permeabilidad

ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:ANÁLISIS PETROFÍSICOS:

PERMEABILIDADPERMEABILIDADPERMEABILIDADPERMEABILIDADPERMEABILIDADPERMEABILIDADPERMEABILIDADPERMEABILIDAD

ING. FERNANDO WILSON LONDOÑO GALVISMAESTRÍA EN INGENIERÍA DE HIDROCARBUROS

Universidad Industrial de SantanderBucaramanga

2008

CLASESCLASESCLASESCLASESCLASESCLASESCLASESCLASES

Práctica NPráctica NPráctica NPráctica N°. 4 Permeabilidad. 4 Permeabilidad. 4 Permeabilidad. 4 PermeabilidadLey de Darcy.Permeabilidad absoluta, efectiva, relativa. Permeabilidad promedio.Efecto Klimkemberg.Conductividad y tortuosidad.

CLASESCLASESCLASESCLASESCLASESCLASESCLASESCLASES

ANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICOANALISIS PETROFISICO

LEY DE DARCY

FUNDAMENTOSDEFINICIÓN

La ley fundamental del movimiento de fluidos en

el medio poroso.

En el año de 1856, en la ciudad francesa de Dijon, el ingeniero Henry Darcy se interesó por los factores que influían en el flujo de agua a Darcy se interesó por los factores que influían en el flujo de agua a

través de materiales arenosos, ya que; le fue encomendada la misión de estudiar la red de abastecimiento de la ciudad y para esto debía

diseñar filtros de arena con los cuales se purificara el agua.

dx

dPk

A

qv

µ−==

Formulación matemática

dadPermeabiliK

aparenteVelocidadv

presióndeGradientedrdP

flujoalltransversaareadeSecciónA

ovolumetricflujodeTasaq

Donde

==

===

:


LEY DE DARCY


dx

dPk

A

qv

µ−==


dadPermeabiliK

aparenteVelocidadv




Donde

==

===

:

Lineal


LEY DE DARCY


( )

dadPermeabiliK

aparenteVelocidadv




Donde

r

r

r

==

===

:

Radial


rr

r

r

Pk

A

qv

∂∂==

µ



La ley de La ley de La ley de La ley de DarcyDarcyDarcyDarcy se usa para determinar la permeabilidad, la cual es se usa para determinar la permeabilidad, la cual es se usa para determinar la permeabilidad, la cual es se usa para determinar la permeabilidad, la cual es constante donde se mantienen las siguientes condiciones.constante donde se mantienen las siguientes condiciones.constante donde se mantienen las siguientes condiciones.constante donde se mantienen las siguientes condiciones.

Hay flujo laminar.Hay flujo laminar.No hay reacción entre el fluido y la roca.Solo hay una fase presente, Si = 100%).

Imcompresible.


LEY DE DARCY


Experimento.


DEFINICIÓN

PERMEABILIDADFUNDAMENTOS

Es una medida de la habilidad de un medio poroso para transmitir o permitir el flujo de

fluidos.

Unidad: Darcy, D.Milidarcy, mD

Taller:Análisis dimensionalMilidarcy, mD

1 Darcy, es la permeabilidad que permitirá que un fluido de 1 cp fluya a q = 1 cc/seg a través de

un área de 1 cm2, cuando el gradiente de P 1atm/cm

Análisis dimensional1 Darcy = ?.

Depende de la porosidad efectiva de la roca.Es afectada por el tipo de arcilla presente, especialmente sí

hay agua, ya que arcillas como la montmorillonita se hinchan al contacto con agua y pueden taponar los poros de la roca.


CLASIFICACIÓN


PERMEABILIDAD ABSOLUTA:

PERMEABILIDAD EFECTIVA: Cuando dos o másfluidos están presentes

(k en la ley de Darcy) Se utiliza cuando la roca está 100% saturada de un solo fluido o una sola fase.

PERMEABILIDAD RELATIVA:

fluidos están presentesen la roca.

Relación entre laporosidad efectiva y lapermeabilidad absolutade una fase durante elflujo multifásico.

Factores:Geometría del poro.Mojabilidad.Distribución de fluidos.Saturaciones e historia de saturación.

METODO:

Curva de Kr1Curva de Kr1 Curva de Kr2Curva de Kr2

Kow

Kw

Kw

Kow


PERMEABILIDADNORMALIZACIÓN DE CURVAS DE KR

CONVENCIONAL

Normalización (Kr)Normalización (Kr)

Kow

Kw


CLASIFICACIÓN


PERMEABILIDAD DE MATRIZ:

PERMEABILIDAD SECUNDARIA:

Se origina al tiempo de ladepositación y lalitificación de las rocassedimentarias

Resulta de la alteración de la matriz de la roca porcompactación, cementación , fractura y solución. Lacementación y la compactación generalmente reducen lapermeabilidad de la matriz. La fractura y la solución tiendena aumentarla.

