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ESCUELA 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 !"#$%&
Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica
NOTA DE PRESENTACI ÓN !'#$%&
NOTA DE INFORME !(#$%&
NOTA FINAL !)*#$%&
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T+,-: P+,+/,+$o 0 Poo%1,+$o O23+$5o%:
Determinar la permeabilidad y porosidad de nestro n!cleo "core# empleando el Permeámetro al lí$ido %s&a y Permeámetro al 'as %s&a así como la porosidad tili(ando el Porosímetro de mercrio)
MARCO TEORICO P+,+-267-7: la permeabilidad de na mestra de formación es la medida de s capacidad para permitir el tránsito de *idos) La permeabilidad consiste en la medición de la tasa de *+o de n *ido de ,iscosidad conocida a tra,s de na mestra ba+o n diferencial de presión) La permeabilidad se determina en ambas direcciones. /ori(ontal y ,ertical) Los in'enieros peden tili(ar los datos de permeabilidad /ori(ontal para denir la capacidad de *+o. la distribción y el perl de permeabilidad) La permeabilidad ,ertical se tili(a para denir la probabilidad de extraer n!cleos y el potencial de drena+e por 'ra,edad
P+,+/,+$o: l permeámetro es n instrmento $e sir,e para reali(ar medidas de permeabilidad absolta de secciones de n!cleos consolidadas. for(ando el *+o de n 'as de ,iscosidad conocida a tra,s de na mestra de sección y lon'itd conocidas
T#o% •
P+,+/,+$o 7+ 85+6 9o8%$-8$+
ste aparato fe creado básicamente para medir la permeabilidad en selos 'resos "'ranlares# ste es el mtodo más simple para determinar el coeciente de permeabilidad del selo . Las pruebas se hacen sobre una muestra alterada, lo que puede ser un inconveniente para transportar los resultados a suelos naturales. 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. Permeámetro y Porosímetro Laboratorio de Petrofísica
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Po9+7,+8$o: La mestra se extrae de los cores del reser,orio y con la ayda del cortador y modelador de n!cleos y se extrae na pe$ea mestra) sta mestra se coloca en el recipiente del permeámetro y se /ace pasar el a'a a tra,s de la mestra. y se mide la cantidad de a'a $e pasa por la mestra en n inter,alo de tiempo) s my importante $e el 'radiente /idrálico "cadal# sea constante a lo lar'o de todo el inter,alo de tiempo) a conocidos el "cadal#. / "'radiente /idrálico# y la lon'itd y el área trans,ersal "ambas obtenidas de la mestra $e esta connada# se pede calclar la constante de permeabilidad)
sta ecación parte del principio de la ley de Darcy
•
P+,+/,+$o 7+ 85+6 5--26+
stos ensayos se aplican para selos con na textra na. arcillas o selos limo arcillosos) Los ensayos tienen na dración considerable por$e la cantidad de a'a $e atra,iesa la mestra es my limitada)
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D+$+,8-98 7+ 6- P+,+-267-7 -2%o6;$- -6 <-% P+,+/,+$o R;%=-> API RP?4* l aparato consta de las si'ientes partes5
6 continación se describe bre,emente el procedimiento experimental tili(ado para determinar la permeabilidad absolta de na mestra5 ntrodcir la mestra en n tapón de 'oma. de forma tal $e $ede lo scientemente a+stada. 'aranti(ando $e cal$ier *ido $e entre al n!cleo peda escapar a la atmósfera solo desps de /aber atra,esado toda s lon'itd) • • •
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8olocar el tapón con la mestra dentro del portan!cleos) 6brir la lla,e de paso de la bombona) %e'lar el *+o de 'as /asta n determinado ,alor de diferencial de presión) Leer el *+o de 'as en el rotámetro) %eali(ar la medida para di,ersos ,alores de presión) Leer la temperatra del 'as $e circla por la mestra) Determinar las dimensiones del n!cleo con n ,ernier) 8on la temperatra leída determinar la ,iscosidad del 'as tili(ado) 9tili(ar la Ley de Darcy para calclar la permeabilidad)
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Debido a $e el *ido tili(ado es n 'as y se traba+a a ba+as presiones. los ,alores de permeabilidad obtenidos serán mayores a la permeabilidad real de la mestra "debido al efecto :lin&enber'#)
Para corre'ir este efecto se debe reali(ar na 'ráca de permeabilidad ,erss el in,erso de la presión promedio) 8on los pntos obtenidos se debe a+star la me+or recta) La intersección de esta recta con el e+e será el ,alor de la permeabilidad de la mestra corre'ida por el efecto :lin&enber')
No$-: 8omo son 'ases se traba+a con ba+as presiones entonces los ,alores de permeabilidad obtenidos serán mayores a la permeabilidad real de la mestra. para corre'ir esto se pede reali(ar na 'ráca permeabilidad ,s el in,erso de la presión promedio "esto ori'inara na recta#. la intersección en el e+e "permeabilidad# mostrara ya la permeabilidad real en el caso de los 'ases
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D+$+,8-98 7+ 6- P+,+-267-7 -2%o6;$- -6 61@;7o P+,+/,+$o R;%=-
Po9+7,+8$o 1) 2) 3) 4) •
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;omar dimensiones de la mestra Lle,ar la mestra al permeámetro
/oras) ?i la mestra es my consolidada. /a'a ,acío por n tiempo entre 12 y 1> /oras l periodo de e,acación pede ser se'ido de na inyección de 8@2 para retirar el aire absorbido en la roca
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Permita el in'reso del lí$ido satrante lentamente al interior de la cámara y ,eri$e $e la satración de la mestra se está lle,ando a cabo adecadamente 6bra lentamente la ,ál,la y permita $e la presión atmosfrica act!e sobre la mestra Permita el llenado de la probeta ,olmtrica del permeámetro %e'istre el tiempo $e 'asta el ,olmen de lí$ido en atra,esar la mestra en se'ndos 8alcle la permeabilidad al lí$ido de acerdo a la ecación de Darcy
C6-%@;+ 6- #+,+-267-7 • • • • •
6lta si :A 2B0 milidarcys 6ceptable para 100C : "md# C 2B0 %e'lar para B0 C : "md# C 100
Poo%7-7:
La porosidad es na medida de la capacidad de almacenamiento de *idos $e posee na roca y se dene como la fracción del ,olmen total de la roca $e corresponde a espacios $e peden almacenar *idos)
T#o% 7+ Poo%7-7 •
Poo%7-7 A2%o6;$-:
La porosidad total o absolta de na roca se dene como la fracción del ,olmen total de la misma $e no está ocpada por matri()
•
Poo%7-7 E+9$5-:
La porosidad interconectada o efecti,a se dene como el ,olmen total de la roca $e representa espacios $e peden contener *idos y se encentran comnicados entre sí)
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Poo%7-7 8o 8$+9o8+9$-7- o 8o ++9$5-:
s a$ella $e representa la fracción del ,olmen total de la roca $e está conformada por los espacios $e peden contener *idos pero no están comnicados entre sí)
M$o7o% #-- 7+$+,8- 6- #oo%7-7 Poo%7-7 #o +#-8%8 7+ +6o ? fncionamiento está basado en la ley de oyle. donde n ,olmen conocido de /elio "contenido en na celda de referencia# es lentamente presri(ado y le'o expandido isotrmicamente en n ,olmen ,acío desconocido) Desps de la expansión. la presión de e$ilibrio resltante estará dada por la ma'nitd del ,olmen desconocidoE esta presión es medida) 9sando dic/o ,alor y la ley de oyle. se calcla el ,olmen desconocido. el cal representa el ,olmen poroso de la mestra)
V+8$-3-% •
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La mestra no se destrye ni se daa de nin'na manera. por lo $e pede ser tili(ada en otras mediciones) La operación es rápida. sencilla y tiene n excelente ni,el de repetibilidad) ?e peden probar mestras $e ten'an formas irre'lares o sras)
D+%5+8$-3-% •
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?e re$iere na calibración extremadamente cidadosa y frecente para poder obtener n ben ni,el de exactitd) Los cambios en temperatra o presión baromtrica deben ser contabili(ados en los cálclos)
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l ,alor de porosidad resltante será más alto $e el ,alor de porosidad ,erdadero si se absorbe el 'as en las spercies de la mestra) l so de /elio minimi(a esta posibilidad)
Poo%1,+$o 7+ ,+9;o l Porosímetro de mercrio permite determinar el tamao y distribción de los poros. así como la densidad aparente y de empa$etamiento de n n!cleo de material poroso "selo#) ste proceso está basado en la intrsión de mercrio en los poros de la mestra. para estimar las presiones capilares de la misma. siendo el tamao de poro in,ersamente proporcional a la presión aplicada "entre ba+a y alta presión#) La idea es inyectar mercrio a presiones incrementales en na mestra $e /a sido pre,iamente e,acada de todo tipo de *ido en ss poros. a medida $e amenta la presión de cada inyección se determina s satración. para formar na cr,a de Presión F?atración. para determinar la porosidad del espcimen)
?e'!n Gas/brn "1H21#5
D87+: 7: Diámetro del poro) : ;ensión spercial del mercrio) : 6n'lo de contacto entre el mercrio y el material "aproximadamente I 140J# P: Presión de la intrsión) V+8$-3-%: •
