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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
Curvas de permeabilidad relativa
Swirr
ImbibitionFuerzo aceite
kw
ko
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Sw
kw
k o
Curvas de permeabilidad relativa
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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Respuesta de las diferentes
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
==
Respuesta de las diferentes
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Respuesta de las diferentes
herramientas de porosidad
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.
Respuesta de las diferentes
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Respuesta de las diferentes
herramientas de porosidad
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
==
Respuesta de las diferentes
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Respuesta de las diferentes
herramientas de porosidad
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.
Respuesta de las diferentes
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Respuesta de las diferentes
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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Preguntas?