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8/18/2019 Experiencia 4 Porosidad Por El Metodo Porosimetro Ruska Expansion de Helio
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EXPERIENCIA 4. DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD POR EL MÉTODODEL POROSÍMETRO RUSKA DE EXPANSIÓN DE HELIO.
DÍAZ GUTIERREZ JUAN SEBASTIAN CÓD. 2013111!43
POLANIA BARRAGAN "RANCISCO JOSE CÓD. 2013111!#!#ROA OSORIO PAOLA ANDREA CÓD. 2013111!!3
$ALENCIA MU%OZ LAURA SO"IA CÓD. 2013111!30
TRABAJO PRESENTADO EN LA ASIGNATURA
AN&LISIS DE N'CLEOS
CÓDIGO BEINPE0(130)* GRUPO 01
PRO"ESOR TITULAR+ JA$IER ANDRES MARTINEZ PEREZ
UNI$ERSIDAD SURCOLOMBIANA
"ACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE PETRÓLEOS
NEI$A* MARZO 1!
201#
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ÍNDICE
Pág.
1. OBJETI$OS 3
2. ELEMENTOS TEÓRICOS 4
3. PROCEDIMIENTO ,DIAGRAMA DE "LUJO-
4. TABLA DE DATOS )
!. RESULTADOS MUESTRA DE C&LCULOS /
#. AN&LISIS DE RESULTADOS 11
. DESARROLLO DEL TALLER 12
). CONCLUSIONES
/. CUESTIONARIO
1
1)
RECOMENDACIONES 2
BIBLIOGRA"ÍA 2)
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ELEMENTOS TEÓRICOS
LE DE BOLEMARIOTTE&l estado de un "as está caracteri#ado por tres ma"nitudes físicas que son' su
(resión )(*, +olumen )+* y su temperatura )*. Durante un cambio de estado
pueden variar dos de estas tres ma"nitudes permaneciendo constante la tercera.-i la temperatura no varía se cumple entonces la ey formulada por $obert /oyle
y &dme 0ariotte'
“El volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a su presióncuando su temperatura permanece constante. O sea: PV = constante”
Así, por eemplo, si un "as encerrado en un recipiente cilíndrico provisto de un
émbolo se somete a diversas presiones (1, (2, y los vol%menes son en cada caso+1, +2, respectivamente, se cumple que' (1+1 3 (2+24 -iempre que la
temperatura no haya variado.
-i la presión aumenta, el volumen disminuye. a teoría cinética de los "ases
permite explicar la ey de /oyle 5 0ariotte. &n efecto, al disminuir el volumen de
un "as, el n%mero de moléculas que en cada momento chocan con las paredes
del recipiente aumenta porque tienen menos espacio para moverse y por
consi"uiente hay un aumento de presión. o contrario sucede si hay un aumento
de volumen. a velocidad de las moléculas no cambia por permanecer constante
la temperatura.
&l PORO!"E#RO $E E%P&'()', se basa en una de las tres leyes de los"ases ideales, la enuncia por /oyle5 0ariotte, que "obierna la expansión
isotérmica para determinar el volumen desconocido de sólidos colocados en unacámara de expansión )volumen conocido*. a ley de /oyle enuncia que para unpeso dado de "as a temperatura constante, el volumen varía inversamente con la
presión absoluta4 esto es' v ∝ )1 6(*.
&l helio esta inicialmente contenido en una cámara fuente a presión y volumenconocidos )(1, +1*. &l helio es expandido hacia una cámara, donde se encuentrala muestra, de volumen conocido, +2 y la presión (2 es medida.
Aplicando la ley de /oyle, se calcula el volumen de "ranos de la muestra ymidiendo el volumen total, se calcula la porosidad efectiva.
POROSIDAD
(ropiedad petrofísica que representa el espacio en la roca que no está ocupado
por nin"%n material o mineral, con lo que permite el almacenae de fluidos, es una
relación entre el volumen poroso respecto al volumen total de la roca,
matemáticamente es una fracción que puede tener valores entre 7 y 1, que
además es expresada porcentualmente.
