5. definiciones basicas porosidad y permeabilidad

7/24/2019 5. Definiciones Basicas Porosidad y Permeabilidad

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Definiciones de Porosidad,Saturacin, Arcillocidad y

Permeabilidad

Pablo Saldungaray


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Contenidos

Definiciones de porosidad y saturacin.

Clasificacin de la porosidad. Efectos de la distribucin de los granos en la

porosidad.

Relaciones entre porosidad y permeabilidad.

Medicin de porosidad utilizando diferentesherramientas.


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Definicin de porosidad

La porosidad se define como la relacin entre el espacio

vaco y el volumen total de la roca en la formacin.

La porosidad indica cuanto fluido (agua, hidrocarburos)puede contener la roca.

Porosidad

Matriz

La porosidad normalmente se

expresa como una relacin devolumenes:

Otra unidad usual para expresar la

porosidad son los p.u. (porosity

units):

v/v.TotalVolumen

FluidosVolumen30===

T

F

V

V

p.u.30v/v. == 30


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Arcillocidad

Porcentaje del volumen total de Roca ocupado por Arcilla:

Porosidad

Matriz

%v/v.TotalVolumen

ArcillaVolumen2020

==== T

A

V

V

Vcl

Arcilla


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Saturacin de Agua - Sw

Porcentaje de la porosidad ocupada por agua:

AguaHidrocarburo

Matriz

%FluidosVolumen

AguaVolumen45

===

wV

Sw

X

ZY

Si el cubo que esquemticamente

representa la formacin tiene un

volumen unitario, entonces:

%Y

Z

v/v.XV

v/v.X

Y

45

20

30

===

===

===

F

W

T

A

T

F

V

VSw

VVVcl

V

VArcilla

V


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Tipos de porosidad

La porosidad se puede clasificar respecto a:

PrimariaGnesis

Secundaria

EffectivaCapacidad de

fluirInefectiva


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Porosidad Primaria y Secundaria

Primaria

: se refiere a la porosidad que se gener al

depositarse la roca. Por ejemplo la porosidad intergranular

en siliclsticos.

Secundaria

: se refiere a la porosidad generada o alterada

posteriormente a la depositacin, por la accin de lasaguas de formacin, cambios en la composicin qumica

de las rocas o la accin de fuerzas tectnicas. Ejemplos

son porosidad por disolucin, dolomitizacin,

fracturamiento.


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Porosidad efectiva e inefectiva

Porosidad Efectiva

: es la porosidad en la cual los poros

estn interconectados y el fluido contenidos en los mismos

se puede producir. Un ejemplo de porosidad efectiva es

unaesponja

.

Porosidad Inefectiva: los poros que la componen no estnconectados entre si o la conectividad es tan pobre que no

permite que fluyan los fluidos contenidos en la misma. Un

ejemplo de porosidad inefectiva es elqueso Gruyere, que

tiene muchos huecos, pero aislados entre si.


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Porosidad Total

Todas las formaciones tienen en mayor o menor grado los 4

tipos de porosidad. Estos cuatro tipos de porosidad no son

excluyentes: puede haber porosidad primaria efectiva e

inefectiva, lo mismo para la porosidad secundaria. Visto de

otra forma, la porosidad efectiva puede estar compuesta por

porosidad primaria y secundaria, al igual que la inefectiva.

La porosidad total se define como:

inefectivaefectivaTotal

undariaprimariaTotal

+=

+=sec


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Definiciones y Modelo de Interpretacin

Nota: muchas veces en la jerga petrofsica se incluye al agua irreducible (inmvil,

ligada por fuerzas capilares) dentro del la porosidad efectiva. Una alternativa sera

denominar a esta porosidad (PIGN = PHIE) como Porosidad Conectada(aunque no

toda pueda fluir).Modelos petrofsicos mas avanzados pueden incluir otros tipos de

porosidad, como la Porosidad Aislada(por ejemplo vgulos no conectados encarbonatos, vesculas en rocas volcnicas, etc.)

Porosidad EfectivaPorosidad Inefectiva

Porosidad Total

Definiciones

porosidad

Agua

Arcilla

Agua

Irreducible

Agua

Libre

Hidrocarburo

Modelo

de Roca

Slidos

Porosidad

Aislada

ELAN

Petrofsica

PHIT

PIGN = PHIE

PIGE = Poro producib leVISO VXIWVXBW


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Empaque de los granos y porosidad


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Clasificacin (sorting) de los granos


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Permeabilidad

Permeabilidad es la propiedad de la roca que mide

la transmisividad de los fluidos a traves de la

misma.Ley de Darcy

m = k/

movilidad


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Tipos de permeabilidades

Permeabilidad intrnseca [mD]: es una medida de la habilidadque tiene la roca para dejar pasar fluidos a traves de la misma,independientemente del fluido que se trate.

