porosidad permeab hidrogeol

PROPIEDADES DE LA ROCA

Hidrogeología

Porosidad

Hidrogeología

PARAMETROS

POROSIDAD Ø ( frac. %)

PERMEABILIDAD k ( md)

SATURACION DE AGUA. Sw ( frac. %)

ESPESOR h (m ó pies)

POROSIDAD

DEFINICION Ø = Vp/Vt

Dada una muestra cualquiera de roca, la

porosidad se define, como la fracción del

volumen total que no esta ocupada por la parte

sólida.

POROSIDAD –FACTORES QUE LA AFECTAN

En arenas y areniscas la porosidad varia primordialmente con

Tamaño

Distribución

Forma de los granos.

Otros factores que afectan la porosidad son:

Empaque

Material cementante

Presencia de finos (arcilla)

POROSIDAD

TIPOS

- EFECTIVA

- ABSOLUTA o TOTAL

- PRIMARIA

- SECUNDARIA

POROSIDAD

La porosidad total es la fracción del volumen poroso conectado o no / relación del volumen de todos los poros al volumen total.

Como el espacio poroso no está necesariamente interconectado, se define como porosidad efectiva o porosidad interconectada la fracción del volumen poroso interconectado / relación del volumen poroso interconectado al volumen bruto total.

POROSIDAD

Existe otra clasificación de la Porosidad en cuanto a su origen (geología):

Original o Primaria: Originada durante la deposición del material que da a lugar la roca (Intergranular e Intercristalina).

Inducida o Secundaria: Representadas por fracturas (esfuerzos), cavidades (movimiento del agua), solución y dolotimización(calizas en dolomitas)

POROSIDAD

OBTENCION

Núcleos ( De Fondo, de Pared)

Registros (Neutrón, Densidad y Sónico)

Muestras De Canal (De Perforación)

Correlaciones

POROSIDAD

Análisis de núcleos: no tiene ambigüedad

(composición de los minerales, efecto del

hueco, etc.)

Registros: tiene mayor volumen rocoso

asociado. Tiende a ser mas exacto en acuíferos

heterogéneos.

POROSIDAD

Métodos de medición de porosidad en el laboratorio

Volumen poroso total

Se tritura la muestra hasta reducirla a los granos de la matriz y se mide el volumen correspondiente. El volumen poroso total se obtiene por diferencia entre el volumen de los granos.

El procedimiento antes descrito se pueden convertir fácilmente a mediciones de peso a partir de las densidades de los distintos materiales.

La determinación del Volumen Total por métodos volumétricos utiliza una variedad de picnómetros donde se puede leer directamente en escala de volumen.

POROSIDAD

Calcular la porosidad de una muestra de arena cuando la

siguiente información esta disponible de análisis de núcleo:

Volumen total de la muestra seca = 8.1cm3

Peso de la muestra seca = 17.3gm

Densidad del grano de arena = 2.67gm/cm3

Sabemos que la porosidad es la relación entre el espacio

poroso y el volumen total. El espacio poroso es la diferencia

entre el espacio total y el volumen del grano.

El volumen del grano es el cociente entre el peso de la

muestra seca y la densidad del grano.

Porosidad = Volumen Total − Volumen Grano /Volumen Total

De allí que la porosidad resulta ser = 0.2 o sea 20%

POROSIDAD

MEDICIONES DE POROSIDAD, PUNTOS RESALTANTES

Métodos anteriores no aplican para rocas de

carbonatos

Muestras pequeñas no incluyen las fracturas o

cavidades

Requieren muestras muy grandes

Los registros miden porosidades que se

correlación con núcleos

POROSIDAD VARIACIÓN POR COMPRESIBILIDAD

Las rocas del acuífero están sujetas a la presión

interna ejercida por los fluidos y por la presión

externa ejercida por las rocas supra yacentes.

Si la presión interna de los fluidos en los poros

de una roca sometida a sobrecarga, se reduce

por la producción, el volumen total disminuye;

pero el volumen de los granos aumenta. Esto

implica que se reduce el volumen poroso.

El volumen poroso se reduce en una cantidad

similar a la expansión de los granos.

POROSIDAD VARIACIÓN POR COMPRESIBILIDAD

POROSIDAD VARIACIÓN POR COMPRESIBILIDAD

Un acuífero localizado a miles de pies por

debajo de la superficie esta sometido a una

presión de sobrecarga causado por el peso de

las formaciones superiores.