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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a forma en la que se distribuye el espacio poroso en una roca depende del
empaquetamiento y tama8o de los "ranos, por eemplo en las "ravas y arena la
porosidad es mucho mayor respecto a las areniscas y con"lomerados, esto se
debe al "rado de consolidación y compactación, dado en el proceso de
sedimentación de la roca, pues los menos consolidados presentan mayor
porosidad.
A medida que los sedimentos sufren el proceso de litificación, la porosidad se
pierde pro"resivamente, y si hay formación de un material cementante, éste entra
a ocupar los espacios porosos restantes, disminuyendo más la porosidad de la
roca.
0atemáticamente se expresa como'
∅=V p
V T
T 56 7585+
1* (orosidad se"%n la comunicación de los poros.2* -e"%n el ori"en de la porosidad.
1. (or los procesos de litificación, al"unos de los espacios vacíos quedaron aisladosde los demás, debido a la excesiva cementación, mientras otros quedaroninterconectados. &s por ello que en las rocas í"neas y metamórficas sufrenprocesos de cristali#ación, entonces es casi nula la interconexión entre poros4 encambio en las rocas sedimentarias los procesos de formación de roca se dan en
ambientes tranquilos ya que todo depende de los sedimentos depositados y lascapas que se forman pro"resivamente, siendo más notoria la conexión entre"ranos, a su ve# muestra mayor porosidad. -e"%n la comunicación de los poros,se tienen las si"uientes clases de porosidades' (orosidad Absoluta' $elación entre el espacio poroso total de la roca )+p* y
el volumen bruto )+t* de ésta, y matemáticamente se define así, siendo )+"*
+olumen de los "ranos'
∅=V p
V T =V t −V gV t
(orosidad &fectiva' $elación entre el espacio poroso interconectado y el
volumen bruto de roca, éste tipo de porosidad es la de mayor interés para la
industria petrolera ya que permite reali#ar los estudios de cantidad de
petróleo y "as in situ, teniendo en cuenta que los hidrocarburos almacenados
en los espacios porosos interconectados son los que pueden explotarse
parcialmente de un yacimiento. 9ormalmente varía entre ran"os del :; y
mayores al 27;4 siendo mayores al 27; como porosidades muy buenas,
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entre el 1:; y 27; como porosidades buenas, entre 17; y 1:; como
porosidades moderadas, entre :; y 17; como porosidades pobres y
menores al :; como muy pobres. 0atemáticamente se representa así'
∅ Ef =Vporosointerconectado
V total
2. -e"%n el ori"en de la porosidad'
a* (orosidad (rimaria' (orosidad inter"ranular, se formó a medida que los
sedimentos se depositaban quedando espacios vacíos entre los "ranos y
fra"mentos minerales.
b* (orosidad -ecundaria' -e conoce también como porosidad inducida o
vu"ular, y se formó debido a procesos "eoló"icos posteriores a la
depositación de sedimentos, se tiene las si"uientes subclases'
5(orosidad por lixiviación de a"uas subterráneas' -u aparición depende de lastopo"rafías de superficies anti"uas de erosión, se requiere tiempo suficiente de
erosión, nivel de superficie mayor que el nivel hidrostático para permitir la acción
disolvente de a"uas meteóricas.
5(orosidad por
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CALIBRACIÓN DELEQUIPO
1. Cerrar asválvulas de de
vac!" su#$%$s&r! 'e%&rada de (el$!"a)r$r válvula de
e*+a%s$,% ' lue-!e%ce%der el+!r!s#e&r!
. E%c$e%da la)!#)a de vac! 'e*&ra$-a &!das las
$#+ure/as 0uec!%&e%-a el+!r!s#e&r!.
