsable de la absorción de cantidades variables de agua. Se utilizaron sensores de humedad/temperatura/eficiencia (5TE) para inspeccionar una sección de revestimiento de arena y arcilla durante un período de 30 días. Se utilizó una estación metrológica instalada en el lugar para observar la temperatura, la humedad y la lluvia caída. Se comprobó que la caída de la humedad y la conductividad eléctrica no eran lineales con los cambios de temperatura y reflejaban la naturaleza bimodal del suelo. Las tendencias generales de humedecimiento y secado repetidos se encontraron con una forma similar.

Las temperaturas del subsuelo dependen del clima y del flujo de las aguas subterráneas. La falta de observaciones de la temperatura del subsuelo recopiladas durante décadas limita la interpretación de las influencias combinadas del calentamiento de la superficie y el flujo de agua subterránea en los regímenes térmicos del subsuelo. Se recopilaron y analizaron datos de perfiles de temperatura y profundidad del subsuelo adquiridos en la llanura de Kumamoto (Japón) entre 1987 y 2012 para dilucidar los flujos regionales de agua subterránea y calor. Los perfiles de temperatura-profundidad observados y simulados mostraron lo siguiente: el agua subterránea fluye de noreste a suroeste en el área de estudio; la influencia combinada del calentamiento de la superficie y la perturbación del flujo de agua produce diferentes cambios temporales en los perfiles térmicos en las zonas de recarga, intermedia y de descarga; y las propiedades térmicas del acuífero contribuyen más que los parámetros hidráulicos a la perturbación de los perfiles de temperatura-profundidad. Las características de la evolución espacial y temporal de los regímenes térmicos del subsuelo pueden utilizarse para investigar la influencia de los eventos de calentamiento de la superficie en los flujos de agua y calor del subsuelo a escala de cuenca.

El método de desagüe por vacío se ha utilizado ampliamente en la ingeniería geotécnica. Sin embargo, hay poca investigación sobre la distribución del nivel de agua subterránea bajo el efecto de la presión de vacío que se genera en los pozos de vacío. En vista de ello, se analiza la distribución del nivel de las aguas subterráneas en el acuífero freático. En primer lugar, se analiza la distribución de la presión de vacío en el suelo mediante la ley de Darcy y la ecuación de control de la infiltración en estado estacionario, basándose en el modelo establecido de partículas y poros. En segundo lugar, se modifican las condiciones de contorno mediante la ley de distribución de la presión de vacío y, a continuación, se derivan las ecuaciones de distribución del nivel de agua en las condiciones de contorno del flujo y de la cabeza de agua. Por último, se lleva a cabo un experimento de deshidratación para analizar los niveles de agua en la deshidratación al vacío y sin vacío y verificar el modelo teórico de distribución del nivel de agua en la deshidratación al vacío. Los resultados muestran que, en ambas condiciones límite, los niveles de agua en la deshidratación al vacío son más bajos que los de la deshidratación sin vacío. Los valores teóricos coinciden con los valores experimentales, lo que demuestra la racionalidad de las ecuaciones teóricas y la predicción de los niveles de agua en el método de deshidratación al vacío.

La simulación de yacimientos de alta precisión y velocidad es importante en ingeniería. Se introduce la descomposición ortogonal adecuada (POD) para acelerar la simulación de yacimientos de flujo de gas en medios porosos de un solo continuo mediante el establecimiento de un modelo de orden reducido por POD combinado con la proyección de Galerkin. Se discute la determinación del número de modo óptimo en el modelo de orden reducido para asegurar una reconstrucción de alta precisión con una gran aceleración. El modelo POD típico puede alcanzar una alta precisión tanto para el gas ideal como para el gas real utilizando sólo 10 modos POD. Sin embargo, la aceleración del cálculo sólo puede lograrse para el gas ideal. El obstáculo de la aceleración POD para el gas real es que el tiempo de cálculo está ocupado principalmente por la ecuación de estado (EOS). Se propone un método de aproximación para promover en gran medida la velocidad de cálculo del modelo POD para el flujo de gas real sin disminuir la precisión. El modelo POD mejorado muestra una aceleración mucho mayor del cálculo con alta precisión para diferentes yacimientos y diferentes presiones. Se confirma que la aceleración de la simulación de un yacimiento de gas real debería utilizar el método de aproximación en lugar del cálculo de EOS.

