В петрофизике поправка Клинкенберга — это процедура калибровки данных проницаемости , полученных с помощью минипермеаметра . Более точный поправочный коэффициент можно получить с помощью поправки Кнудсена . При использовании азота для измерений керна поправка Клинкенберга обычно необходима из-за так называемого эффекта проскальзывания газа Клинкенберга. Это происходит, когда поровое пространство приближается к среднему свободному пробегу газа
В условиях стационарного и ламинарного течения Клинкенберг [1] продемонстрировал, что проницаемость пористой среды для газов приблизительно линейна и зависит от обратного давления.
Когда Клинкенберг определял взаимодействия, которые следует учитывать, он предполагал существование слоя (иногда называемого слоем Кнудсена), более тонкого, чем молекулярный средний свободный пробег, прилегающего к стенке поры, где будут происходить только столкновения молекул со стенкой, а столкновения между молекулами можно игнорировать. Таким образом, скорость проскальзывания, полученная из подхода Клинкенберга, учитывает вклад взаимодействий молекул со стенкой, и когда эта скорость равна нулю, восстанавливается профиль скорости Пуазейля (который является результатом взаимодействий молекула-молекула). Однако формулировка Клинкенберга игнорирует область переходного потока, где ни взаимодействием молекула-молекула, ни взаимодействием молекула-стенка нельзя пренебречь, поскольку оба они играют важную роль. [2] Возможность линейной функции Клинкенберга обратного давления зависит от числа Кнудсена. Для чисел Кнудсена от 0,01 до 0,1 подход Клинкенберга приемлем.
Проницаемость измеряется в лаборатории путем помещения керна известной длины и диаметра в герметичный рукав (рукав Хасслера). Жидкость известной вязкости впрыскивается в керн, установленный в стальной камере. Образцы представляют собой либо образцы керна полного диаметра, которые представляют собой интервалы цельного керна, обычно длиной 6 дюймов, либо 1-дюймовые пробки, высверленные из кернов. Измеряются перепад давления на образце и скорость потока, а проницаемость рассчитывается с использованием закона Дарси .
Обычно в качестве жидкости можно использовать либо азот , либо рассол . Когда можно поддерживать высокие скорости потока, результаты сопоставимы. При низких скоростях проницаемость воздуха будет выше, чем проницаемость рассола. Это происходит потому, что газ не прилипает к стенкам пор, как это делает жидкость, а проскальзывание газов вдоль стенок пор приводит к кажущейся зависимости проницаемости от давления. Это называется эффектом Клинкенберга, и он особенно важен в низкопроницаемых породах.
При измерении зондовой пермеаметрии (мини-пермеаметр) азотный газ вводится из зонда в керн через зонд, герметизированный к пластине керна прокладкой . Газ вытекает из конца трубки малого диаметра, герметизированной к поверхности керна. Давление в зонде и соответствующий объемный расход газа измеряются вместе. Газопроницаемость определяется уравнением:
Где,
Очевидно, что из измерения минипермеаметра можно получить газовую проницаемость. Проскальзывание газа будет происходить во время измерения, поскольку азот быстро впрыскивается из зонда в керн, и очень трудно достичь равновесия за очень короткий промежуток времени. Поэтому для получения проницаемости, эквивалентной проницаемости рассола в условиях пласта, необходима калибровка Клинкенберга.