3. C!l!car el c$l$%dr!e% el +!r&a#ues&ra '+!s&er$!r#e%&e e% el
e0u$+!" re-$s&re elv!lu#e% del
+!r&a#ues&ra
4. Aus&ar el #ed$d!rde +res,% a 2 +s$" 'a)ra la válvula de
su#$%s&r! de (e as&a0ue la +res$,% sea de
122 +s$-
5. C$erre lasválvulas de e%&rada' de su#$%$s&r! de
(e" re-$s&re la+res$,% P1
6. A)ra la válvulade e*+a%s$,% ' la
+res$,% ledare-s&rela c!#! P "+asar la válvula devac! a la +!s$c$,%
de ve%&e!
. Re+e&$r el+r!ced$#$e%&! desdeel +as! u%as &res
veces c!% cadac$l$%dr! as&a 0ue larelac$,% de +res$!%es
%! sea #a'!r de2"221 +s$-
. A)ra la celda '
ca#)$e el cl$%dr! de+res$c$,% +!r !&r! 're+$&e &!d! el
+r!ced$#$e%&!.
DEER7INACIÓN DELA PORO8IDAD
8elecc$!%e u%+!r&a#ues&ras
adecuad! +ara su%9cle!" +ara ev$&arerr!res de #ed$c$,%
Re+$&a &!d! el+r!ced$#$e%&!a%&er$!r" +er!
&a#)$:% re-$s&re elv!lu#e% de su
%9cle!
Re-$s&re da&!s '+r!ceda a l!scálcul!s. ;IN
• (resencia de (artículas
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TABLA DE DATOS
abla 1. >dentificación de la muestra
N6
L>: P7@65P
P1 P2 P1 P2
1 B.: 177 ?.1: 177 ?.7177 ?.7@177 ?.7B
2 .B:. 2.@
. 2.::. 2.:
177 2.:
abla ?. Datos de la muestra
N 56
@* PP76> 7@65*
PP1 P2 P1 P2
1?@ B7.?
177 2.2B
177 2.?177 2.:
177 2.1
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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MUESTRA DE C&LCULOS
´ P1V 1= ´ P2V 2
´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V ca−V pm )
Donde'+r 3 volumen de la cámara de referencia
+c3 volumen de la cámara donde es introducida la muestra
+ca3 volumen del cilindro de acero
(1 y (23 presiones promedio
+pm3 +olumen del porta muestras
Esando los datos de la tabla 2 de calibración del equipo reempla#a en la ecuación
anterior y se obtienen dos ecuaciones con dos incó"nitas'
•
&cuación 1 ´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V ca−V pm )
100V r=34.09 (V r+V c−68.59−7.5 )
100V r−34.09V r=34.09V c−2593.9081
65.91V r=34.09V c−2593.9081
V r=0.51722V c−39.3553
• &cuación 2
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V ca−V pm )
99.99V r=28.55 (V r+V c−49.65−7.5)
99.99V r−28.55V r=28.55V c−1631.6325
71.44V r=28.55V c−1631.6325
V r=0.3996V c−22.8392
>"ualando la ecuación 1 y la ecuación 2, se puede despear las dos incó"nitas'
0.51722V c−39.3553=0.3996V c−22.8392
V c=140.4191 cm3
$eempla#ando el valor de +c en la ecuación 1, se obtiene'
V r=0.51722 (140.4191 )−39.3553=33.2723 cm3
Ahora se halla el volumen de "rano mediante el despee de la si"uiente ecuación'
´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V g−V pm )
V g=V c−V r( ´ P
1
´ P2−1)−V pm
V g=140.4191−33.2723
(
100
28.34−1
)−7.5
V g=48.7874 cm3
F la porosidad efectiva se calcula de la si"uiente manera'
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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∅=V t −V gV g
=60.34−48.7874
48.7874=0.257=25.7
AN&LISIS DE RESULTADOS
os resultados obtenidos revelan que la muestra asi"nada, el n%cleo 9o.1@
posee buenas propiedades petrofísicas, prueba de ello es su porosidad efectiva
ya que supera el 27;, lo que indica que es muy buena, éste resultado si se
compara con las porosidades de las rocas sedimentarias indica que la muestra esarenisca, posiblemente el yacimiento de donde fue extraída tiene como formación
productora una arenisca.
