PERMEABILITATEA ABSOLUTA A ROCILOR COLECTOARE

PERMEABILITATEA ABSOLUTA A ROCILOR COLECTOARE

Permeabilitatea reprezinta insusirea unui mediu poros de a lasa sa treca prin el unul sau mai multe fluide, cu mai multa sau cu mai putina usurinta.

Permeabilitatea este o masura a rezistentei rocii la curgerea fluidelor prin porii ei.

Permeabilitatea absoluta se defineste cu ajutorul legii lui Darcy care este valabila la debite scazute si descrie o zona de curgere linear-laminara.

unde: -k_a-permeabilitatea absoluta;

-μ_a-vascozitatea;

-Q_a-rata de curgere;

-L-aria sectiunii probei;

-p₁-p₂ - diferenta de presiune de-a lungul probei;

-(p₁-p₂)/2=p_m - presiunea medie de proba.

Permeabilitatea se exprima in Darcy (D):

1D=10^-12m²

Permeabilitatea poate fi:

Absoluta, este o caracteristica a rocii si reprezinta capacitatea rocii de a permite unui fluid cu care este saturata sa curga prin porii ei;

Efectiva, se foloseste aceasta notiune atunci cand exista cel putin 2 fluide in rezervor;

Relativa, depinde de roca si de proportia fluidului in roca.

K rel=Kef. gaz/Kabs. roca

S-a observat ca gazelle curg cu o rata mai mare decat lichidele, astfel moleculele de gaz aflate in imediata vecinatate a peretelui conductei se afla in miscare spre deosebire de cele de lichidcare sunt stationare.

Datorita acestui fenomen de «alunecare« a moleculelor de gaz, permeabilitatea depinde de marimea moleculelor, presiune medie si temperatura.

Deoarece permeabilitatea fata de un gaz este mai mare decat permeabilitatea fata de un lichid, Klinkenberg a facut o corectie a permeabilitatii, astfel ca ea sa nu depinda de fluidul cu care a fost determinata (gaz sau lichid), cu ajutorulrelatiei:

K_a=k_∞(1+b/P_m) - relatia lui Klinkenberg;

unde: - K_a - permeabilitatea masurata cu ajutorul unui gaz (gaz in cazul nostru);

-K_∞ - permeabilitatea la presiune medie infinita (permeabilitatea Klinkenberg);

-b - factor Klinkenberg;

-P_m - presiunea medie.

Permeabilitatea Klinkenberg K, este o valoare independenta de fluidul folosit, este o valoare reala a permeabilitatii ce nu depinde de conditiile in care se face determinarea.

Principiul masurarii consta in determinarea permeabilitatii unei roci folosind un gaz (aer in cazul nostru) care curge uniform prin porii comunicanti in urma aplicarii unui grandient de presiune (p₁-p₂).

Roc ace urmeaza a fi analizata este introdusa intr-un matrix cup care este prevazut pe interior cu un manson de cauciuc.Dupa introducerea probei, se aplica o presiune de confinare (de strangere a mansonului de cauciuc), in asa fel ca proba sa fie perfect etanseizata si apoi se aplica o presiune de intrare pe baza careia se calculeaza automat permeabilitatea.

Aplicatia 4.A.

1. Sa se calculeze permeabilitatea unei roci cunoscand urmatoarele date:

- rata medie de curgere prin proba este de 815 cc aer in 500 sec.

- presiunea de intrare p₁=1,45 atm;

- presiunea la iesirea din proba p₂=1 atm;

- vascozitatea aerului=0,02 cP;

- aria probei A=2 cm²;

- lumgimea probei L=2 cm.

2. Avand la dispozitie datele din tabelul de mai jos , iar dimensiunile probei (lungimea si aria) ramanand aceleasi ca cele din aplicatia precedenta, sa se calculeze si sa se reprezinte grafic permeabilitatea K_a in functie de presiunea medie 1/p_m, iar prin extrapolare sa se obtina permeabilitatea Klinkenberg K_l (vascozitatea aerului=0,02 cP).

Analiaza granulometrica

Rocile sedimentare detritice sunt agregate cristal sau mai rar fragmente de minerale amorfe, mai mult sau mai putin cimentate printr-un liant de obicei silicios, argilor, calcaros sau mixt.

Masura in care cristalele sunt fragmentate amorfe de diferite marimi particulele de diferite marimi participa la alcatuirea rocii este denumita compozitie compozitie granulometrica a rocii.

Analiza granulometrica are drept scop determinarea procentelor cu care particulele de diferite marimi intra in alcatuirea unui material aflat in stare de dispersie (materiale argiloase, roci dentritice), mijlocind astfel stabilire textului materialului. Analiza granulometrica se poate realiza prin mai multe metode :

a)     cernere

b)     sedimentare

c)     centrifugare

d)     microoscopica

a) Analiza prin cernere se realizeaz[ prin cernerea mecanica a nisipului printr-un set de site cu ochiuri de diferite marimi, suprapuse una peste alta, uin ordinea descrescatoare a dimensiunilor ochiurilor sitei (de la mare la mic). Sitele sunt inchise etans iar sub ultima sita se afla o tava pentru colectarea fractiei celei mai fine. Pentru analiza granulometrica, sitele se aleg in functie de granulatia nisipului ce urmeaza a fi analizat.

Mod de lucru :

Cantitatea de proba uscata, se cantareste (10g), se introduce pe sita cu ochiurile cele mai mari si se cerne mecanic 30 min pana cand masa materialului pe tava ramanne constanta

Resturile de pe fiecare sita si tava (cantitatea de proba care nu a trecut prin sita) se cantaresc separat si se calculeaza restul pe sita cu formula

% Rest pe sita = m₁/m*100

unde : m₁ este masa restului pe sita, in grame m este masa probei luate in lucru

Reprezentarea grafica a granulozitatii nisipului :

Trecerea cumulativa prin site se calculeaza prin diferenta 100-restul pe sita, ca in fig.1a.

Granulozitatea unui nisip se exprima grafic prin reprezentarea pe abscisa a marimii ochiurilor sitei (in mm) iar pe ordonata a resturilor pe site calculate in procente ca in fig.1.b.

Determinarea granulatiei medii : d₅₀

Prin granulatie medie, se intelege marimea teoretica a ochiului sitei, prin care ar trece 50 % din nisip.

Aceasta se determina grafic din curba cumulativa a granulozitatii nisipului. fig.1.a, care se obtine prin reprezentarea pe abscisa a marimii ochiurilor sitelor utilizate, in scara logaritmica, iar pe ordonata trecera cumulativa prin site, in procente

Determinarea gradului de uniformitate

Se calculeaza astfel :

GU%=%nisip care trece prin sita 4/3 d₅₀ - % nisip care trece prin sita 2/3 d₅₀

Exemplu : daca d₅₀=0.285, atunci:

4/3*0.285=0.38 mm]

2/3*0.285= 0.19 mm

Se citeste pe ordonata :

- valoarea y1= 89% corespunzatoare lui x₁₌0.38 mm ;

- valoarea y2=11% corespunzatoare lui x2 =0.19 mm ;

Astfel, din curbase deduce ca prin sita de 0.38 mm trece 89%, iar prin sita de 0.19 mm trece 11 %

Gradul de uniformitate este GU=89-11=78%

Aplicatie :

Avand la dispozitie un set de site cu dimensiunile date in tabelul de mai jos si resturile pe fiecare sita , sa se calculeze :

a)     restul pe fiecare sita %

b)     trecerea cumulative prin site %: