Existe una diferencia importante entre el flujo de un gas y un líquido a través de un yacimiento. Lo cual afecta la medida de permeabilidad absoluta. El flujo de gas tiene más facilidad de fluir debido a que este encuentra menos impedimentos por parte de las superficies de granos que un líquido. A este efecto de encontrar menos impedimentos que un liquido se le conoce como el Efecto Klinkenberg.

La diferencia entre las permeabilidades de gas y agua es importante no solo para resolver problemas si no que también sirve para medidas rápidas de permeabilidad utilizando gas como fluido de poro. La diferencia observada en permeabilidades a los gases y el agua ha sido analizada en vista del efecto klinkenberg

Cuando el medio del recorrido libre del gas de medición es mayor que el diámetro capilar por el cual está pasando, la energía cinética aleatoria del gas se transfiere al movimiento de la molécula de gas a través del poro capilar o a través del deslizamiento de las moléculas que se producen en el deslizamiento de los poros. Este deslizamiento causa que las moléculas de gas viajen a una velocidad muy alta en dirección de la transferencia.

A este fenómeno se le conoce como Efecto Klinkenberg, el cual causa que la permeabilidad medida de un gas sea mayor que la porosidad absoluta de la muestra. Este efecto se ocasiona debido al deslizamiento del flujo de gas en las paredes de los poros que aumenta el flujo de gas cuando los tamaños de poro son muy pequeños.

Resultados experimentales muestran que:

La permeabilidad del gas es mayor que la permeabilidad del agua La permeabilidad del gas aumenta al aumentar la presión de poro La permeabilidad del agua aumenta ligeramente con el aumento de la presión de poro a

través de la muestra

Efecto Klinkenberg

Aunque la permeabilidad de una roca a un fluido se considera independiente de

la presión diferencial, sin embargo no es independiente de la presión promedia

del fluido en movimiento, especialmente si el fluido es compresible. En este

caso, a una presión promedia alta, el camino libre promedio de paso a las

moléculas de gas que fluyen por entre los poros no es muy grande comparada

con el tamaño de los capilares. Consecuentemente, la contribución por difusión

del gas debido a la energía cinética de cada molécula se reduce a un valor bajo.

Esta relación fue establecida por Klinkenberg (1941). Klinkenberg afirma:

La permeabilidad a un gas es una función del camino libre promedio

de paso a las moléculas de gas y por lo tanto depende de los factores que

afectan a tal camino libre promedio de paso, tales como temperatura,

presión y clase de gas.

Por lo tanto, cuando el camino libre promedio de paso de las moléculas es

pequeño, como es el caso de una alta presión, es de esperar que la

permeabilidad a los gases se aproxime a la de los líquidos:

k a=k∞(1+ bpm ) 1.10

en donde

ka: permeabilidad al aire a una presión promedia Pm.

k∞ : permeabilidad correspondiente al valor de ka extrapolada a una presión

infinita.

b: constante que depende del tamaño de las aberturas de los poros,

aproximadamente en proporción inversa a los radios de los capilares.

Como se mencionó, b es una función de la distribución promedia del tamaño de

los capilares dentro de la arena y aumenta a medida que la permeabilidad

disminuye y viceversa. Sin embargo, no se conocen las leyes de variación de b

con respecto a las características de la roca reservorio. La permeabilidad

Klinkenberg k∞, o permeabilidad a una presión infinita, se obtiene por:

k∞=k a

1+bpm 1.11

Esta cantidad puede considerarse como la permeabilidad de la roca reservorio

equivalente a la permeabilidad a líquidos.