A pesar de los buenos resultados, hay que se8alar que las presiones leídas, no
eran 177 psi, y para que la práctica se llevara a cabo sin már"enes de error, tales
presiones deberían ser 177 psi, con ello se incurre en errores de cálculo de la
porosidad efectiva, sin embar"o, para efectos peda"ó"icos y de aplicación de
conceptos básicos de leyes de "ases y propiedades petrofísicas, la estimación
hecha en el laboratorio fue muy aceptable y puede tomarse como un buen dato
para estudio de yacimientos.
ambién se puede decir que la muestra presenta muy buena interconexión entre
sus espacios porosos, por lo que sería un buen almacén para hidrocarburos y
a"ua.
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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DESARROLLO DE TALLER 4. DETERMINACION DE LA POROSIDAD POR ELMETODO DEL POROSIMETRO RUSKA DE EXPANSION DE HELIO
1. Calcule el volumen de las cámaras del porosímetro de expansión de helio y la
porosidad de su muestra asi"nada.
´ P1V 1= ´ P2V 2
´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V ca−V pm )
Donde'+r 3 volumen de la cámara de referencia
+c3 volumen de la cámara donde es introducida la muestra
+ca3 volumen del cilindro de acero
(1 y (23 presiones promedio
+pm3 +olumen del porta muestras
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
1.
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Esando los datos de la tabla 2 de calibración del equipo reempla#a en la ecuación
anterior y se obtienen dos ecuaciones con dos incó"nitas'
• &cuación 1´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V ca−V pm )
100V r=34.09 (V r+V c−68.59−7.5 )
V r=0.51722V c−39.3553
• &cuación 2
´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V ca−V pm )
99.99V r=28.55 (V r+V c−49.65−7.5)
V r=0.3996V c−22.8392
>"ualando la ecuación 1 y la ecuación 2, se puede despear las dos incó"nitas'
0.51722V c−39.3553=0.3996V c−22.8392
V c=140.4191 cm3
$eempla#ando el valor de +c en la ecuación 1, se obtiene'
V r=0.51722 (140.4191 )−39.3553=33.2723 cm3
Ahora se halla el volumen de "rano mediante el despee de la si"uiente ecuación'
´ P1V r=´ P2 (V r+V c−V g−V pm )
V g=V c−V r( ´ P
1
´ P2−1)−V pm
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hasta que el nivel de los pedacitos coincidía con la superficie del a"ua en el
recipiente. Calcular el volumen total y la porosidad del material en el recipiente, si
el total del peso del recipiente es de ?7BB "ramos. Ga porosidad calculada es
total o efectiva, expliqueH a densidad de la cali#a es de 2.@2 "6cc
W agua+recipiente=900 g
W agua+recipiente+caliza=3066 g
W caliza=3066g−900 g=2166g
V caliza=W caliza
ρ
= 2166 g
2.72 gcm
3
=796.32cm3
V t =V caliza+V agua=796.32ml+500ml=1296.32ml
∅=V t −V gV g
=1296.32−796.32
796.32=0.628=62.8
a porosidad calculada es la total, porque ese volumen de "rano es el total mas no
el volumen de "rano interconectado.
. En vaso de precipitado fue llenado hasta 2:77 mililitros con dolomita. &l peso
de la dolomita colocada en el recipiente es ::11"ramos. Calcule la porosidad, Ga
porosidad calculada es total o efectiva, expliqueH a densidad de la dolomita es de
2.B "6cc
V t =2500mldedolomita
W dolomita=5511g
V dolomita=W dolomita
ρ =
5511g
2.86 g
cm3
=1926.92 cm3
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∅=V t −V g
V g=2500−1926.92
1926.92=0.297=29.7
a porosidad calculada es la total, debido a que el volumen de "rano utili#ado esel volumen de "rano total, es decir, el interconectado y el que no lo está.
:. GCuáles son las ventaas de las diferentes herramientas de re"istros, para
determinar la porosidad se"%n la litolo"ía de la rocaH
a porosidad puede ser determinada a partir de re"istros como el de absorción de
rayos "amma )lito densidad* y los re"istros sónicos y de neutrón.
os re"istros de densidad son muy sencillos y prácticos, en formaciones limpias
cuyos poros se encuentran saturados con a"ua o aceite el re"istro presenta la
cantidad de porosidad saturada de fluido. F se puede calcular si se conoce las
densidades de la matri# y el fluido.
&l re"istro sónico se basa en el material que constituye la roca, por eemplo en las
rocas sedimentarias se puede medir la velocidad del sonido y con ello la porosidad
fácilmente.
F el re"istro neutrón se basa en la presencia de átomos de hidro"eno y debido a
que la cantidad de hidro"eno por unidad de volumen contenido en el a"ua y en el
petróleo es similar, el resultado obtenido por este re"istro corresponde a la
porosidad.
"UENTES DE ERROR
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&xiste la posibilidad de presentarse taponamientos en los ductos de "as, queimpiden la completa expansión del mismo, lo que no permite la saturación de lamuestra, también es posible que la bomba de vacío no haya cumplido con latotalidad de su labor, por ello los errores posiblemente se dieron, aparte deldeterioro de los equipos, se pueden incluir errores humanos, pues se necesita
sincroni#ación para el auste de las válvulas de apertura y cierre, además delmomento de activación de la bomba.
Debido a que en el procedimiento se debe hacer vacío para un buen re"istro de
resultados, puede que el equipo presente fu"as en las man"ueras o dentro de las
cámaras, lo que hace difícil mantener un equilibrio en la presión, de ahí los datos
tomados pueden "enerar errores en el cálculo de los vol%menes.
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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CONCLUSIONES
• a porosidad efectiva es una propiedad de alto interés para la industria
petrolera ya que indica la capacidad de almacenamiento de las rocas.
• a muestra anali#ada posee buna porosidad efectiva por lo que es aptapara el almacenamiento y la extracción de hidrocarburo.
• os valores altos de porosidad indican que la roca posee buena
interconexión entre sus espacios porosos.
• &s importante el efecto que tienen los tipos de empaque, el material
cementante, la distribución y "eometría de los "ranos en la porosidad de lasrocas.
• 0ientras más an"uloso sea el "rano y mientras haya buena selección, la
roca presentará buenos valores de porosidad.
• a porosidad medida en laboratorio representa una buena estimación de las
condiciones petrofísicas del yacimiento.
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(rocedimiento'
1. Calibración del porosímetro. (ara la respectiva
calibración se utili#a'
• Cilindros de acero de volumen conocido
introducidos en una cámara especial.• Ena variedad extensa de tapones de
acero para las diferentes tipos de muestras.2. Ibtener volumen de referencia )+1* y el volumen
muerto del sistema )+d*.?. (reparación del n%cleo seco.. -e aplica un esfuer#o resctrictivo de 77 psi o menos.:. -e dea entrar el helio a la cámara a una presión predeterminada )(1* )1775
277 psi*.B. -e re"istra la presión más baa de equilibrio que resulta.@. -e calcula el volumen del poro, teniendo en cuenta la ley de /oyle que
plantea la si"uiente ecuación' P1V 1= P2(V 1+V p+V d )
Dónde' P
1 y P2 3 (resiones del sistema
V 1 3 +olumen de la cámara de referencia
V p 3 +olumen poroso
V d 3 +olumen muerto, corresponde al volumen que queda entre la muestra y las
bandas.
