porosidad de nucleos

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA POROSIDAD

PAOLA ANDREA SANJUAN COD: 2008277028ALEXANDER CAICEDO GARZON COD: 2008275418GEORGE HANS STERLING MORA COD: 2008276811RICARDO ANDRES PEREZ RIVERA COD: 2008275460

Se refiere a la medida del espacio intersticial entre grano y grano, la cual representa la relación entre el volumen poroso y el volumen total de la roca

POROSIDAD

La porosidad de una roca puede clasificarse de dos formas:

- Según la comunicación de los poros.- Según el origen de la porosidad.

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 esta ocupada por matriz. 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. Porosidad no interconectada o no

efectiva:es aquella que representa la fracción del volumen total de la roca que esta conformada por los espacios que pueden contener fluidos pero no están comunicados entre sí.

Según la comunicación

Matemáticamente…Porosidad Absoluta:

Porosidad Efectiva:

Porosidad No efectiva:

Porosidad Intergranular Porosidad Inducida o vugular- Porosidad formada por Lixiviación:- Porosidad por fractura:

Según el origen o el tiempo

Tipo de empaque. Material cementante. Geometría y distribución de los granos. Presencia de partículas finas de arcilla. Presión de las capas suprayacentes y

confinantes.

Factores que afectan la porosidad

a) Cúbico b) Romobohedral

Efectos del material cementante

Geometría de los granos

Presencia de partículas finas de arcilla

Presión de las capas suprayacentes y confinantes

Métodos para determinar la porosidad

Su funcionamiento está basado en la ley de Boyle, donde un volumen conocido de helio (contenido en una celda de referencia) es lentamente presurizado y luego expandido isotérmicamente en un volumen vacío desconocido. Después de la expansión, la presión de equilibrio resultante estará dada por la magnitud del volumen desconocido; esta presión es medida. Usando dicho valor y la ley de Boyle, se calcula el volumen desconocido, el cual representa el volumen poroso de la muestra.

POROSIDAD POR EXPANSIÓN DE HELIO

Ley de Boyle

La muestra no se destruye ni se daña de ninguna manera, por lo que puede ser utilizada en otras mediciones.

La operación es rápida, sencilla y tiene un excelente nivel de repetibilidad.

Se pueden probar muestras que tengan formas irregulares o fisuras.

Ventajas

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.

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. El uso de helio minimiza esta posibilidad.

Desventajas

Este método consiste en sumergir un tapón de núcleo en mercurio y el volumen del mercurio desplazado por la muestra se determina gravimétricamente (Principio de Arquímedes).

INMERSIÓN EN MERCURIO

Ventajas: Las muestras pueden utilizarse para análisis

posteriores siempre que no ocurra una penetración del mercurio.

El método es exacto si se utiliza una técnica cuidadosa y se hacen mediciones precisas.

Limitaciones: La retención de aire alrededor de las muestras

creará errores y producirá volúmenes totales demasiado altos.

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.

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.

Bomba de Desplazamiento Volumétrico

Ventajas: Este procedimiento permite ejecutar mediciones

rápidas. La técnica se utiliza como parte de la medición de

porosidad por Sumatoria de Fluidos. Las muestras pueden utilizarse en análisis posteriores

si no ocurre una penetración o adsorción de mercurio.

Limitaciones: El mercurio también puede quedar atrapado entre los

materiales envolventes y la muestra. Por lo tanto, este método no es recomendable para muestras forradas.

El aire atrapado alrededor de la muestra producirá volúmenes totales demasiado altos.

BV = GV + PV

Volumen total sumando volumen poroso y de grano

El volumen poroso total = espacio vacío total (conectado

y aislado)

El volumen poroso total es igual a la diferencia entre el volumen total de la muestra y el volumen de grano desagregado. La separación se realiza con el fin de exponer cualquier volumen poroso aislado.

MEDICIÓN DE VOLUMEN POROSO

Volumen total sumando volumen poroso y de

grano

Determinar el volumen total de muestra limpia.Se seca la muestra, se pesa y se desagrega.Se coloca una porción dentro de un porosímetro (ley de Boyle) y determinar volumen de grano.El Volumen de grano total se calcula utilizando la proporción del peso seco de la muestra consolidada con respecto al peso seco de la muestra desagregada que se coloca en el porosímetro.

