Porosidad en rocas
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]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/34/Quartz-arenite.jpg/220px-Quartz-arenite.jpg)
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]- ↑ a b c d e f Freeze y Cherry 1979, p. 37
- ↑ a b c d Blatt et al., 1980, p. 411
- ↑ a b c d Guo, Boyun (2019). «Petroleum reservoir properties». Well Productivity Handbook (en inglés) (2da edición). pp. 17-51.
- ↑ a b c d Freeze y Cherry 1979, p. 38
- ↑ Einsele 1992, p. 513
- ↑ a b Blatt et al., 1980, p. 413
- ↑ a b Fossen 2018, p. 418
- ↑ 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
- ↑ Jasim, A., Hemmings, B., Mayer, K., y Scheu, B. (2019). Groundwater flow and volcanic unrest. Volcanic Unrest: From Science to Society, 83-99.
- ↑ Neuzil C.E. (1994) How permeable are clays and shales? Water Resources. 30 pp. 145–150
- ↑ a b c d e Wieczysty, A. (1982). Hydrogeologia inżynierska (en polaco). Varsovia: Arkady.
- ↑ Fossen 2018, p. 447
- ↑ a b Ingebritsen et al., 2006, p. 340
- ↑ 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.
- ↑ Fossen 2018, p. 476
- ↑ 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.
- ↑ Passchier y Trouw 2005, p. 26
- ↑ 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.