Propiedades Térmicas de Las Rocas Yacimiento

Propiedades Térmicas de las Rocas Yacimiento.

Ing. Yaniak Omar Cedro Reséndiz.Ingeniería Petrolera.

Propiedades de los fluidos petroleros.

Propiedades Termicas de las Rocas Yacimiento

Introducción En este material hablaremos de las diferentes propiedades de

las rocas yacimientos y sus caracterices, si mismo de como y que determina cada una de ellas.


Propiedades Térmicas de las Rocas Yacimiento. La temperatura y el calor se vinculan mediante las

propiedades térmicas de las rocas y sus fluidos de poros. Existen 4 propiedades tales como la capacidad calorífica volumétrica, la conductividad térmica, la difusividad termica y el cociente de expansión termica.


Capacidad Calorífica Volumétrica. La capacidad calorífica volumétrica especifica la cantidad

de calor requerido para elevar la temperatura de una unidad de volumen de roca (y de cualquier fluido intersticial contenido en su interior) en un grado.


Conductividad Termica La conductividad termica proporciona la conexión cuantitativa

entre el flujo de calor y las diferencias de temperatura. Puede definirse considerando un cubo de material homogéneo con una diferencia de temperatura entre dos caras opuestas. La constante de proporcionalidad es la conductividad termica y posee unidades de W/M°K

conductividad termica relaciona los gradientes de temperatura con el flujo de calor. Un bloque de material con una diferencia de temperatura ΔT en dos caras opuestas separadas por una distancia ΔZ sustenta un flujo de calor cuya magnitud es proporcional a la diferencia de temperatura dividida por la distancia. La constante de proporcionalidad es la conductividad termica del bloque K. muchos materiales exhiben una conductividad termica anisotropica, en la que las diferencias de temperatura a lo largo de diferentes pares de las caras opuestas de un cubo se traducen en magnitudes diferentes de flujo de calor. La anisotropía termica es común en los materiales finamente estratificados, tales como las rocas, en los que la conductividad termica paralela a las capas () es hasta un 50% mas alta que la conductividad termica


La conductividad termica relaciona los gradientes de temperatura con el flujo de calor. Un bloque de material con una diferencia de temperatura ΔT en dos caras opuestas separadas por una distancia ΔZ sustenta un flujo de calor cuya magnitud es proporcional a la diferencia de temperatura dividida por la distancia. La constante de proporcionalidad es la conductividad termica del bloque K. muchos materiales exhiben una conductividad termica anisotropica, en la que las diferencias de temperatura a lo largo de diferentes pares de las caras opuestas de un cubo se traducen en magnitudes diferentes de flujo de calor. La anisotropía termica es común en los materiales finamente estratificados, tales como las rocas, en los que la conductividad termica paralela a las capas () es hasta un 50% mas alta que la conductividad termica perpendicular a estas ().


Difusividad Termica La difusividad termica determina la velocidad con la que se

desplaza un frente de temperatura a través del yacimiento. La difusividad termica controla la tasa de elevación de la

temperatura en un bloque uniforme de material, cuando es mayor el calor que fluye hacia el interior que hacia el exterior del bloque. Si se establece un gradiente de temperatura inicial entre el bloque y sus adyacencias, los flujos de calor hacia el interior y hacia el exterior son determinados por la conductividad termica del bloque, en tanto que el incremento de temperatura causado por el desequilibrio térmico es determinado por la capacidad calorífica volumétrica del bloque. Por consiguiente, la difusividad termica es la relación entre la conductividad termica y la capacidad calorífica volumétrica.


Cociente de Expansión Termica El cociente de expansión termica, relaciona las respuestas

térmicas y mecánicas de las rocas yacimiento mediante la determinación del grado de expansión de un volumen de roca medido que se incrementa su temperatura.

El cociente de expansión termica mide un cambio fraccional en la dimensión lineal de un cubo uniforme para un incremento de una unidad de temperatura. en los materiales anisotropicos, cada lado del cubo puede expandirse en una magnitud diferente.


Herramienta Utilizada Un nuevo instrumento desarrollado en el centro de

investigaciones de Schlumberger, ha refinado, aun mas las especificaciones para una medición óptica rápida y de alta resolución de las propiedades térmicas. Este instrumento para la realización de perfiles de rocas, detecta la heterogeneidad de la conductividad termica y de la difusividad termica o de la capacidad calorífica volumétrica, calculada a partir de estas dos magnitudes, con una relación superior a 0,4 mm (0,016 pulgadas) a una velocidad de exploración de núcleos de 3,00 mm/s (0,12 pulgadas/s).

Parámetros Valor

Rango de conductividad termica 0.2 a 6.0 W/ºK

Rango de difusividad termica (0.1 a2.5)x

Precisión de la conductividad termica 4%

Precisión de la difusividad termica 5%

Resolución espacial en la generación de perfiles de rocas Superior a 0.4 mm

Velocidad de exploración 3.00 mm/s


Conclusión Las decisiones relacionadas con la rentabilidad de los

proyectos pueden depender de los pronósticos a largo plazo de la cantidad de petróleo adicional que puede ser liberado desde el yacimiento con el calor inyectado. Si bien los pronósticos precisos requieren conocimientos precisos de las propiedades térmicas de los fluidos y las rocas yacimiento, estas propiedades de las rocas yacimiento rara vez se miden. Este artículo analiza las mediciones de las propiedades térmicas de las rocas y describe una técnica óptica nueva y eficiente para su obtención.

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