Permeabilidad efectiva [mD]: cuando coexisten dos o masfluidos en la roca, lo mismos se interfieren entre si al intentarfluir a traves de la misma. En consecuencia la permeabilidad

efectiva de cada fluido disminuye respecto de la permeabilidadintrnseca de la roca. La permeabilidad efectiva se refieresiempre a un determinado fluido (agua, aceite o gas). Lapermeabilidad efectiva tiende a la intrnseca cuando la roca

esta saturada con un solo fluido.

Permeabilidad relativa

[adimensional]: se define como larelacin entre la permeabilidad efectiva y la intrnseca. Es un

nmero que vara entre 0 y 1.


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Curvas de permeabilidad relativa

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Sw (Water Saturation)

RelativeP

ermeability

rkw

rko

rkg

Swirr

Modelo ELAN


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Sw

kw

k o


Swirr

ImbibitionFuerzo aceite

kw

ko


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Sw

kw

k o


Swirr Sor

DrainageFuerzo agua

kwko


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Factores que afectan la permeabilidad

Empaque

: el empaque afecta tanto la porosidad como lapermeabilidad. Cuanto mas empacada la arena, menor supermeabilidad.

Tamao de grano: esta propiedad afecta solo a lapermeabilidad. Dos arenas bien ordenadas, una de grano fino y laotra de grano grueso, si estn empacadas de la misma forma en

teora tendrn la misma porosidad, pero la primera tendr unapermeabilidad mayor. Esto muestra una limitacin si se quiereutilizar la porosidad por si sola para estimar la permeabilidad, sinentrar la informacin de tamao de grano (a traves deherramientas de NMR por ejemplo).

Clasificacin: afecta tanto la porosidad como la permeabilidad.

Arenas ordenadas tendrn mayor porosidad y permeabilidad.

Respuesta de las diferentes


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herramientas de porosidad

Densidad

: La herramienta mide la densidad total de laformacin y los fluidos contenidos en sus poros (RHOB,

bulk density). Asumiendo una densidad de matriz, laporosidad se puede computar como:

Donde:

RHOM = densidad de la matriz

RHOB = bulk density de la formacin

RHOF = densidad del fluido

DPHI es sensible a la porosidad total de la formacin.

RHOFRHOM

RHOBRHOMDPHID

==



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Neutron: Las herramientas que miden porosidad neutron

son sensibles al ndice de hidrgeno (HI) de la formacin.

En una formacin limpia, de litologa conocida y llena conagua, esta herramientas miden la porosidad total.

Muchos factores afectan la respuesta de esta

herramienta: En presencia de gas, como ste tiene HI 0.3 0.4, la herramienta

tiende a leer de menos.

En presencia de arcillas la herramienta lee por encima. Si en la formacin hay absorbedores de neutrones (Cl-) la

herramienta leer tambin de mas.

Si no se conoce la litologa la medicin de porosidad es incierta.



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Snico

: la porosidad se puede derivar a traves de sencillasecuaciones lineales (por ejemplo la de Wyllie):

Como el sonido siempre busca el camino mas rpido entredos puntos, los poros aislados sern bypaseados atraves de la matriz, y por lo tanto la porosidad snica sersensible solo a la porosidad conectada, incluyendo el agua

de arcillas.SPHI es muy sensible al valor que elijamos para Dtmatrix , ypor lo tanto a la litologa (y sobre todo al volumen de

arcilla).

MatrixFluid

MatrixLOGS

DTDT

DTDTSPHI

==



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Resonancia Magntica Nuclear NMR)

: Esta familia deherramientas es sensible al ndice de hidrgeno de los

fluidos contenidos en los poros de la formacin.Asumiendo que no haya gas en la regin de medicin de laherramienta, esta me dar una medida de la PorosidadTotal de la formacin en forma independiente de la

litologa.Adems, es posible obtener una distribucin de laporosidad en funcin de los tamaos porales. Aplicando un

cutoff (dependiente de la litologa) es posible separarfluidos irreducibles y producibles, y hacer una estimacinde la permeabilidad.

Aplicando otras tcnicas, con ciertas limitaciones se

pueden identificar y caracterizar fluidos en la formacin.



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herramientas de porosidadCada herramienta de porosidad responde en forma distinta a la formacin.

Combinando la respuesta de todas ellas es posible caracterizar sistemas

complejos de porosidad.

Agua

Arcilla

Agua

Irreducible

Agua

Libre

Hidrocarburo

Modelo

de Roca

Slidos

Poro

Aislada

DensidadDPHI

Neutrn NPHI

SnicoSPHI

CMR

BFV

CMRP_3MS

CMFF

TCMR

EPT EPHI

+


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