UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – UFERSA

DEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E CIENCIAS SOCIAIS

ENGENHARIA QUÍMICA

DISCIPLINA: LABORATORIO DE ENGENHARIA QUIMICA II

DOCENTE: SHIRLLE KÁTIA DA SILVA NUNES

PRÁTICA 8

POROSIDADE

DISCENTES: Delânnia Maia Nobre

Jorge Luiz Bezerra de Oliveira

Pablo Vinícius Soares da Silva

Raimundo Renato de Melo Neto

Renan Davi Araújo de Oliveira

MOSSORÓ - RN

2013

1. OBJETIVO

Esta prática tem como objetivo avaliar e quantificar o volume poroso de três tipos

de rochas.

2. INTRODUÇÃO

Na geologia, a porosidade representa a relação entre espaços vazios contidos em

uma rocha e o volume total da rocha, sendo esta uma propriedade medida em

percentagem. Existem dois tipos principais de porosidade, a porosidade absoluta, que

representa a percentagem do volume total de vazios contidos na rocha e a porosidade

relativa, que representa o volume de poros interconectados em relação ao volume da

rocha.

O conhecimento da porosidade relativa é de suma importância em vários ramos

da indústria, já que os poros interconectados são aqueles que permitirão que determinado

fluido escoe através da rocha.

A porosidade da rocha ainda pode ser classificada em fechada (0-9%), regular (9-

15%), boa (15-20%) e excelente (20-50%).

Na indústria do petróleo a porosidade relativa é bastante empregada, já que apenas

os poros interconectados permitirão a passagem do óleo ou gás da formação para o poço.

A porosidade relativa de uma rocha pode ser medida pelo porosímetro.

3. METODOLOGIA

3.1. Materiais

Porosímetro Amostra de rochas

3.2. Procedimento experimental

Como em baixas pressões o gás se comporta como ideal, não havendo interações

intermoleculares, a porosidade pôde ser determinada através de uma relação direta entre

a pressão do gás e o volume de vazios como mostra as seguintes equações:

VZpVZp PfV (1)

)( TCVZpp VVVV (2)

Tp VV (3)

Foi utilizado como gás o Ar comprimido. Trabalhamos com duas células; a

primeira, entre as válvulas V1 e V2, e a segunda, entre as válvulas V2 e V3. O

experimento, então, foi dividido em duas etapas.

A primeira etapa teve como objetivo determinar a curva de calibração (V x P), para

isso abriu todas as válvulas, em seguida manteve fechada as válvulas V2 e V3 e regulou a

pressão do sistema entre 2 e 3 (essa pressão uma vez obtida não deve ser mudada).

Posteriormente, fechou a válvula V1 e verificou a pressão de referência (PR), observada

no início de cada etapa para ser mantida constante. Por fim, abriu a válvula V2 e foi

verificada a pressão (P), feito isso foi repetido todo o procedimento colocando os

elementos de volume e construiu então uma curva de Vvazio como função de P.

O gás a ser utilizado é o Ar comprimido. A figura 1 mostra duas células, a primeira,

entre as válvulas V1 e V2, é a segunda, entre as válvulas V2 e V3.

Parte 1: Determinação da curva de calibração (V x P)

Abre-se todas as válvulas. Logo em seguida, fechando as válvulas V2 e V3.

Regula-se a pressão do sistema entre 2 e 3 atm.

Fecha-se a válvula V1. Verificar a pressão de referência (PR) que deve ser

observada sempre no início de cada etapa, a mesma deve ser mantida constante durante

todo o experimento. Posteriormente, abre-se a válvula V2 e verifica-se a pressão (P).

Repetindo o procedimento colocando os elementos de volume e construir uma

curva de Vvazio como função de P. Lembrando que a pressão de referência (PR) uma vez

obtida não deve ser mudada.

Parte 2: Determinação do volume dos poros

Repetindo algumas etapas da Parte 1, temos que abrir todas as válvulas. Logo em

seguida, fechando as válvulas V2 e V3. Fecha-se a válvula V1. E abre-se a válvula V2 e

verifica-se a pressão (P). Para assim obter a pressão PVZp, de cada plug.

Obtêm-se VVZp (curva de calibração), VP e (porosidade) através das respectivas

equações; 1, 2 e 3.

Figura 1. Esquema do porosímetro.

4. RESULTADOS

Os dados exibidos na tabela abaixo foram obtidos utilizando a metodologia descrita

anteriormente, e utilizados para plotar o gráfico da curva de calibração.

Curva de Calibração V (cm3) P (psia)

296,8281 17,2 218,3281 20,2 139,8281 25 61,32813 28,5

O gráfico a seguir mostra a curva de calibração, obtida através dos experimentos

com os elementos de volume, exibindo também a equação da reta e o coeficiente de

correlação dos dados experimentais a equação.

A reta mostrada no gráfico apresenta este comportamento, já que volume e pressão

são inversamente proporcionais, a equação mostrada no gráfico pode ser representada da

seguinte forma:

푉(푐푚 ) = −20,138푃(푝푠푖푎) + 636,72

Além disto pode-se verificar que o coeficiente de correlação apresentou um bom

valor, confirmando que os dados obtidos durante os experimentos podem ser ajustados

pela equação a cima.

A tabela abaixo foi obtida utilizando as equação descritas na metodologia, e a

equação obtida na curva de calibração.

Testemunhos Arenito Assu Arenito Botucatu Arenito Carbonáceo

Vt (cm3) P (psia) Vt (cm3) P (psia) Vt (cm3) P (psia) 103,8767 19,7 79,35408 20,2 65,74532 20,3 Vvz (cm3) Vp (cm3) Vvz (cm3) Vp (cm3) Vvz (cm3) Vp (cm3) 240,0014 47,04997 229,9324 12,45836 227,9186 12,45836

Porosidade (%) Porosidade (%) Porosidade (%) 45,29405754 15,69970315 18,94941724

y = -20,138x + 636,72R² = 0,9928

0

50

100

150

200

250

300

350

15 17 19 21 23 25 27 29 31

V (c

m3)

P (psia)

Curva de Calibração

5. CONCLUSÃO

Pode-se concluir que o método utilizado para quantificar o volume de poros das três

amostras rochosas se mostrou eficiente, a curva de calibração apresentou um bom

coeficiente de correlação, e a amostra de arenito Assu apresentou maior porosidade.

6. REFERÊNCIAS

OCON GARCIA, J.; TOJO BARREIRO, G. Problemas de Igenieria Quimica: Operaciones Basicas. 2. ed. Madrid: Aguilar, 1980.