01ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL INGENIERÍA EN PETRÓLEOS PETROFISICA PRÁCTICA No. TITULO: Permeámetro y Porosímetro SEMESTRE: Tercer Semestre GRUPO: N°4 FECHA DE REALIZACIÓN: 07-10-2013 FECHA DE ENTREGA: 14-10-2013 OBSERVACIONES: Práctica solo teórica no experimental NOMBRES NOTA DE COLOQUI O (/3pts) Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica NOTA DE PRESENTACI ÓN (/2pts) NOTA DE INFORME (/5pts) NOTA FINAL (/10pts) 2 horizontal y vertical. Esto hace muy difícil ensayar en este tipo de suelos por su composición original por lo que únicamente se podrá llevar un control en el laboratorio conociendo su estado de compacidad en campo Se llama a nivel constante debido a que el volumen de agua (gradiente hidráulico) se mantiene estable en el tubo por donde pasa el agua para llegar a la muestra. MARCO TEORICO Permeabilidad: la permeabilidad de una muestra de formación es la medida de su capacidad para permitir el tránsito de fluidos.Tema: Permeámetro y Porosímetro Objetivos: Determinar la permeabilidad y porosidad de nuestro núcleo (core) empleando el Permeámetro al líquido Ruska y Permeámetro al gas Ruska así como la porosidad utilizando el Porosímetro de mercurio. la distribución y el perfil de permeabilidad. forzando el flujo de un gas de viscosidad conocida a través de una muestra de sección y longitud conocidas Tipos Permeámetro de nivel constante Este aparato fue creado básicamente para medir la permeabilidad en suelos gruesos (granulares) Este es el método más simple para determinar el coeficiente de permeabilidad del suelo. Los ingenieros pueden utilizar los datos de permeabilidad horizontal para definir la capacidad de flujo. La permeabilidad vertical se utiliza para definir la probabilidad de extraer núcleos y el potencial de drenaje por gravedad Permeámetro: El permeámetro es un instrumento que sirve para realizar medidas de permeabilidad absoluta de secciones de núcleos consolidadas. Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . La permeabilidad se determina en ambas direcciones. Las pruebas se hacen sobre una muestra alterada. La permeabilidad consiste en la medición de la tasa de flujo de un fluido de viscosidad conocida a través de una muestra bajo un diferencial de presión. lo que puede ser un inconveniente para transportar los resultados a suelos naturales. Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Los ensayos tienen una duración considerable porque la cantidad de agua que atraviesa la muestra es muy limitada. Es muy importante que el gradiente hidráulico (caudal) sea constante a lo largo de todo el intervalo de tiempo. Ya conocidos el Q (caudal). Esta ecuación parte del principio de la ley de Darcy Permeámetro de nivel variable Estos ensayos se aplican para suelos con una textura fina. h (gradiente hidráulico) y la longitud y el área transversal (ambas obtenidas de la muestra que esta confinada) se puede calcular la constante de permeabilidad.Procedimiento: La muestra se extrae de los cores del reservorio y con la ayuda del cortador y modelador de núcleos y se extrae una pequeña muestra. y se mide la cantidad de agua que pasa por la muestra en un intervalo de tiempo. arcillas o suelos limo arcillosos. Esta muestra se coloca en el recipiente del permeámetro y se hace pasar el agua a través de la muestra. Utilizar la Ley de Darcy para calcular la permeabilidad. Regular el flujo de gas hasta un determinado valor de diferencial de presión. Determinar las dimensiones del núcleo con un vernier. Realizar la medida para diversos valores de presión. Leer la temperatura del gas que circula por la muestra. de forma tal que quede lo suficientemente ajustada. API RP-40 El aparato consta de las siguientes partes: A continuación se describe brevemente el procedimiento experimental utilizado para determinar la permeabilidad absoluta de una muestra: Introducir la muestra en un tapón de goma. Colocar el tapón con la muestra dentro del portanúcleos. Leer el flujo de gas en el rotámetro. garantizando que cualquier fluido que entre al núcleo pueda escapar a la atmósfera solo después de haber atravesado toda su longitud.Determinación de la Permeabilidad absoluta al gas Permeámetro Ruska. Abrir la llave de paso de la bombona. Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Con la temperatura leída determinar la viscosidad del gas utilizado. Con los puntos obtenidos se debe ajustar la mejor recta. Para corregir este efecto se debe realizar una gráfica de permeabilidad versus el inverso de la presión promedio. Debido a que el fluido utilizado es un gas y se trabaja a bajas presiones. la intersección en el eje Y (permeabilidad) mostrara ya la permeabilidad real en el caso de los gases Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . La intersección de esta recta con el eje Y será el valor de la permeabilidad de la muestra corregida por el efecto Klinkenberg. los valores de permeabilidad obtenidos serán mayores a la permeabilidad real de la muestra (debido al efecto Klinkenberg). Nota: Como son gases se trabaja con bajas presiones entonces los valores de permeabilidad obtenidos serán mayores a la permeabilidad real de la muestra. para corregir esto se puede realizar una gráfica permeabilidad vs el inverso de la presión promedio (esto originara una recta). Coloque el aire deasireado en el embudo saturador de la cámara de vacío y lleve las muestras al interior del recipiente para empezar el proceso de saturación Haga vacío por un mínimo de 8 horas. 4. llevar a una plancha con agitación magnética y elimine del líquido saturante todo el aire usando una bomba de vacío.Determinación de la Permeabilidad absoluta al líquido Permeámetro Ruska Procedimiento 1. Tomar dimensiones de la muestra Llevar la muestra al permeámetro Medir presión y caudal del líquido a través de la muestra Calcular la permeabilidad al liquido Colocar el líquido de prueba en un Erlenmeyer con desprendimiento lateral. Si la muestra es muy consolidada. 2. 3. haga vacío por un tiempo entre 12 y 18 horas El periodo de evacuación puede ser seguido de una inyección de CO2 para retirar el aire absorbido en la roca Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Tipos de Porosidad Porosidad Absoluta: La porosidad total o absoluta de una roca se define como la fracción del volumen total de la misma que no está ocupada por matriz. Permita el ingreso del líquido saturante lentamente al interior de la cámara y verifique que la saturación de la muestra se está llevando a cabo adecuadamente Abra lentamente la válvula y permita que la presión atmosférica actúe sobre la muestra Permita el llenado de la probeta volumétrica del permeámetro Registre el tiempo que gasta el volumen de líquido en atravesar la muestra en segundos Calcule la permeabilidad al líquido de acuerdo a la ecuación de Darcy Clasifique la permeabilidad Alta si K> 250 milidarcys Aceptable para 100< K (md) < 250 Regular para 50 < K (md) < 100 Mala para 1 < K (md) <50 Muy mala si K es menor que 1 md Porosidad: La porosidad es una medida de la capacidad de almacenamiento de fluidos que posee una roca y se define como la fracción del volumen total de la roca que corresponde a espacios que pueden almacenar fluidos. Porosidad Efectiva: La porosidad interconectada o efectiva se define como el volumen total de la roca que representa espacios que pueden contener fluidos y se encuentran comunicados entre sí. el cual representa el volumen poroso de la muestra. Se pueden probar muestras que tengan formas irregulares o fisuras. donde un volumen conocido de helio (contenido en una celda de referencia) es lentamente presurizado y luego expandido isotérmicamente en un volumen vacío desconocido. Desventajas Se requiere una calibración extremadamente cuidadosa y frecuente para poder obtener un buen nivel de exactitud. Los cambios en temperatura o presión barométrica deben ser contabilizados en los cálculos. Métodos para determinar la porosidad Porosidad por expansión de helio Su funcionamiento está basado en la ley de Boyle. por lo que puede ser utilizada en otras mediciones. La operación es rápida. Después de la expansión. Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Usando dicho valor y la ley de Boyle. Ventajas La muestra no se destruye ni se daña de ninguna manera. se calcula el volumen desconocido. la presión de equilibrio resultante estará dada por la magnitud del volumen desconocido. sencilla y tiene un excelente nivel de repetibilidad. Porosidad no interconectada o no efectiva: Es aquella que representa la fracción del volumen total de la roca que está conformada por los espacios que pueden contener fluidos pero no están comunicados entre sí. esta presión es medida. Porosímetro de mercurio El Porosímetro de mercurio permite determinar el tamaño y distribución de los poros. El método es exacto si se utiliza una técnica cuidadosa y se hacen mediciones precisas. El valor de porosidad resultante será más alto que el valor de porosidad verdadero si se absorbe el gas en las superficies de la muestra. para formar una curva de Presión ±Saturación. ө: Angulo de contacto entre el mercurio y el material (aproximadamente = 140°) P: Presión de la intrusión. Ventajas: Las muestras pueden utilizarse para análisis posteriores siempre que no ocurra una penetración del mercurio. para estimar las presiones capilares de la misma. La idea es inyectar mercurio a presiones incrementales en una muestra que ha sido