Permeabilidad, mD Clasificación

< 1 Muy baja

1 – 10 Baja

10 – 50 Mala



10 – 50 Mala

50 – 200 Promedio

200 – 500 Buena

> 50 Excelente


PERMEABILIDADFACTORES QUE LA AFECTAN

Porosidad 20 %Permeabilidad horiz. 100 mDPermeabilidad vert. 25 mD

Porosidad 36 %Permeabilidad horiz. 100 mDPermeabilidad vert. 600 mD

Granos de arena sin material

arcilloso o cementante

Granos de arena con material



CLASIFICACIÓNTamaño y forma de los granos de arena

Si la roca está compuesta por granosgrandes y aplanados organizados en sumayoría en la dirección horizontal, supermeabilidad horizontal (kh) será muyalta, mientras que la permeabilidadvertical (kh) será de media a abundante.






Si la roca está en su mayoría compuestapor granos grandes y uniformementeredondeados, su permeabilidad seráconsiderablemente alta y de la mismamagnitud en ambas direcciones.





Si la roca está en su mayoría compuestapor granos grandes y uniformementeredondeados, su permeabilidad seráconsiderablemente alta y de la mismamagnitud en ambas direcciones.

Si las roca está compuesta por granospequeños e irregulares, la permeabilidades generalmente baja en especial en ladirección vertical.




La permeabilidad y la porosidad estáninfluenciadas por la cementación y lalocalización del material cementante entrelos espacios porosos.Cementación

Granos de arena sin material


Granos de arena con material


Permeabilidad horiz. 100 mD

Permeabilidad vert. 25 mD

Permeabilidad horiz. 100 mD

Permeabilidad vert. 600 mD




En las rocas de arena la fractura no esuna causa importante de la permeabilidad

Cementación

Fractura y una causa importante de la permeabilidadsecundaria, excepto cuando las arenashay intercalaciones de shales, limolita ydolomitas

Fractura y solución:


CLASIFICACIÓN

Tamaño y forma de los granos de arena


En las rocas de arena la fractura no esuna causa importante de la permeabilidad

Cementación

Fractura y solución:

una causa importante de la permeabilidadsecundaria, excepto cuando las arenashay intercalaciones de shales, limolitas ydolomitas.

solución:

Tipos de empaquetamiento

Contenido de arcillas

Distribución de tamaño


PERMEABILIDADRELACION DE POROSIDAD PERMEABILIDAD


EFECTO KLINKENBERGFUNDAMENTOS

Las K al aire normalmente se miden a baja P y es a menudo más optimistaque la K al líquido.

La diferencia se debe al fenómeno conocido como resbalamiento de gas “gasslippage”.



Como consecuencia, las moléculas e gas colisionan con las paredes del capilar ymuestran velocidades residuales finitas en contraste con los líquidos, los cualestienen velocidades cero en la pared.

Por tanto, debido al slippage, para cualquier caída de P, se observa una tasa de flujoPor tanto, debido al slippage, para cualquier caída de P, se observa una tasa de flujomas alta para gases que para líquidos.



Klinkenberg postuló, que la velocidad del líquido en la superficie de contacto con laroca es cero, mientras que los gases presentan cierta movilidad en dicha superficiede contacto. En otras palabras, los gases se deslizan en las paredes de la roca.

Este deslizamiento resulta en una elevada tasa de flujo para el gas a determinadodiferencial de presión.



Perm

eabilidad media con gases

Permeabilidad absoluta (liq)

Perm


1/Pm0



500

Perm


400

300

Permeabilidad alta

1/Pm

Perm


200

300

100

0 0.5 1.0 1.5 2.0

Permeabilidad madia

Permeabilidad baja


EFECTO KLINKENBERGDEFINICIÓN


TORTUOSIDADFUNDAMENTOS

DEFINICION

Los poros interconectados de la roca que representan canales de flujo de fluidos en el yacimiento no son tubos canales de flujo de fluidos en el yacimiento no son tubos

capilares rectos ni tampoco tienen pared lisa.

Debido a la presencia de interfases entre fluidos, que originan presiones capilares que afectan los procesos de

desplazamiento.


TORTUOSIDADFUNDAMENTOS

DEFINICION Medida de la desviación que presenta el sistema poroso real respecto a un sistema equivalente de

tubos capilares

2

L

=L

Laτ

La = Longitud real del trayecto del flujo. L = Longitud de la muestra de roca.

Longitud del cubo

Haz de tubos

Área de tubos constante


MODELO DE HAZ DE TUBOSFUNDAMENTOS

Área del cubo

La

Similitud con la corriente eléctrica

m

wtrCC Φ=

VARIACIÓN DEL FLUJO Y DEL RADIO DEL PORO


FUNDAMENTOS

permeabilidad

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