M:5 56 8: 56 ?8 @ ?;
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líquido incompresible. a idea ori"inal ha sido de !orner )1*. os aparatos paraeste método pueden obtenerse comercialmente y uno de éstos es el porosímetro$usJa de alta presión.a porosidad de una muestra se obtiene, primero midiendo su volumen total apresión atmosférica con un fluido apropiado de despla#amiento )mercurio* en un
picnómetro y, lue"o, for#ando bao presión el fluido dentro de la muestra ymidiendo el volumen que penetra en el espacio poroso, &ste método es muypráctico, especialmente para muestras de baa permeabilidad en donde no sepueden obtener resultados exactos con otro equipo de porosidad.
(ara determinar la porosidad de una muestra, primero se le extraen los fluidos ydespués se seca. &l volumen total del n%cleo se determina por despla#amiento demercurio en un picnómetro, valor leído directamente de la escala volumétrica conaproximación de 7,71 cc. a lectura se obtiene colocando el n%cleo en elpicnómetro, poniendo la tapa, y observando el instante en que la primera "ota demercurio aparece en la válvula del picnómetro. Ena ve# que se obtiene el volumentotal, se cierra la válvula, se fia la escala del espacio poroso y se somete el
sistema a la presión de referencia establecido previamente, siendo "eneralmentede @:7 libras por pul"ada cuadrada. os centímetros c%bicos de mercuriorequeridos para elevar la presión de 7 a @:7 lpc representan el espacio poroso dela muestra, y se lee directamente en la escala de porosidad.
2- Calcule las porosidades para empaquetamiento tipo rombohedral y ortorrómbico ytetra"onal esferoidal.
• &mpaquetamiento rombohedral'
De acuerdo con la fi"ura'
cbaV t **=
Dónde'
º45*4 Cosr a =
r cb 4==
&l volumen total del romboedro es'
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
.1
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3
3
25.45
º45*64
r V
Cosr V
t
t
=
=
&l volumen de los "ranos está dado por'
3
3
51.33
3
48
r V
r V
gr
gr
=
= π
F la porosidad se define entonces mediante'
%94.25
100*25.45
51.3325.45
100*
3
33
=
−=
−=
φ
φ
φ
r
r r
V
V V
t
gr t
• &mpaquetamiento ortorrómbico'
De acuerdo con la fi"ura'
cbaV t **=
Dónde'
º30*4 Cosr a =
r cb 4==
&l volumen total del ortorrombo es'
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
..
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23/30
3
3
426.55
º30*64
r V
Cosr V
t
t
=
=
&l volumen de los "ranos está dado por'
3
3
51.33
3
48
r V
r V
gr
gr
=
= π
F la porosidad se define entonces mediante'
%54.39
100*426.55
51.33426.55
100*
3
33
=
−=
−=
φ
φ
φ
r
r r
V
V V
t
gr t
• &mpaquetamiento tetra"onal esferoidal '
&n este tipo de empaque, los ees de las esferas forman entre sí en todas
direcciones án"ulos de B7K.
Aplicando propiedades "eométricas se tiene que'
V T =2r (2rsen60)2rsen60
V S=4
3π r
3
∅=30.19
Determinación de la porosidad por el método del Porosímetro Ruska deexpansión de Helio.
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3- GCuáles son los factores petrofísicos que afectan la porosidad de una rocaH
ipo de empaque' >dealmente se pueden formar los si"uientes tipos de
empaquetamientos los cuales tienen diferente valor de porosidad.