La presión de sobrecarga varia de área a área y

depende, fundamentalmente de:

Profundidad, Naturaleza de la estructura,

Consolidación de la formación, Edad geológica,

Historia de las rocas.

Siendo el factor mas importante, el primero de

los mencionados.

PERMEABILIDAD

Hidrogeología

PERMEABILIDAD

DEFINICION k = qL/P*A

Permeabilidad es una medida de la habilidad

de un material poroso para transmitir fluido.

La permeabilidad absoluta de una roca es

aquel parámetro que cuantitativamente indica

la capacidad del sistema interconectado de

permitir el movimiento del fluido de un punto a

otro, cuando esta saturado 100%.

PERMEABILIDAD

El movimiento de fluidos a través de la roca

recipiente, solo es posible a través del espacio

poroso interconectado.

Si la totalidad del espacio poroso interconectado

se encuentra saturado de un fluido cualquiera y se

imponen ciertas caídas de presión, el fluido de

moverá a cierta tasa. Para estas condiciones de

saturación se define la propiedad de la roca

denominada Permeabilidad Absoluta.

PERMEABILIDAD

TIPOS

- Absoluta

- Efectiva

- Relativa

PERMEABILIDAD

Absoluta: facilidad con que un fluido que satura completamente un medio poroso (100%) se mueve a través de los canales porosos.

Efectiva: facilidad con que una roca permite el flujo de un fluido, en presencia de otros u otros fluidos.

Kefec ≤ Kabs

Relativa: cociente entre la permeabilidad efectiva a un fluido y una permeabilidad base (usualmente la permeabilidad absoluta).

PERMEABILIDAD

Mediciones de permeabilidad

El propósito es determinar la habilidad de la formación para conducir fluidos. La permeabilidad de un medio poroso se determina de muestras extraídas de la formación.

La ley que describe este fenómeno es la Ley de Darcy, que para sistemas lineales toma la forma: dxdPkAQμ=

PERSONALIDAD HIDROGEOLOGICA

POROSIDAD TOTAL

PERMEABILDAD

Alta o moderada

Alta o moderada

Alta

Nula o muy baja

Alta

baja

Nula

Nula.

ACUIFEROS

ACUITARDOS

ACUICLUDOS

ACUIFUGOS.

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

Para evaluar la permeabilidad en el laboratorio

se usan dos métodos, dependiendo del largo

de las muestras.

En el primer caso se usan núcleos cilíndricos

de 3/4” de diámetro por 1” de largo.

En el segundo caso se usan núcleos de 1/2 pie

de longitud. El fluido usado generalmente es

gas o un liquido no reactivo.

PERMEABILIDAD

Darcy: La unidad de medida de la permeabilidad es el Darcy (o milidarcy)

Un Darcy es aquella permeabilidad que permitirá a un fluido de una viscosidad de un centipoise fluir a una tasa de un centímetro cúbico por segundo a través de un área transversal de 1 centímetro cuadrado cuando el gradiente de presión es una atmósfera por centímetro

PERMEABILIDAD RELATIVA

A la saturación de agua

critica (Swc) la

permeabilidad relativa del

agua (krw) es cero y la

permeabilidad relativa del

petróleo con respecto al

agua (krow) no tiene su

máximo valor (menor que

uno) para el sistema bifásico

considerado; esto significa

una reducción en la

capacidad del petróleo para

fluir debido a la presencia

del agua.

PERMEABILIDAD RELATIVA

PERMEABILIDAD

OBTENCION

- Núcleos

- Registros Geofísicos (SP, GR,)

- Pruebas de Presión- Producción

(Incremento, Decremento etc.)

-

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

En un yacimiento, la permeabilidad no toma un

solo valor (homogénea), sino que toma varios

valores en diferentes puntos. De allí que se

requieran métodos de promediar los valores de

permeabilidad.

Los métodos mas usados son:

Promedio aritmético

Promedio reciproco

Promedio geométrico

PERSONALIDAD HIDROGEOLOGICA

La personalidad hidrogeológica de cualquier

roca o formación geológica esta dada por 2

factores

1. Su capacidad de almacén.- Almacenar la agua y

luego cederla (porosidad efectiva y coeficiente de

almacenamiento).

2. Su cualidad de transmisor.- Permitir que el agua

circule a través de ella.

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

De acuerdo a la hoja Excel:

K horizontal es = 49.7md

K vertical es = 32.5md