Flujo de fluidos Coeficientes de permeabilidad

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA & ARQUITECTURA

UNIDAD TICOMÁN

CIENCIAS DE LA TIERRA[pic 3]

Flujo de fluidos[pic 4]

Coeficientes de permeabilidad

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GRUPO 3PM1

Equipo 2

Docente: Jiménez Chong Gumesindo Alejo

RESUMEN

En la práctica de flujo en medios porosos, se procedió a conectar dos tanques de manera que existiera un flujo constante entre ellos y los permeámetros, esto para calcular la permeabilidad que tenían diferentes tipos de materiales contenidos en la tubería de plástico, tomando en cuenta sus diferencias, logramos observar que la permeabilidad varía en función del tipo de roca y si el fluido tiene un flujo constante o no, esto aunado a las condiciones en las que se encuentra y se posiciona, (ya sea horizontal ó vertical “ascendente o descendente”).

OBJETIVO

•        Determinar el coeficiente de permeabilidad en materiales consolidados.

•        Analizar el flujo de fluidos a través de medios porosos obteniendo la distribución de carga, presión y velocidad.

MARCO TEÓRICO

La permeabilidad es la capacidad de la roca para permitir el flujo de fluido a través de los espacios porales, y su unidad de medida es el Darcy. Por lo general se conocen en la ingeniería de Yacimientos tres tipos de permeabilidades, estas son la “Permeabilidad Absoluta”, la “Permeabilidad Efectiva” y la “Permeabilidad Relativa”

La determinación de esta propiedad de las rocas en un yacimiento puede ser obtenida aplicando simulaciones numéricas y regresiones no lineales, además de los métodos de laboratorios comúnmente usados.

Para realizar estudios de ingeniería de yacimientos y pronósticos de producción es necesario conocer los parámetros característicos de la roca-reservorio: permeabilidad y porosidad. Su medición directa en el laboratorio sobre muestra de roca presenta graves inconvenientes. Por un lado la extracción de las muestras que se realiza parando la perforación de los pozos es costosa. Por el otro, la representatividad de dichas pequeñas muestras (del orden de pocos centímetros cúbicos) es, obviamente, relativa frente a las dimensiones de un yacimiento. Por eso se han diseñado mediciones indirectas de ambos parámetros

La permeabilidad, en cambio, se puede estimar mediante los ensayos de pozos en producción. El más difundido de los ensayos es el "drawdown test" que consiste en medir la presión dinámica en el fondo del pozo, Pwj(t), durante un período de flujo a caudal constante; comenzando desde un valor estabilizado de la presión en el reservorio.

El análisis convencional de las mediciones de presión recabadas durante el ensayo a caudal constante con el fin de estimar la permeabilidad, se realiza con procedimientos gráficos y/o con ajuste visual a curvas

Esta estimación se realiza habitualmente con procedimientos analítico-gráficos que a veces incluyen superposición de curvas, es decir ajuste visual a curvas tipo de los datos medido. Paralelamente, esta ecuación en términos de la pseudopresión es resuelta por Russelletal, mediante un método de Crank-Nicolson iterativo. Wattenbargeretal.15 resolvieron numéricamente la misma ecuación pero incluyendo el efecto de turbulencia. Dranchuk et al.lG incluyen además la dependencia de la permeabilidad con la presión de acuerdo con el efecto Klinkerberg presentando también soluciones numéricas.[pic 6]

Otro procedimiento independiente a los cálculos numéricos, es el que se lleva a cabo en los laboratorios, en el cual secciones de 9 metros obtenidos del área de perforación a través de las nucleadoras son llevados a pruebas que simulan condiciones de yacimiento, en las cuales además de obtener valores para la porosidad y saturación, también se obtienen resultados para conocer la permeabilidad equivalente y efectiva de estas secciones, en las cuales un fluido de características similares al aceite del intervalo productor se hace pasar a través de la sección de roca, obteniendo así un valor de la permeabilidad.

Otras formas de obtener valores para la permeabilidad es partir de la corrida de registros geofísicos, los cuales dependiendo del funcionamiento de la herramienta realizara mediciones que nos permitirán obtener un valor para la permeabilidad, ya sea a partir de graficas o cálculos matemáticos.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

EQUIPO[pic 7]

• Soporte universal
• Permeámetro
• Depósitos
• Bombas
• Conexiones
• Tanque de nivel constante
• Calibrador [pic 8]
• Reglas 
• Bascula

MATERIAL

• Colorante

• Agua

PROCEDIMIENTO

1. Instalación del permeámetro correspondiente
2. Encendido de la bomba y comprobación experimental a válvula del permeámetro cerrada, donde las altura piezométricas deben ser iguales
3. Abrir la válvula de paso del permeámetro y esperar que se estabilicen
4. Inyectar tinta en la boca de las mangueras piezométricas para que sea visible la altura correspondiente
5. Purgar las mangueras piezométricas para que no existan burbujas que alteren los resultados
6. Realizar las medidas necesarias, como las diferencia alturas registradas en los piezómetros, a diferentes posiciones de los permeámetros
7. Registrar los gastos de las tres posiciones (horizontal, vertical ascendente y descendente)
8.  Determinar la permeabilidad intrínseca a partir del cálculo del gradiente hidráulico y de la velocidad obtenida para cada caso
9. Realizar las  observaciones pertinentes y cálculos necesarios

Cálculos y resultados

Un material poroso

FLUJO HORIZONTAL

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