Porosidad en rocas

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La porosidad en rocas refiere a los espacios abiertos dentro de una masa rocosa. Se distingue la porosidad primaria de la secundaria.[1]​ La porosidad primaria es la de la matriz de la roca o sedimento y la secundaria es la que es producida por fracturas y disolución de parte de la roca o sedimento.[1]​

Existen varias medidas de porosidad en las rocas.[2]​ La más común, y la que se ocupa en este artículo a no ser que indique lo contrario, es el cociente entre el volumen de los poros de la roca y el volumen total de la roca.[2]​ Otra medida es el cociente entre el volumen de los poros y el volumen de los granos de una roca sedimentaria.[2]​ La porosidad en rocas se suele expresar como un porcentaje.[2]​[3]​ En los sedimentos y rocas sedimentarias la selección tiende a aumentar la porosidad.[4]​ Algo parecido ocurre en los sedimentos y rocas no consolidadas donde a mayor proporción de minerales laminares (e.g. minerales de la arcilla, micas) respecto a partículas redondas o angulosas, mayor hay porosidad.[4]​[1]​ A modo general las rocas y sedimentos tienen mayores porosidades en cuanto es menor su tamaño de grano.[5]​

La forma de los poros interconectados en relación tránsito de fluidos se denomina tortuosidad de manera que un poro que serpentea o da una vuelta en u tiene alta tortuosidad.[6]​

La porosidad de las rocas puede ser un factor determinante para la conductividad hidráulica de estas.[4]​ La porosidad y el tipo de fluido que llena los poros guarda relación con la densidad de las rocas.[7]​

En rocas fracturadas de baja porosidad cambios en el campo de tensión pueden alterar la conductividad hidráulica.[4]​ La porosidad en las rocas disminuye drásticamente a produndidades de la transición frágil-dúctil en la corteza terrestre.[8]​[9]​

Porosidad de depósitos y rocas no consolidadas[editar]

La arcilla fresca sin meteorizar tiene porosidades entre 40% y 80%.[10]​ La turba tiene una porosidad de alrededor de 70%.[11]​ La arena tiene una porisdad de entre 36% y 45% y la arena arcillosa de entre 45% y 49%.[12]​[11]​ La porosidad de la grava se encuentra entre 25% y 30%.[11]​

Porosidad de rocas consolidadas[editar]

Vista de lámina delgada en microscopio de una arenica con granos de cuarzo. El cuadro de arriba muestra la arenisca con luz polarizada simpele y el de abajo con luz polarazada cruzada. Nótense los poros entre los granos.

Las areniscas que albergan petróleo o gas natural tienden a tener porosidades de entre 5% y 40% (poros/volumen total).[3]​ La piedra caliza tiene porosidades estimadas en el rango de 0.6% a 16.9%.[11]​ Sin embargo, la porosidad en rocas carbonatadas, incluida la caliza, puede ser mucha más elevada si se consideran las fracturas que suelen atravesar estas rocas.[3]​ De hecho, las piedras calizas kársticas tienen porosidades de 5% a 50%.[1]​

De manera general se ha indicado la porosidad de rocas ígneas y metamórficas sin fracturas en el rango de 0% a 5%.[1]​ Dentro de las rocas ígneas sin fracturas se han señalado porosidades de 0.05% a 0.9% para el granito y 0.6% a 1.3% para el basalto.[11]​ Para el basalto fracturado la porosidad ascendería al rango de 5% a 50%.[1]​ La sal de roca (un tipo de evaporita) suele formar depósitos sedimentarios prácticamente sin porosidad.[7]​ Sin embargo, las evaporitas recién formadas tienen porosidades entre 40% y 50%.[13]​ Si las evaporitas son enterradas en su cuenca sedimentaria la porosidad disminuye por compactación a tal modo que a 500 m de la superficie su porosidad ya es menos de 1%.[13]​

Cálculo de porosidad[editar]

La porosidad se puede investigar mediante testigo de roca o in situ en pozo de perforación.[3]​ Algunas técnicas se basan en la inmersión de muestras en líquidos. Para estos efectos puede ocupar agua o mercurio.[6]​ Otra técnica se basa en la saturación de muestras en agua al vacío y la posterior medición de su peso durante el secado.[14]​

