La permeabilidad es medida en el laboratorio utilizando tapones de núcleos (pequeñas piezas cortadas del núcleo). Si la roca no es homogénea, el análisis del núcleo completo proporcionará resultados más exactos que el simple análisis de tapones de núcleos.

La permeabilidad es una propiedad isotrópica del medio poroso, por lo tanto puede variar en función a la dirección a la cual es medida. Los análisis rutinarios de núcleos generalmente utilizan tapones de núcleos tomados paralelos a la dirección del flujo de los fluidos en el yacimiento. La permeabilidad obtenida de esta forma es la permeabilidad horizontal del yacimiento (Kh). La medición de la permeabilidad en tapones tomados perpendiculares a la dirección de flujo, permiten la determinación de la permeabilidad vertical del yacimiento (Kv). La figura 2.4 ilustra el concepto de los tapones de núcleos y la permeabilidad asociada a cada uno de ellos.

Existen muchos factores que deben ser considerados como posibles fuentes de error en la determinación de la permeabilidad de un yacimiento. Estos factores son:

- La muestra de núcleo puede no ser representativa del yacimiento, debido a la heterogeneidad del yacimiento.
- El núcleo extraído puede encontrarse incompleto.
- La permeabilidad del núcleo puede ser alterada cuando se realiza el corte del mismo, o cuando este es limpiado y preparado para los análisis.
- El proceso de muestreo puede ser alterado, debido a que solo son seleccionadas las mejores partes del núcleo para el análisis.

La permeabilidad es medida haciendo pasar un fluido de viscosidad μ conocida a través del tapón de núcleo, al cual se le han medido las dimensiones (A y L), Luego se determina la tasa de flujo q y la caída de presión ∆P. Resolviendo la ecuación de Darcy para la permeabilidad se tiene:

Usualmente se utilizan gases secos como N2, He o aire, para determinar la permeabilidad, con la finalidad de minimizar las reacciones entre el fluido y la roca.

Las mediciones de permeabilidad se restringen a regiones de bajas tasas de flujo (flujo laminar). Para altas tasas de flujo, la ecuación de Darcy es inapropiada para describir la relación entre la tasa de flujo y la caída de presión.

Al utilizar gas seco para medir la permeabilidad, la tasa de flujo volumétrica de gas q, varía con la presión, debido a la alta compresibilidad del gas, por lo tanto se debe utilizar el valor de q medido a la presión promedio en el núcleo. Asumiendo que el gas utilizado sigue un comportamiento ideal (lo cual ocurre a bajas presiones), se puede aplicar la siguiente relación:

La tasa de flujo de gas es usualmente medida en base a la presión atmosférica (Patm), por lo tanto el término qgsc puede ser introducido en la ecuación 2.22 y se tiene que:

El permeámetro es un instrumento que sirve para realizar medidas de permeabilidad absoluta de secciones de núcleos consolidadas, forzando el flujo de un gas de viscosidad conocida a través de una muestra de sección y longitud conocidas.

A continuación se describe brevemente el procedimiento experimental utilizado para determinar la permeabilidad absoluta de una muestra:

- Introducir la muestra en un tapón de goma, de forma tal que quede lo suficientemente ajustada, garantizando que cualquier fluido que entre al núcleo pueda escapar a la atmósfera solo después de haber atravesado toda su longitud.
- Colocar el tapón con la muestra dentro del portanúcleos.
- Abrir la llave de paso de la bombona.
- Regular el flujo de gas hasta un determinado valor de diferencial de presión.
- Leer el flujo de gas en el rotámetro.
- Realizar la medida para diversos valores de presión.
- Leer la temperatura del gas que circula por la muestra.
- Determinar las dimensiones del núcleo con un vernier.
- Con la temperatura leída determinar la viscosidad del gas utilizado.
- Utilizar la Ley de Darcy para calcular la permeabilidad.
- Debido a que el fluido utilizado es un gas y se trabaja a bajas presiones, los valores de permeabilidad obtenidos serán mayores a la permeabilidad real de la muestra (debido al efecto Klinkenberg). Para corregir este efecto se debe realizar una gráfica de permeabilidad versus el inverso de la presión promedio. Con los puntos obtenidos se debe ajustar la mejor recta. La intersección de esta recta con el eje Y será el valor de la permeabilidad de la muestra corregida por el efecto Klinkenberg.