previamente evacuada de todo tipo de fluido en sus poros. siendo el tamaño de poro inversamente proporcional a la presión aplicada (entre baja y alta presión). Este proceso está basado en la intrusión de mercurio en los poros de la muestra. Según Washburn (1921): Dónde: d: Diámetro del poro. así como la densidad aparente y de empaquetamiento de un núcleo de material poroso (suelo). ү:Tensión superficial del mercurio. El uso de helio minimiza esta posibilidad. a medida que aumenta la presión de cada inyección se determina su saturación. Limitaciones: Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . para determinar la porosidad del espécimen. Ventajas: Este procedimiento permite ejecutar mediciones rápidas. La retención de aire alrededor de las muestras creará errores y producirá volúmenes totales demasiado altos. La técnica se utiliza como parte de la medición de porosidad por Sumatoria de Fluidos. Bomba de Desplazamiento Volumétrico El volumen total de la muestra se mide por desplazamiento de mercurio utilizando una bomba de desplazamiento volumétrico a la cual se conecta una cámara de acero inoxidable. este método no es recomendable para muestras forradas. Las muestras que tienen una superficie con cavidades o que contengan fracturas abiertas no son recomendadas para el análisis de volumen total por inmersión de mercurio. Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Las muestras pueden utilizarse en análisis posteriores si no ocurre una penetración o adsorción de mercurio. Por lo tanto. Limitaciones: El mercurio también puede quedar atrapado entre los materiales envolventes y la muestra. ¿La permeabilidad es función del fluido que satura la roca? ¿Por qué? Basados en la definición de que la permeabilidad es la capacidad que tienen el medio poroso para permitir el flujo de fluidos. Que representa el volumen de mercurio inyectado? El volumen de mercurio inyectado representa el volumen poroso efectivo de la muestra. los cuales a su vez generan cambios en la viscosidad del gas. y se basan en la extracción o introducción de fluidos en el espacio poroso. Conclusiones Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . se ha comprobado que la permeabilidad es solo función de las características del medio poroso y la comunicación de exista entre ellos. El aire atrapado alrededor de la muestra producirá volúmenes totales demasiado altos Preguntas ¿Qué factores afectan la medida de la permeabilidad con gases? Las fuerza capilares y gravitacionales La compresibilidad del gas Velocidades altas que generan regímenes turbulentos Cambios de la temperatura del laboratorio. Aunque también cabe destacar que la viscosidad del fluido que satura la roca hace muchas veces disminuir el valor de permeabilidad al no existir la suficiente presión que lo empuje Por qué es importante la determinación del volumen poroso efectivo? Todos los métodos utilizados para determinar el volumen poroso miden el volumen poroso efectivo. uis.pdf http://www.pdf Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica 2 . Una vez obtenida esta curva de intrusión.ec/bitstream/123456789/135/1/195. y la presión de mercurio en presión capilar equivalente.scribd.espol.edu. se puede inferir de la misma la curva de retención de agua.espol.php http://es. Bibliografía: http://repositorio.pdf http://es.com/cursos/propiedades-de-la-rocayacimiento/determinacion-de-la-permeabilidad-absoluta.com/doc/141652325/PERMEAMETRO http://www. al objeto de determinar el volumen de mercurio que penetra en los poros a diferentes presiones de intrusión.scribd.com/doc/116035592/Informe-de-Laboratorio-5 http://www. Los núcleos analizados en el permeámetro se les deben extraer líquidos residuales y eliminar el gas que contenga porque si eso ocurre la permeabilidad que se determina es la permeabilidad Cuando el núcleo no es saturado al vacío la determinación de la permeabilidad es errónea debido a que junto al fluido de prueba ingresa aire en el espacio poroso de la roca Existen diferentes métodos que pueden ser usados para determinar la permeabilidad absoluta de una roca de yacimiento los cuales son métodos directos e indirectos Recomendaciones Verificar que los instrumentos estén bien calibrados para evitar errores en el cálculo de la constante de permeabilidad.edu.edu.ec/bitstream/123456789/148/1/213.dspace. convirtiendo el volumen de mercurio de intrusión en volumen de agua de extrusión. Tener los conocimientos necesarios sobre la práctica que se va a realizar y con cada uno de los aparatos que se van a utilizar El ensayo de porosimetría consiste en realizar un proceso de intrusión de mercurio en una muestra del material.dspace.lacomunidadpetrolera.co/jspui/bitstream/123456789/776/2/133941.