La curva de compactación es un modelo que describe el cambio de porosidad de un material, usualmente un sedimento, a medida que es sepultado en una cuenca sedimentaria.[15]​

Actualmente se están desarrollando técnicas de inteligencia artificial para predecir la porosidad de rocas al mismo tiempo que son perforadas para crear un pozo.[16]​

Deformación de rocas y porosidad[editar]

La deformación de rocas es determinada por su porosidad entre varios otros factores.[17]​ Ciertas areniscas y otras rocas altamente porosas y granulares desarrollan bandas de deformación las cuales pueden estar asociadas a fallas.[18]​ Estas bandas pueden clasificar como bandas de cizalla, bandas de dilatación, bandas de compactación o una mezcla de estos tres miembros extremos.[18]​

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. ↑ a b c d e f Freeze y Cherry 1979, p. 37
  2. ↑ a b c d Blatt et al., 1980, p. 411
  3. ↑ a b c d Guo, Boyun (2019). «Petroleum reservoir properties». Well Productivity Handbook (en inglés) (2da edición). pp. 17-51. 
  4. ↑ a b c d Freeze y Cherry 1979, p. 38
  5. ↑ Einsele 1992, p. 513
  6. ↑ a b Blatt et al., 1980, p. 413
  7. ↑ a b Fossen 2018, p. 418
  8. ↑ Fournier R.O. (1999). Hydrothermal processes related to movement of fluid from plastic into brittle rock in the magmatic-epithermal environment. Economic Geology 94: p. 1193–1211
  9. ↑ Jasim, A., Hemmings, B., Mayer, K., y Scheu, B. (2019). Groundwater flow and volcanic unrest. Volcanic Unrest: From Science to Society, 83-99.
  10. ↑ Neuzil C.E. (1994) How permeable are clays and shales? Water Resources. 30 pp. 145–150
  11. ↑ a b c d e Wieczysty, A. (1982). Hydrogeologia inżynierska (en polaco). Varsovia: Arkady. 
  12. ↑ Fossen 2018, p. 447
  13. ↑ a b Ingebritsen et al., 2006, p. 340
  14. ↑ Melnyk, T.W.; Skeet, A.M.M. (1986). «Improved technique for the determination of rock porosity». Canadian Journal of Earth Science 23 (8): 1068-1074. 
  15. ↑ Fossen 2018, p. 476
  16. ↑ Gamal, Hany; Elkatatny, Salaheldin; Alsaihati, Ahmed; Abdulraheem, Abdulazeez (2021). «Intelligent Prediction for Rock Porosity While Drilling Complex Lithology in Real Time». Computational Intelligence and Neuroscience (en inglés). doi:10.1155/2021/9960478. Consultado el 12 de julio de 2023. 
  17. ↑ Passchier y Trouw 2005, p. 26
  18. ↑ a b Fossen 2018, p. 143

Bibliografía[editar]

  • Blatt, Harvey; Middleton, Gerard; Murray, Raymond (1980). «Porositry and Permeability of Detrital Rocks». Origin of Sedimentary Rocks (en inglés). Prentice Hall. 
  • Einsele, Gerhard (1992). Sedimentary Basins: Evolution, Facies and Sediment Budget (en inglés). Alemania. ISBN 0-387-54743-6. 
  • Fossen, Haakon (2018) [2016]. Structural Geology (en inglés) (2da edición). Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-05764-7. 
  • Freeze, R. Allan; Cherry, John A. (1979). Groundwater (en inglés). Englewood Cliffs, Nueva Jersey: Prentice-Hall. ISBN 0-13-365312-9. 
  • Ingebritsen, Steve; Sanford, Ward; Neuzil, Chris (2006) [1998]. Groundwater in Geologic Processes (en inglés) (2da edición). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-60321-8. 
  • Passchier, Cees W.; Trouw, Rudolph A. (2005). Microtectonics (en inglés). Springer. ISBN 978-3-540-64003-5. 
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