PERMEABILIDAD

PERMEABILIDADCarlos Berdugo 2093508Rafael Moreno 2073773Julin Quintero 2093032Oscar Roa 2062234

Permeabilidad: Es la capacidad de la roca para permitir la transmisin de fluidos, sin que estos alteren sus propiedades.

En otras palabras gracias a la permeabilidad un fluido puede migrar a travs del cuerpo de una roca.Para que sea permeable, la roca debe tener poros o fracturas interconectados, por lo tanto hay una relacin general entre la porosidad y la permeabilidad

Flujo de Darcy

Los experimentos y estudios de Darcy a mediados del siglo diecinueve resultaron en una expresin emprica de las relaciones entre las variables comprendidas en el flujo de fluidos a travs de medios porosos, conocido ahora como la Ley de Darcy.

Resistencia Inercial de Forchheimer

El trabajo de Forchheimer al principio del siglo veinte mostr que la Ley de Darcy es un caso limitante, restringido a bajos flujos volumtricos. En flujos ms altos, Forchheimer observ que el gradiente de potencial requerido para un flujo volumtrico dado es mayor que aquel pronosticado por la Ley de Darcy por una cantidad proporcional al producto de la densidad

Deslizamiento de Gas de Klinkenberg

Cuando se tienen en cuenta los efectos inerciales de manera apropiada, la permeabilidad de un medio poroso a gas depende del recorrido libre del gas en el medio que fluye, y entre otras cosas, de su presin absoluta. Esto es debido a un fenmeno conocido como el deslizamiento, un hecho indicado primero en la industria petrolera por Klinkenberg.

El uso de lquidos para mediciones de permeabilidad elimina el problema del deslizamiento de gas, y a velocidades de flujo razonables y usuales, la resistencia inercial por lo general es insignificante. Por lo tanto, la Ley de Darcy puede utilizarse directamente para calcular la permeabilidad desde una sola medida de velocidad de flujo.

La permeabilidad se ha establecido de tres maneras ampliamente aceptadas y son:

Permeabilidad absoluta (intrnseca)

Permeabilidad efectiva

Permeabilidad relativa

Permeabilidad absoluta o intrnseca - De un material poroso dado es la habilidad que tiene un fluido de pasar a travs de poros interconectados o de redes de fracturas cuyo fluido que satura la roca ocupa el 100% de la porosidad efectiva.

La permeabilidad intrnseca de un material poroso se determina mediante la formula de Darcy :

K = C.d

Donde:

K, Permeabilidad intrnseca [L].

C, Constante adimensional relacionada con la configuracin del fluido.

d, Dimetro promedio de los poros delmaterial[L].

Conductividad Hidrulica

La conductividad hidrulica, K, no es solo una propiedad de un medio poroso. Esta depende tambin de la viscosidad cinemtica del fluido corriente, y es apropiado nicamente para acuferos de aguas subterrneas. K = kg

Transmisividad

La Transmisividad, T, de un acufero de aguas subterrneas incluye el grosor del acufero, b, y la viscosidad cinemtica del agua confinada. La Transmisividad es la velocidad a la cual el agua de la viscosidad cinemtica predominante se transmite a travs de un ancho de una unidad del acufero T = kgb

Permeabilidad efectiva:

Permeabilidad que la roca ofrece al paso de un fluido cuando la roca est saturada parcialmente con ese fluido.

Permeabilidad relativa: Es la relacin de la permeabilidad efectiva con respecto a algn valor base, generalmente se utilizan tres tipos de permeabilidad base: La permeabilidad absoluta al aire, la permeabilidad absoluta al agua y la permeabilidad al aceite a la saturacin de agua congnita del yacimiento.

Las caractersticas de permeabilidad relativa son una medida directa de la capacidad de un sistema poroso para conducir un fluido en presencia de otros inmiscibles.

Las permeabilidades relativas son las relaciones entre las permeabilidades efectivas y la permeabilidad absoluta. As, para un sistemade agua-petrleo, por ejemplo, la permeabilidad relativa alagua, Krw, es igual a Kw/K. En general estas permeabilidades son expresadas en porcentajes o en fracciones.