&l incremento de la presión de confinamiento hace que los "ranospobremente clasificados y an"ulares muestren un cambio
pro"resivo de empaquetamiento aleatorio a un empaque más cerrado,
reduciendo con ello la porosidad. -e"%n el tipo de empaque se tienen los
si"uientes valores de porosidad' C%bico, porosidad 3 @.B ; $omboedral,
porosidad 3 2:. ;Irtorrómbico, porosidad 3 ?.: ; etra"onal
esfenoidal, porosidad 3 ?7.1 ; . =rado de Cementación o consolidación' Cemento que une los "ranos y
que se forma posterior a la depositación ya sea por dilución de los
mismos "ranos o por transporte. -on cementos' carbonato de calcio,
carbonato de ma"nesio, carbonato de hierro, limonita, hematita, dolomita de
sulfato de calcio, arcillas y combinación de éstos. as areniscas
altamente cementadas presentan baas porosidades. o contrario ocurre
con rocas poco consolidadas. a cementación toma lu"ar tanto en
el tiempo de litificación como en el proceso de alteración de las rocas
causada por a"ua circulante. De la calidad del material cementante
dependerá la firme#a y compactación de la roca. -e tiene, entonces,
formaciones consolidados, poco consolidados y no consolidados. =eometría y distribución de "ranos' -e debe a la uniformidad o clasificación
de los "ranos. Dicha clasificación depende, a su ve#, de la distribución deltama8o del material, tipo de depositación, características actuales
y duración del proceso sedimentario. Cuando los "ranos son más
redondeados proporcionan más homo"eneidad al sistema y por ende la
porosidad será mayor. (resencia de (artículas
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as medidas de porosidad en un yacimiento varían un poco dependiendo del lu"ar
y al #ona donde se toma, además de las diferentes técnicas puestas en práctica,
por ello se hace necesario asi"nar una porosidad a todo el yacimiento que
represente el promedio de todos los valores disponibles. (ara calcularla existen
distintas formas, entre ellas'
Promedio aritm*tico
Consiste en determinar la media aritmética de las porosidades.
n3 n%mero total de muestras4 L3 porosidad de cada muestra.
Promedio ponderado o pesado
a. (or espesor de arena' Diferentes capas de arena de espesor conocido
b. (or área de drenae de cada po#o'
c. (or volumen'
Promedio estad+stico: -e basa en los datos estadísticos clasificados en ran"os dela variable en consideración, en este caso porosidad, y el n%mero de ocurrencia dela variable en cada ran"o tabulado,
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Donde L a es la porosidad aritmética promedio4 Li la porosidad en el punto medio de
cada ran"o4 i la frecuencia de cada intervalo o ran"o y n el n%mero de clases deintervalos.
!- GCuáles son las ventaas y desventaas de este métodoH
Ventajas:M a cantidad de !elio requerida para la prueba es peque8a, por lo que esta
medición resulta ser económica.M a muestra no se destruye ni sufre da8os de nin"una manera, por esta
ra#ón puede ser utili#ada en otras mediciones.M &l método es directo, por tanto hay menos fuente de error.M a operación es rápida, sencilla y tiene un excelente nivel de repetibilidad.M -e pueden probar muestras que ten"an formas irre"ulares o fisuras
$esventajas:M -e requiere una calibración extremadamente cuidadosa y frecuente para
poder obtener un buen nivel de exactitudM os cambios en temperatura o presión barométrica deben ser
contabili#ados en los cálculos.M &l valor de porosidad resultante será más alto que el valor de porosidad
verdadero si se absorbe el "as en las superficies de la muestra. &l uso dehelio minimi#a esta posibilidad.
#- G(or qué la presión de paso de !elio es de 177 psiHa presión de paso de !e debe ser menor a 177 psi porque a esta presión el !e
se comporta como un "as ideal, lo que hace posible la aplicación sin nin"%n
inconveniente de la ley de /oyle de los "ases ideales.
&n el proceso de calibración del equipo, se utili#a un re"ulador de presión con el
obetivo de que al aplicar presión por medio del pistón micrométrico el mercurio
alcance la marca de referencia en el manómetro y en consecuencia obtener las
dos lecturas de presión para la misma referencia del manómetro, ya que la
relación de presiones no puede diferir en más de 7.771.