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Las mestras peden tili(arse para análisis posteriores siempre $e no ocrra na penetración del mercrio) l mtodo es exacto si se tili(a na tcnica cidadosa y se /acen mediciones precisas)
L,$-9o8+%:
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La retención de aire alrededor de las mestras creará errores y prodcirá ,ol!menes totales demasiado altos) Las mestras $e tienen na spercie con ca,idades o $e conten'an fractras abiertas no son recomendadas para el análisis de ,olmen total por inmersión de mercrio)
Bo,2- 7+ D+%#6--,+8$o Vo6;,$9o l ,olmen total de la mestra se mide por despla(amiento de mercrio tili(ando na bomba de despla(amiento ,olmtrico a la cal se conecta na cámara de acero inoxidable)
V+8$-3-%: • •
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ste procedimiento permite e+ectar mediciones rápidas) La tcnica se tili(a como parte de la medición de porosidad por ?matoria de Klidos) Las mestras peden tili(arse en análisis posteriores si no ocrre na penetración o adsorción de mercrio)
L,$-9o8+%: •
l mercrio tambin pede $edar atrapado entre los materiales en,ol,entes y la mestra) Por lo tanto. este mtodo no es recomendable para mestras forradas)
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l aire atrapado alrededor de la mestra prodcirá ,ol!menes totales demasiado altos
P+<;8$-% •
Q; -9$o+% -+9$-8 6- ,+77- 7+ 6- #+,+-267-7 9o8 <-%+%J
Las fer(a capilares y 'ra,itacionales La compresibilidad del 'as elocidades altas $e 'eneran re'ímenes trblentos 8ambios de la temperatra del laboratorio. los cales a s ,e( 'eneran cambios en la ,iscosidad del 'as) •
L- #+,+-267-7 +% ;898 7+6 K;7o @;+ %-$;- 6- o9-J Po @;J
asados en la denición de $e la permeabilidad es la capacidad $e tienen el medio poroso para permitir el *+o de *idos. se /a comprobado $e la permeabilidad es solo fnción de las características del medio poroso y la comnicación de exista entre ellos) 6n$e tambin cabe destacar $e la ,iscosidad del *ido $e satra la roca /ace mc/as ,eces disminir el ,alor de permeabilidad al no existir la sciente presión $e lo emp+e •
Po @; +% ,#o$-8$+ 6- 7+$+,8-98 7+6 5o6;,+8 #oo%o ++9$5oJ
;odos los mtodos tili(ados para determinar el ,olmen poroso miden el ,olmen poroso efecti,o. y se basan en la extracción o introdcción de *idos en el espacio poroso) •
Q;+ +#+%+8$- +6 5o6;,+8 7+ ,+9;o 80+9$-7oJ
l ,olmen de mercrio inyectado representa el ,olmen poroso efecti,o de la mestra)
Co896;%o8+%
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Los n!cleos anali(ados en el permeámetro se les deben extraer lí$idos residales y eliminar el 'as $e conten'a por$e si eso ocrre la permeabilidad $e se determina es la permeabilidad 8ando el n!cleo no es satrado al ,acío la determinación de la permeabilidad es errónea debido a $e +nto al *ido de preba in'resa aire en el espacio poroso de la roca xisten diferentes mtodos $e peden ser sados para determinar la permeabilidad absolta de na roca de yacimiento los cales son mtodos directos e indirectos
R+9o,+87-9o8+% •
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ericar $e los instrmentos estn bien calibrados para e,itar errores en el cálclo de la constante de permeabilidad) ;ener los conocimientos necesarios sobre la práctica $e se ,a a reali(ar y con cada no de los aparatos $e se ,an a tili(ar l ensayo de porosimetría consiste en reali(ar n proceso de intrsión de mercrio en na mestra del material. al ob+eto de determinar el ,olmen de mercrio $e penetra en los poros a diferentes presiones de intrsión) 9na ,e( obtenida esta cr,a de intrsión. se pede inferir de la misma la cr,a de retención de a'a. con,irtiendo el ,olmen de mercrio de intrsión en ,olmen de a'a de extrsión. y la presión de mercrio en presión capilar e$i,alente)
B26o<-1-: http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/776/2/133941.pdf http://es.scribd.com/doc/141652325/PERE!E"R# http://$$$.dspace.espo%.edu.ec/bitstream/123456789/135/1/195.pdf http://$$$.%acomu&idadpetro%era.com/cursos/propiedades'de'%a'roca' (acimie&to/determi&acio&'de'%a'permeabi%idad'abso%uta.php http://es.scribd.com/doc/116)35592/*&forme'de'+aboratorio'5 http://$$$.dspace.espo%.edu.ec/bitstream/123456789/148/1/213.pdf
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