La permeabilidad relativa es el factor ms importante en lo que respecta al movimiento de las fases inmiscibles (petrleo, agua y gas) dentro del medio poroso y depende de variables tales como:

Geometra del sistema porosoMineraloga de la rocaPermeabilidad absoluta y porosidadPreferencia de mojabilidad de la rocaViscosidad de los fluidosTensin interfacialTasas de desplazamientoPresin del reservorioPresencia de fases inmviles o atrapadas

Gua de Seleccin Rpida y Referencia para las Mediciones de Permeabilidad Utilizando Gases Tipo de medicinMargen de permeabilidad aprox.Aparato o aplicacinPrincipales ventajaPrincipales limitacionesflujo axial, rgimen permanente en tapones de ncleo0,1-10De baja presin con manmetros, medidores de corriente de orificioBajo costo capital, sistema manual sencillo. Funciona durante dcadas. Base de datos grandes para comparacinIntenso trabajo, altos costos operacionales. No tiene correccin de deslizamiento. Debe verificarse la resistencia inercialFlujo axial, cada de presin en tapones de ncleos 0,001-30Con sensores elctricos, alta presin, soporte de ncleosBien adaptado para automatizacin. No requieren medidores de corrienteCosto capital mas alto para el sistema automatizado con transductores de alta presin de alta precisin y sistema de adquisicin de datosFlujo axial, cada de impulso de tapones de ncleos0,00001-0,1Aparato de alto esfuerzo para permeabilidades muy bajasnico mtodo para permeabilidades muy bajas, bien adaptado para automatizacin permita determinacin de porosidadRequiere sistema de alta presin, libre de escapes con transductores de alta calidad y sistema de adquisicin de datos VentajasDesventajasFcil de usar - no requiere tcnicas especiales de saturacin No-reactivo con roca - no corrosivo para los equipos No se requiere limpieza despus de mediciones Menos propenso que el lquido a movilizar finos en muestra de rocas No soporta el crecimiento microbiano, ni requiere filtracin especial Requiere correccin de deslizamiento de gas - especialmente con permeabilidades mas bajas Propenso a resistencia inercial de alta velocidad significativo en rocas de alta permeabilidad Es mas difcil de lograr hermeticidad necesaria que con lquidos En algunos casos, puede ser menos representativo a la permeabilidad en el yacimiento. Utilizacin de gas en lugar de lquido

Ecuaciones de Permeabilidad de Rgimen Permanente para Gases

Donde: S = distancia en la direccin de flujo qs = velocidad volumtrica del flujo de gas a travs del rea A por unidad de tiempo A = rea perpendicular al flujo de gas dP/ds = gradiente de presin en s a la cual se refiere qs / A = viscosidad dinmica de gas kg = permeabilidad aparente del medio a un gas especfico = coeficiente de resistividad inercial = densidad del gas Las constantes C1, C2 y C3 permiten el uso de varios conjuntos de dimensiones en las ecuaciones de flujo

Tratamiento del Factor de Deslizamiento de Gaskg = k (1 + b/P) Flujo de Gas de Rgimen Permanente - La Ecuacin Forchheimer q = r.qr

Ecuaciones de Permeabilidad de Rgimen Permanente para Lquidos

Los lquidos tienen compresibilidades mas bajas, densidades mas altas, y viscosidades mas altas que las de gas. Flujo Horizontal de Lquidos k = C2q C1Gf(p1-p2) Flujo Vertical de Lquidos Flujo descendentek = C2 C4qL C1Ag(h+L)Flujo ascendentek = C2 C4qL C1Agh

Factores que afectan la permeabilidad:

Existen muchos factores que afectan la permeabilidad, siendo muy difcil la determinacin de valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales.

Aunque un estudio detallado de los perfiles del suelo proporciona una indispensable comprobacin de dichas mediciones.

Variacin de la permeabilidad segn textura de suelo:

Variacin de la permeabilidad segn la estructura del suelo:

Permeabilidad del suelo:La permeabilidad del suelo suele medirse en funcin de la velocidad del flujo de agua a travs de ste durante un perodo determinado. Generalmente se expresa o bien como una tasade permeabilidaden centmetros por hora (cm/h), milmetros por hora (mm/h), o centmetros por da (cm/d), o bien como uncoeficiente de permeabilidaden metros por segundo (m/s) o en centmetros por segundo (cm/s)

Para tener en cuenta:

1 Darcy = 9,86923 . 10 m.

La permeabilidad del suelo suele aumentar por la existencia de fallas, grietas u otros defectos estructurales.

En forma general, se puede afirmar que la velocidad con la que el fluido atraviesa elmaterial depende de tres factores bsicos:La porosidad delmaterial.La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura.La presin a que est sometido el fluido.