ESTIMATION OF CONDUCTIVITY FOR NANOPOROUS MATERIALS

Methods and systems for estimating conductivity of clay mineral systems, and for applying the estimates in larger-scale analysis. Conductivity of the clay may be estimated by constructing a molecular model of an anhydrous charge-neutral clay, and then assigning a charge density by substitution of ions in the model of the clay structure. Counterions are inserted for charge neutrality, and water molecules are added to the model to reflect a selected level of hydration. Following assignment of force-field coefficients, molecular dynamics simulation provides data from which diffusion coefficients can be estimated. Application of the Nernst-Einstein relationship to the diffusion coefficients of the counterions provides the ion conductivity of the clay system. This conductivity can be used to derive a formation factor, and can be applied in direct numerical simulation analysis. Métodos y sistemas para estimar la conductividad de sistemas de minerales arcillosos y para aplicar las estimaciones en análisis a mayor escala. La conductividad de la arcilla puede estimarse construyendo un modelo molecular de una arcilla de carga neutra anhidra y luego asignando una densidad de carga mediante la sustitución de iones en el modelo de la estructura arcillosa. Se insertan contra iones para la carga neutra y se agregan moléculas de agua al modelo para reflejar un nivel seleccionado de hidratación. Después de la asignación de coeficientes de campo de fuerza, la simulación de dinámica molecular provee datos a partir de los cuales se pueden estimar coeficientes de difusión. La aplicación de la relación de Nernst-Einstein a los coeficientes de difusión de los contra iones provee la conductividad de los iones del sistema de arcilla. Esta conductividad se puede usar para obtener un factor de formación y se puede aplicar en análisis de simulación numérica directa.