Permeabilitate

Permeabilitatea (k) în geologie este o proprietate a rocilor sau solurilor neconsolidate și reprezintă capacitatea de a fi traversată de fluide. Valoarea permeabilității are o mare importanță în determinarea productivității rezervoarelor de hidrocarburi sau a puțurilor pentru producția de apă .

Permeabilitate absolută

Permeabilitatea apare ca o constantă de proporționalitate în Legea lui Darcy, care leagă gradientul de presiune de debitul prin două constante: vâscozitatea , corelată cu caracteristicile fluidului și permeabilitatea, corelată cu caracteristicile mediului poros.

Exemplu de corelație porozitate - permeabilitate

Unitatea de măsurare a permeabilității este îndrăzneața sau mai frecvent milidarcia (md). Dimensional, permeabilitatea este o suprafață (1 darcy = 0,987 × 10 ^ ⁻¹² m ² ). Permeabilitatea conținută în legea lui Darcy exprimă fluxul unui singur fluid (monofazat) și se numește permeabilitate absolută . Factorii care afectează permeabilitatea absolută sunt legați de structura microscopică a mediului poros, de exemplu tortuozitatea și lățimea porilor. Spre deosebire de porozitate , permeabilitatea este o cantitate vectorială. S-a văzut că aceste două cantități, deși reprezintă caracteristici foarte diferite ale rocilor (permeabilitatea un „flux”, porozitatea un „volum”), sunt legate între ele în special în rocile clastice .

Metode de măsurare a permeabilității absolute a rocilor

Permeabilitatea absolută este măsurată în laborator, pe probe de rocă („miezuri”) extrase din subsol sau obținute din interpretarea datelor obținute prin teste de curgere („teste de producție”) ale sondelor.

Măsurătorile de laborator se fac prin fluxarea unei probe cilindrice în condiții controlate și aplicarea legii lui Darcy

k=\mu {\frac {l}{S}}{\frac {\dot {V}}{\Delta p}}

{\ displaystyle k = \ mu {\ frac {l} {S}} {\ frac {\ dot {V}} {\ Delta p}}}

{\ displaystyle k = \ mu {\ frac {l} {S}} {\ frac {\ dot {V}} {\ Delta p}}}

unde este:

k este permeabilitatea (în nebunie);
l este lungimea eșantionului (în metri );
S este suprafața debitului (în m ² );
μ este vâscozitatea fluidului (în echilibru );
${\dot {V}}$ ${\ displaystyle {\ dot {V}}}$ ${\ displaystyle {\ dot {V}}}$ debitul volumetric (în m ³ / s );
Δp este diferența de presiune la cele două capete ale probei (în Pascal ).

Se folosește un fluid incompresibil care nu interacționează cu mineralele prezente în rocă, într-un regim de flux laminar și cu mediul poros saturat cu același fluid. În mod similar măsurătorilor de porozitate, avantajul obținerii măsurătorilor exacte este opus de volumul limitat investigat, comparativ cu eterogenitatea rocii și de riscul utilizării probelor modificate prin operațiile de extragere și extracție din fântână.

Măsurarea se efectuează atât de-a lungul axei eșantionului, cât și perpendicular pe acesta, pentru a obține permeabilitatea verticală și orizontală.

Permeabilitate relativă

Atunci când există prezența simultană a două sau mai multe fluide saturante de pori, de exemplu petrol , gaze naturale și apă fosilă , este necesar să se descrie capacitatea mediului poros de a face de preferință unul sau altul dintre acestea; în acest caz sunt definite permeabilitățile relative . Permeabilitatea unui fluid față de celălalt variază pe măsură ce variază relația dintre saturațiile acestora. În cazul a două fluide, permeabilitățile relative sunt, prin urmare, exprimate printr-o pereche de curbe. În aceste situații, valoarea permeabilității relative depinde și de valoarea de saturație a fluidului, cu cât un fluid este mai prezent cu o saturație mare, cu atât este mai mare valoarea permeabilității sale relative.

Exemplu de curbe de permeabilitate relativă a unui sistem ulei - apă

Deoarece producția de hidrocarburi dintr-un rezervor generează în timp o creștere a valorii de saturație în apă și o scădere consecventă a celei în hidrocarburi, există și o variație în timp a valorilor relative ale permeabilității în roca rezervorului.

Metode de măsurare a permeabilității relative a rocilor

Metodele sunt similare din punct de vedere conceptual cu măsurarea permeabilităților absolute și, în general, asigură spălarea simultană a celor două fluide cu rapoarte de curgere diferite. Odată ce starea de echilibru este atinsă (fluxurile de intrare și ieșire și căderea de presiune la constanta extremă a probei) permeabilitățile sunt calculate folosind legea lui Darcy pentru fiecare fluid.

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Permeabilitate / Permeabilitate (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	Tezaur BNCF 34312 · LCCN (EN) sh85099987 · GND (DE) 4173828-7 · BNF (FR) cb11977399q (dată)

Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de inginerie