Método seco para determinar la densidad de grano ó volumen

de grano

Ventajas Es rápido y la muestra puede utilizarse para más mediciones complementarias en el futuro desagregadas)

LimitacionesSe necesita realizar un proceso de secado, inviable para rocas con yeso ni para rocas con minerales como halita ni otros solubles en fluido limpiador. También se supone en la prueba que cualquier volumen aislado permanece así durante todo el proceso de secado. Si el agua llegara a llenar el espacio poroso y no es removida mientras se seca la muestra, el volumen de grano será erróneamente alto .

Exactitud

Se puede calcular la densidad de grano con una precisión muy alta (± 0.01 g/cm3) No hay datos disponibles para comparar la porosidad pero la técnica calcula porosidades con una precisión de ± 0.4 unidades de porosidad o mejores.

Equipos

-Pulverizador con tolerancia ajustable entre los platos moledores.-Tamiz de malla 60 en conformidad con la Oficina de Estándares de los Estados Unidos. -Balanza analítica, con una precisión de 0.1 miligramos -Porosímetro de la Ley de Boyle modificado para el manejo de muestras en polvo. (1) tapa para el vaso (para mantener la muestra en polvo dentro del vaso).

Procedimiento i. Preparación de la muestra. 1. Limpiar. 2. Secar a 225oF (107oC). 3. Enfriar en el Disecador. 4. Pesar la muestra y registrar el peso (W). 5. Repetir los pasos anteriores (del 2 al 4) hasta que se estabilice

peso (W). 6. Determinar el Volumen Total (BV)

ii. Triture la muestra y pásela por un tamiz de calibre 60. iii. Seque una porción de la muestra para medir el Volumen de Grano entre 210º y 240ºF (99ºC a 116ºC) hasta llegar a un peso constante (Wd). iv. Determine el Volumen de Grano (GVd ) de la porción desagregada de la muestra por el método de Doble Celda de la Ley de Boyle 1. Calibre el porosímetro con la tapa del vaso de la muestra en su

puesto. 2. Coloque un peso conocido (Wd) de las muestras trituradas y

secas dentro de la cubeta de la muestra. 3. Mida el Volumen de Grano de la muestra desagregada y seca con

la tapa en su lugar. Cálculos

PV = BV - GV Donde:

PV = Volumen poroso total. BV = Volumen total de la muestra original consolidada. GV = Volumen de grano de la muestra calculada por la ecuación b.

GV = GVd x W/Wd Donde:

GVd = Volumen de grano medido en la porción de la muestra desagregada colocada en el porosímetro. W = Peso original de la muestra Wd = Peso de la porción de la muestra desagregada y seca colocada en el vaso del porosímetro.

GD = Wd/GVd Donde:

GD = Densidad de grano de la porción de la muestra.

Precauciones a. La porción de roca seleccionada para la medición de densidad de grano debe ser representativa de la muestra total.

b. Precauciones para el método de Doble Celda de la Ley de Boyle (cubeta matriz) para el volumen de grano.

Calibración Para el método de Doble Celda de la Ley de Boyle (cubeta matriz), para el volumen de grano.

Medición directa del volumen vacio.

Método de Celda Sencilla de la Ley de Boyle para la Medición Directa de

Volumen Poroso

Bajo esfuerzo restrictivo

Ventajas La muestra, si está limpia y seca al inicio de la

prueba, estará limpia al final de la prueba y lista para mediciones posteriores.

La porosidad y la permeabilidad pueden determinarse de manera secuencial cargando la muestra solamente una vez.

Se eliminan las reacciones dañinas entre la roca y el fluido saturante utilizando un gas no reactivo.

Limitaciones El sistema debe calibrarse cuidadosamente para el

volumen muerto. Los cambios en temperatura y presión barométrica

deben contabilizarse en los cálculos La muestra debe ser un cilindro recto de buena

calidad sin fisuras superficiales ni esquinas.

Ventajas: Son las mismas que las del método de bajo

esfuerzo. Al realizar el metodo con un esfuerzo mayo

se simulan mejor las condiciones del acimiento y los resultados seran mas aproximados a los reales.

Limitaciones:El agua en la muestra debilita su resistencia.

Alto esfuerzo restrictivo

GRACIAS