UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO
INGENIERÍA AMBIENTAL
HIDROLOGIA II POROSIDAD, PERMEABILIDAD Y TRANSMISIBILIDAD DE LAS ROCAS
FREDY CONDORI HUAMÁN DIANA LIMAS MOYA
SETIEMBRE 2013
POROSIDAD EN LAS ROCAS
Matriz Rocosa y Definición de Porosidad
Factores que Gobiernan la Magnitud de la Porosidad
Porosidad Primaria y Secundaria. Porosidad Efectiva
• Ejercicio
MACIZOS ROCOSOS Matriz Rocosa: Material rocoso exento de discontinuidades o los bloques de “roca intacta” que quedan entre ellas. Discontinuidades: Es cualquier plano de origen mecánico o sedimentario que independiza o separa los bloques de matriz rocosa en un macizo rocoso.
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POROSIDAD EN LAS ROCAS porosidad describe la capacidad de las rocas
La para albergar agua. Se refiere a los espacios abiertos (poros) en los diferentes tipos de rocas La porosidad de un material viene expresada por la relación entre el volumen de su parte vacía u ocupada por aire y/o agua y su volumen total.
Esquematización de un material poroso, Tomado por Mendoza (2000)
Si se considera un cierto volumen de una muestra de una roca se distingue: • Volumen de la parte sólida (Vs) • Volumen de huecos (Vv) • Volumen total (Vt = Vs + Vv) La porosidad vendría expresada por la relación entre el volumen de huecos y el volumen total
m = Vv/Vt m = porosidad total
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA POROSIDAD Determina la forma y la dimensión de los poros. Los granos • FORMA DE LOS esféricos presentan menor porosidad que los granos GRANOS angulosos. • DISPOSICIÓN DE Cuanto menos clasificado esté un material, menor va a ser LOS GRANOS su porosidad. • TAMAÑO DE LOS La mezcla de tamaños disminuye la porosidad. GRANOS
Variación de la porosidad debido al grano de homogeneidad del tamaño de los granos.
CLASIFCACIÓN DE LA POROSIDAD SEGÚN SU ORIGEN POROSIDAD PRIMARIA: • •
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La porosidad esta asociada a aquellos poros que se formaron durante la depositación de la roca. Huecos presentes en las rocas que son usualmente granular o intergranular, y que se formaron en el mismo momento en que se formó la roca es decir en la sedimentación original. La distribución de éstos poros es mucho mas homogénea que en las rocas consolidadas.
POROSIDAD SECUNDARIA: •
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Desarrollada después del proceso de formación de la roca; por disolución los carbonatos (calizas y dolomitas). La porosidad secundaria esta asociada a los procesos diageneticos, que incluyen a todos los procesos físicos, químicos y biológicos que alteran al sedimento no consolidado desde el momento de su depositacion(Gueguen, 1994).
Los espacios corresponden a fracturas, diaclasas, planos de estratificación y cavidades producto de la disolución. • Estos espacios no tienen una distribución uniforme y se consideran como fenómenos localizados.
SE PUEDEN DIFERENCIAR DOS TIPOS DE POROSIDADES: •
POROSIDAD TOTAL (m): Relación entre el volumen de huecos (Vv) y el volumen total de la roca (Vt). Es una medida adimensional que se expresa en %. Condiciona el m = Vv / almacenamiento. Vt
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POROSIDAD EFICAZ (me): considera sólo los huecos interconectados. Es la relación entre el volumen de huecos interconectados (Ve) y el volumen total de la roca (Vt). Es la que tiene verdadero interés en hidrogeología, ya que es me = Ve / la que condiciona el movimiento. Vt
La capacidad de retención específica (ms): expresa el agua de retención de un terreno. Se define como la diferencia entre la porosidad total y la porosidad eficaz. ms = mt me
POROSIDAD EFICAZ (me) • •
Se refiere exclusivamente a la parte de los huecos que resulta útil para la libre circulación del agua. Relaciona, por tanto, el volumen de agua extraíble del medio -agua gravífica (puede moverse con libertad es decir bajo el simple efecto de la gravedad)- con el volumen total de material.
PARÁMETROS HIDRÁULICOS CARACTERÍSTICOS DE LOS MEDIOS POROSOS
MÉTODOS •
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Existen diversos métodos para determinar la porosidad, tanto en campo como en laboratorio. Los más precisos son los de campo, ya que determinan la porosidad de un material en su estado natural. Existen métodos para determinar tanto la porosidad total como la porosidad eficaz. En general consisten en determinar la porosidad bien saturando un terreno previamente seco o bien drenando un terreno previamente saturado.
PERMEABILIDAD EN LAS ROCAS
FREDY CONDORI
DESINTEGRACIÓN DE ROCAS El relieve, si la pendiente es elevada se infiltrará únicamente una pequeña cantidad del agua de lluvia, mientras si es una superficie llana la infiltración es mayor y por tanto la erosión. Por ello los suelos evolucionados y bien desarrollados son exclusivos de las zonas llanas.
Fuente: Didáctica de las ciencias experimentales II Enrique Banet Hernández, Mercedes Jaén García
PERMEABILIDAD DE LA ROCA Facilidad con la que el fluido fluye atravez de la misma o simplemente la capacidad que tiene para dejar pasar un fluido atravez de ella (Mendoza 1998).
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Si una roca esta formada por granos tabulares y alargados arreglados uniformemente, la permeabilidad será muy alta en la dirección el la cual están orientados los ejes y media o baja en la dirección perpendicular (Donaldson 1996).
El tamaño de los poros y su conectividad determinan si el suelo posee una alta o baja permeabilidad.
PERMEABILIDAD DE ROCAS SEDIMENTARIAS Varia en un amplio rango y representa un factor físico tan importante que la calidad de un reservorio de hidrocarburos puede determinarse en función de la misma.
PERMEABILIDAD EN ROCAS PLUTÓNICAS Y VOLCÁNICAS Las rocas plutónicas usualmente tienen porosidades y permeabilidades muy bajas, mientras que las rocas volcánicas tienen porosidades y permeabilidades mayores y las rocas sedimentarias cubren un rango amplio de valores de permeabilidad (Guéguen 1994)
DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD ABSOLUTA EN ROCAS La permeabilidad es medida en el laboratorio utilizando tapones de núcleos
FUENTE: lacomunidadpetrolera.com
La permeabilidad obtenida de esta forma es la permeabilidad horizontal del yacimiento (Kh). La medición de la permeabilidad en tapones tomados perpendiculares a la dirección de flujo, permiten la determinación de la permeabilidad vertical del yacimiento (Kv).
Durante las mediciones de la permeabilidad se deben cumplir las siguientes condiciones: Permeámetro a gas
- Flujo laminar (viscoso).
- No reacción entre el fluido y la roca. - Presencia de una sola fase saturando el 100% del espacio poroso.
Usualmente se utilizan gases secos como N2, He o aire, para determinar la permeabilidad, con la finalidad de minimizar las reacciones entre el fluido y la roca.
TRANSMISIVIDAD
EJEMPLO DE TRANSMISIVIDAD
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