Durante las últimas décadas, los investigadores han realizado importantes avances en la interpretación del entorno sedimentario del análisis granulométrico, pero estas mejoras han dependido a menudo de la experiencia subjetiva del investigador y normalmente se han combinado con otros métodos. En la actualidad, los investigadores han estado utilizando un mayor número de métodos de minería de datos y descubrimiento de conocimiento para explorar las posibles relaciones en el análisis granulométrico de los sedimentos. En este trabajo, aplicaremos la teoría de los grafos bipartitos para construir un modelo de red Muestra/Granulometría y luego construiremos un modelo de red Muestra proyectado a partir de esta red bipartita. Además, utilizaremos el algoritmo Mini Batch K-means con los parámetros más adecuados (ratio de reasignación ?=0,025 y mini batch = 25) para agrupar las muestras de sedimentos. Utilizaremos cuatro índices de evaluación representativos para verificar la precisión del resultado de la agrupación. Los resultados de la simulación demuestran que este algoritmo puede dividir la red de muestras en tres clústeres categóricos de sedimentos: marinos, fluviales y lacustres. De acuerdo con los resultados de estudios anteriores obtenidos a partir de una variedad de índices, la precisión de los resultados experimentales sobre la categoría de tamaño de grano de los sedimentos es de hasta 0,92254367, hecho que demuestra que este método de análisis del entorno sedimentario por tamaño de grano es extremadamente eficaz y preciso.

Este estudio define las temperaturas razonables de los depósitos y los procesos de enfriamiento de los fluidos geotérmicos del subsuelo en el sistema geotérmico de alta temperatura de Chabu. Este sistema se encuentra en la parte centro-sur del cinturón hidrotermal activo Shenzha-Xietongmen y desarrolla una extensa plataforma de sinterización con diversas e intensas manifestaciones hidrotermales. Todas las muestras de manantiales geotérmicos recogidas sistemáticamente en la plataforma sinterizada se dividen en tres grupos mediante el análisis de conglomerados de elementos principales. Las muestras del grupo 1 y del grupo 3 están distribuidas en la parte central y en la periferia norte de la plataforma de sinterización, respectivamente, mientras que las muestras del grupo 2 están dispersas en la zona de transición entre los grupos 1 y 3. Las características hidroquímicas muestran que las aguas geotérmicas de la zona de investigación se han mezclado en general con aguas frías poco profundas en los yacimientos. Las temperaturas razonables de los yacimientos y los procesos de mezcla de los fluidos geotérmicos del subsuelo podrían especularse combinando las características hidroquímicas de las fuentes geotérmicas, los resultados calculados de los geotermómetros químicos y los modelos de mezcla sílico-entálpica. Los mapas de contorno se aplican a las temperaturas emergentes medidas, a las tasas de flujo de masa, a los sólidos disueltos totales de las muestras de los manantiales y a las temperaturas razonables del subsuelo. Indican que los principales procesos de enfriamiento de los fluidos geotérmicos del subsuelo se transforman gradualmente de la ebullición adiabática a la conducción desde la parte central a la franja periférica. Las temperaturas de los yacimientos geotérmicos también muestran una tendencia creciente. El punto con la temperatura más alta del yacimiento (256°C) aparece en la parte central-oriental del área de investigación, que podría ser la principal zona de flujo ascendente. Los procesos de enfriamiento de los fluidos geotérmicos del subsuelo en la zona de investigación pueden mostrarse en un gráfico de entalpía-cloruro. El fluido madre profundo del campo geotérmico de Chabu tiene una concentración de Cl- de 290 mg/L y una entalpía de 1550 J/g (con una temperatura del agua de 369°C).