En petrofísica, la corrección de Klinkenberg es un procedimiento para calibrar los datos de permeabilidad obtenidos a partir de un dispositivo minipermeametro . Se puede obtener un factor de corrección más preciso utilizando la corrección de Knudsen . Cuando se utiliza gas nitrógeno para mediciones de tapones de núcleo, la corrección de Klinkenberg suele ser necesaria debido al llamado efecto de deslizamiento del gas de Klinkenberg. Esto ocurre cuando el espacio poroso se aproxima al recorrido libre medio del gas.
En condiciones de estado estable y flujo laminar , Klinkenberg [1] demostró que la permeabilidad de los medios porosos a los gases es aproximadamente una función lineal de la presión recíproca.
Cuando Klinkenberg definió las interacciones a considerar, supuso la existencia de una capa (a veces llamada capa de Knudsen), más delgada que el camino libre medio molecular, adyacente a la pared del poro donde solo ocurrirían colisiones entre moléculas y pared y las colisiones entre moléculas podrían ignorarse. Por lo tanto, la velocidad de deslizamiento, como se obtiene a partir del enfoque de Klinkenberg, captura la contribución de las interacciones molécula-pared y cuando esta velocidad es cero, se recupera el perfil de velocidad de Poiseuille (que resulta de las interacciones molécula-molécula). Sin embargo, la formulación de Klinkenberg ignora la región de flujo de transición, donde no se pueden ignorar las interacciones molécula-molécula ni molécula-pared porque ambas juegan un papel relevante. [2] La viabilidad de la función lineal de Klinkenberg de la presión recíproca depende del número de Knudsen. Para números de Knudsen de 0,01 a 0,1, el enfoque de Klinkenberg es aceptable.
La permeabilidad se mide en el laboratorio colocando un tapón de núcleo de longitud y diámetro conocidos en una manga hermética (la manga Hassler). Se inyecta un fluido de viscosidad conocida en el tapón de núcleo mientras está montado en una cámara de acero. Las muestras son muestras de núcleo de diámetro completo que son intervalos de corte de núcleo completo, generalmente de 6 pulgadas de largo, o tapones de 1 pulgada perforados a partir de los núcleos. Se miden la caída de presión a través de la muestra y el caudal y se calcula la permeabilidad utilizando la ley de Darcy .
Normalmente, se puede utilizar nitrógeno o salmuera como fluido. Cuando se pueden mantener altas velocidades de flujo, los resultados son comparables. A velocidades bajas, la permeabilidad del aire será mayor que la de la salmuera. Esto se debe a que el gas no se adhiere a las paredes de los poros como lo hace el líquido, y el deslizamiento de los gases a lo largo de las paredes de los poros da lugar a una aparente dependencia de la permeabilidad con respecto a la presión. Esto se denomina efecto Klinkenberg y es especialmente importante en rocas poco permeables.
En la medición por permeametría de sonda (minipermeámetro), se inyecta gas nitrógeno desde la sonda al núcleo a través de una sonda sellada a una placa de núcleo mediante una junta . El gas fluye desde el extremo de un tubo de diámetro pequeño que está sellado contra la superficie del núcleo. La presión en la sonda y el caudal volumétrico de gas correspondiente se miden juntos. La permeabilidad del gas se determina mediante la ecuación:
Dónde,
Obviamente, lo que se puede obtener de la medición con minipermeámetro es la permeabilidad a los gases. El deslizamiento de los gases se producirá durante la medición porque el nitrógeno se inyecta rápidamente desde la sonda al núcleo y es muy difícil alcanzar el equilibrio en un lapso de tiempo muy corto. Por lo tanto, para obtener la permeabilidad equivalente a la permeabilidad de la salmuera en condiciones de formación, es necesaria la calibración de Klinkenberg.