- G(or qué se usa helio en la determinación de la porosidadH
a utili#ación de !elio en el desarrollo de esta prueba, es de "ran importancia
debido principalmente a las si"uientes ra#ones'
= &l !elio es un "as noble monoatómico que tiene un tama8o muy peque8o yuna "ran capacidad de penetración en la "ran mayoría de poros más finos
del n%cleo muestra y en micro5fisuras de la roca, aproximadamente de 17517
m.= &l !elio es un "as noble, que se comporta como "as ideal, lo cual hace que
la ley de /oyle pueda ser aplicada en este procedimiento.= Al ser un "as inerte desaparece el ries"o para salud, al no ser toxico.
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= &l !elio presenta "ran fluide#, lo cual "aranti#a que el "as estará presente
en la totalidad del volumen poroso efectivo de la muestra.= Al ser puro y estable, no producirá reacciones ni nin"%n tipo de alteración
en la muestra.)- G(or qué es necesario hacer el vacío a los cilindros de referencia )acero* y de
muestraHCon el vacío se "aranti#a que las cámara estén totalmente desocupadas
)no esté presente nin"%n "as como el aire* para que cuando sean abiertas las
válvulas que dan paso al !elio, éste no se me#cle con nin"%n otro componente
)"as*, porque si esto ocurre se altera su composición, su peso molecular y otras
propiedades que se desconocerían al ser ya una me#cla de "ases y por lo tanto
no se podría asumir como un "as ideal y por ende sería totalmente erróneo aplicar
la ey de /oyle en este procedimiento.
/- GCuál es el porcentae de error cometido se"%n los resultados de calibraciónH
(ara determinar el porcentae de error en los resultados de la calibración se
emplean como vol%menes teóricos de +1 y +2 son ?2.B cm? y 17 cm?
respectivamente, y los calculados son extraídos de la muestra de cálculo,
obteniendo como resultado'
M (ara el volumen de la cámara de referencia, +r '
%Error=|ValorTeórico−ValorCalculadoValorTeórico |×100
%Error=|32.86 cm
3
−33.2723 cm3
32.86 cm3 |×100=1.25
M (ara el volumen de la cámara en donde se introduce la muestra, +c'
%Error=|ValorTeórico−ValorCalculadoValorTeórico |×100
%Error=|140cm3−140.4191 cm3
140cm3 |×100=0.29
eóricamente se establece que, un sistema bien calibrado determinará el volumen
de "rano con una precisión de N 7.2 ; del valor real. &sto corresponde a
aproximadamente N7.7? cm? en muestras de una pul"ada de diámetro y
aproximadamente 1 pul"ada de lar"o y N7.1 cm? en muestras de 1 O pul"adas de
diámetro y 2 pul"adas de lon"itud.
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RECOMENDACIONES
• (ara evitar errores en la lectura de presiones y posterior cálculo o
estimación de la porosidad, es necesario actuali#ar los equipos, ocalibrarlos y hacerles mantenimiento constante.
• 0ás interacción de los estudiantes con los equipos del laboratorio, con ello
se incrementará el conocimiento y se afian#arán los conceptos aprendidos.
• $eali#ar un buen vacío al porosímetro, con ello se disminuye de forma
importante el mar"en de error en la estimación de la porosidad.
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BIBLIOGRA"ÍA
A$C>A-. Consultado 12 de 0ar#o 271B. Disponible en'http'66bibliotecadi"ital.ilce.edu.mx6sites6ciencia6volumen?6ciencia?6176html6secPB.html
=uía de laboratorio de la asi"natura de Análisis de 9%cleos. &xperiencia Determinación de la (orosidad por el método del porosímetro $usJa de expansión
de !elio, laboratorio de yacimientos.
(I$I->DAD. Consultado 12 de 0ar#o 271B. Disponible en'http'66QQQ.academia.edu6:B7?2761:?12@?5(orosidad
(I$I->DAD D& FAC>0>&9I- (&$I&$I-. Consultado 12 de 0ar#o 271B.
Disponible en'http'66yacimientosdepetroleopesado.blo"spot.com.co62776126porosidad5de5yacimientos5de5petrleo.html
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