Porositäts- und Permeabilitätsrechner

Porosität und Permeabilität beschreiben unterschiedliche Aspekte eines porösen Materials. Die Porosität ist der Anteil des Hohlraums am Gesamtvolumen. Sie wird als φ = Vvoid / Vtotal berechnet und hier in Prozent angezeigt. Ein Gestein kann eine hohe Porosität, aber schlecht verbundene Poren haben. Die Porosität allein bestimmt daher nicht, wie leicht ein Fluid hindurchströmt. Die Volumina sollten in derselben Einheit gemessen werden, da nur ihr Verhältnis zählt. Die intrinsische Permeabilität misst die Fähigkeit des verbundenen Porennetzwerks, Fluid zu leiten, unabhängig vom verwendeten Fluid. Für eindimensionale stationäre Strömung lässt sich das Darcy-Gesetz zu k = QμL / (AΔP) umstellen. Q ist der Volumenstrom, μ die dynamische Viskosität, L die Probenlänge, A die Querschnittsfläche und ΔP die Druckdifferenz über der Probe. Bei SI-Eingaben wird k in Quadratmetern ausgegeben. Der Rechner rechnet zudem in Darcy um, wobei ein Darcy 9.869233 × 10⁻¹³ Quadratmetern entspricht. Das Darcy-Gesetz setzt laminare, viskositätsdominierte Strömung durch eine gesättigte homogene Probe voraus. Volumenstrom und Druckdifferenz sollten erst bei stationären Bedingungen gemessen werden. Druckverluste in Leitungen und Halterungen sind möglichst auszuschließen. Die Fläche muss senkrecht zur Strömung stehen, die Länge entlang des Strömungswegs gemessen werden. Gasversuche können Korrekturen für Kompressibilität und Schlupf erfordern. Mehrphasensysteme benötigen relative Permeabilitäten statt des hier berechneten einphasigen intrinsischen Werts. Die gemessene Porosität hängt vom Verfahren ab. Die Gesamtporosität umfasst auch isolierte Hohlräume; die effektive Porosität nur verbundene Poren, die zum Transport beitragen. Kornvolumen-, Sättigungs-, Bildgebungs- und Quecksilberintrusionsverfahren können unterschiedliche Werte liefern, da sie verschiedene Porengrößen erfassen. In geschichteten oder geklüfteten Medien kann auch die Permeabilität richtungsabhängig sein. Ein einzelner Skalar bildet anisotropes Materialverhalten möglicherweise nicht ab. Dieser Rechner eignet sich für Erdöltechnik, Hydrogeologie, Bodenkunde, Filtration, Keramik und Bohrkernanalysen im Labor. Er verwendet gemessene Darcy-Strömungsdaten direkt, statt die Permeabilität allein aus der Korngröße zu schätzen. Nutzen Sie kalibrierte Instrumente, regeln Sie die Temperatur wegen der temperaturabhängigen Viskosität und wiederholen Sie Versuche bei mehreren Druckgradienten, um eine lineare Strömungsantwort zu prüfen. Entscheidungen in Lagerstätten- und Geotechnik sollten außerdem Spannung, Sättigung, Heterogenität, Maßstab und geltende Prüfnormen berücksichtigen.