Experimento De Flujo De Gas Monofásico Utilizando Dos Gases Diferentes

EXPERIMENTO DE FLUJO DE GAS MONOFÁSICO USANDO DOS GASES DIFERENTES
La desviación de la Ley de Darcy para el flujo de gas a través de arenas lutíticas del medio poroso, representó el primordial motivo para realizar este experimento. Las corridas experimentales se realizaron utilizando los gases helio y nitrógeno y la muestra fracturada (SFE2-8707-Plug No. 2), a una presión de sobrecarga de 20.78Mpa y a diferentes caídas de presión.
El gráfico muestra la comparación de tasa de flujo de gas en estado de equilibrio a través del medio poroso fracturado con 0.0 mm de apertura usando los gases helio y nitrógeno.

De este gráfico se puede notar que la tasa de flujo de gas contra la caída de presión para ambos gases se presentaba la misma tendencia (comportamiento no lineal). Además a medidaque la caída de presión se hace mayor, la tasa de flujo de gas también se incrementa. El mayor incremento para el flujo de helio ocurre debido a su baja densidad (0,1719 kg/m3) comparada con la del nitrógeno(1,2507kg/m3).
De esta observación, se concluye que mientras menos denso sea el gas que se use resultará una mayor desviación de la Ley de Darcy. Ésto probablemente indique que la libretrayectoria molecular de los gases que fueron examinados, pudiera estar en el mismo orden de magnitud de algunos de los diámetros de poros en el medio.
Ésto motivó a medir la distribución de tamaño de poro de la muestra.

TAMAÑO DE PORO Y MEDICIONES DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE POROS
POROSIMETRÍA DE MERCURIO: La porosimetría de intrusión de mercurio tiene una muy extensa literatura.

Grafico delporcentaje de volumen de intrusión vs diámetro de poros
ISOTERMAS DE ADSORCIÓN:
La sorción de gas es mayormente usada y es un método más preciso para mediciones de áreas de superficie total, y distribución del tamaño de poros con un rango aproximado de 0.4 a 200 nm de diámetro. Este método provee una información de alta resolución y muy amplia aplicabilidad.Este método está basado en el métodoBJH (Barret- Joyner- Halenda) el cual envuelve el área de paredes de poros y usa de ecuación de Kelvin para correlacionar las presiones relativas del nitrógeno en equilibrio con el sólido poroso, y el tamaño de poros donde la condensación capilar tome lugar.El siguiente gráfico muestra la distribución del tamaño de granos usando el método BJH (BTE, 1996), para muestras del medio poroso con bajaspermeabilidades SFE2-8707-Plug No. 2. También se puede ver que tenemos un alto rango de distribución para poros pequeños.

La relación entre los datos asociados a los gráficos muestra que tanto la inyección de mercurio, como el método de adsorción de isotermas de gas detectan áreas de superficie porosas muy cercanas por cada gramo de muestra. La distribución del tamaño de poros usando el método BJHprovee información detallada para poros pequeños los cuales no podían ser detectados por inyección de mercurio.
DIFUSIÓN DE GAS A TRAVÉS DEL MEDIO POROSO
El flujo de gases a través del medio poroso es tratado en la literatura mayormente con difusión de poros. Desde que se discutió sobre la distribución del tamaño de poros, se mostró que las muestras de baja permeabilidad del SFE2-8707-Plug No.2 eran frecuentemente pequeñas, la difusión de los gases pudiera depender del diámetro de los poros.El flujo de gases en el medio poroso tiene ciertas características especiales que le distinguen del flujo de líquidos, y ésto podría ser la razón para que se produzca la desviación de la ley de Darcy.Para entender mejor la distribución de gases a través del medio poroso, debemos encontrar lascondiciones necesarias y suficientes que requiere la existencia de esa clase de difusión. la primera de esas condiciones es llamada trayectoria media libre (ƛ). Esta es usualmente definida como una función de parámetros físicos de gas, como viscosidad, presión, temperatura, peso molecular y constante de gas, Khlaifat et al. (2011).Los cálculos registrados para bajas presiones arrojan valores grandes...