Comparación de modelos fractales simples y multifractales basados en la adsorción de N₂ — Caso del esquisto del grupo Longmaxi en la cuenca de Sichuan

CUI CHUANZHI ,  

ZHANG ZIYUN ,  

WU ZHONGWEI ,  

摘要

La teoría del fractal es un método importante para describir cuantitativamente la heterogeneidad de la estructura porosa en reservorios de esquisto. Tomando como ejemplo el reservorio de esquisto del grupo Longmaxi en la cuenca de Sichuan, este estudio realiza una comparación sistemática de las características fractales simples y multifractales de siete muestras de esquisto de esta formación, basándose en experimentos de adsorción de N₂, y enfatiza las ventajas de las multifractales para caracterizar estructuras porosas complejas. Los resultados muestran que: ① la estructura porosa del grupo Longmaxi es compleja, dominada por fisuras estrechas, incluyendo también características compuestas como poros cónicos, poros en placas paralelas cónicas y poros en forma de matraz. El volumen de poro proviene principalmente de poros con un diámetro alrededor de 35 nm, mientras que el área superficial específica es proporcionada principalmente por poros con diámetro de alrededor de 3 nm; ② utilizando tres modelos fractales simples — Frenkel-Halsey-Hill (FHH), Neimark y Wang-Li — se observaron diferencias en las dimensiones fractales (D_FHH: 2.6100~2.8149, D_Neimark: 2.8751~2.9846, D_Wang-Li: 2.6061~2.7787), con el modelo Wang-Li mostrando el mejor ajuste (R²>0.999). Sin embargo, todos los modelos están limitados por supuestos teóricos y rangos de escala, dificultando la representación completa de la compleja estructura porosa de esquisto a diferentes escalas; ③ todas las muestras mostraron características multifractales significativas, con mayor heterogeneidad en las zonas de baja probabilidad (orden del momento q ≤ -1) y relativa homogeneidad en las zonas de alta probabilidad (q ≥ 1). Los parámetros multifractales (D_-q / D_q, D_-q - D_q, α_min - α_max, α_min / α_max) se correlacionan negativamente con el área superficial específica y positivamente con el diámetro medio de los poros, indicando que este método es efectivo para caracterizar la heterogeneidad de la estructura porosa a diferentes escalas. Este estudio basado en el grupo Longmaxi, mediante una comparación sistemática de métodos fractales simples y multifractales, revela las ventajas de los multifractales en la cuantificación de la red porosa compleja del esquisto, ofreciendo una nueva perspectiva analítica y referencia teórica para la caracterización fractal basada en la adsorción de N₂.

关键词

fractal;adsorción de N₂;estructura porosa;grupo Longmaxi;esquisto

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