Permeabilitet i geologi

Permeabiliteten eller gjennomtrengingsevna til eit porøst materiale er eit mål for evna materialet har til å transportere væske eller gass.

Permeabiliteten er ein materialeigenskap som måler konnektiviteten til porene i materialet. Eigenskapen er uavhengig av kva væske som strøymer i materialet, så lenge dette er ei newtonsk væske med laminær straum. Material med gode transporteigenskapar vert sagt å vere (høg)permeable, medan eit materiale som ikkje transporterer væske vert kalla impermeabelt.

Dimensjonen til permeabilitet er lengde² eller areal, og SI-eininga er . Mykje nytta er òg eininga darcy.

Vanleg brukt symbol for permeabiliteten er eller .

BakgrunnEndra

Permeabiliteten er definert frå Darcylova for væskestraum gjennom eit porøst materiale:

 

Her er   permeabiliteten,   er volumfluksen,   er væskeviskositeten og   er gradienten til væsketrykket.

I eit anisotropt materiale vil permeabiliteten kunne vere ulik i ulike retningar, og   slik han inngår i Darcylova vil vere ein tensor. Arbeidet til Lars Onsager viser at tensoren er symmetrisk.

EigenskaparEndra

Generelt er det ingen samanheng mellom porøsitet og permeabilitet i eit materiale. Store porer med liten konnektivitet kan gje opphav til høg porøsitet, men låg permeabilitet. Romleg variasjon i eitt og same materiale vil likevel ofte vere korrelert, slik at høgare porøsitet svarar til høgare permeabilitet.

I sedimentære bergarter er permeabilitet i vertikal retning som oftast vesentleg lågare enn i den horisontale retninga.

MålingEndra

Eit mini-permeameter kan nyttast til å gje hurtige estimat av permeabiliteten til eit materiale. Dette er basert på å måle trykkfall over ein gasstraum gjennom materialet, basert på bruk av luft, nitrogen eller helium. Ei måling kan utførast i løpet av få sekund.

Meir nøyaktige målingar må utførast ved hjelp av strøymningseksperiment i eit laboratorium. Dette kan gjennomførast både med gass eller væske. Ved bruk av gass må ein korrigere for Klinkenbergeffekten.

I oljereservoar vert det utført storskala brønntestar for å estimere permeabiliteten i eit større område rundt brønnen. Ein slik test krev vanlegvis ei til to veker å få gjennomført.

Permeabiliteten kan òg estimerast indirekte ved korrelasjonar mot andre materialeigenskapar. I oljereservoar kan ulike brønnloggar nyttast som utgangspunkt for å estimere permeabiliteten.

Modell for permeabilitetEndra

Ein enkel modell for samanhengen mellom permeabiliteten   og mikroskopiske poreparametrar er gjeven ved

 

hvor

  er ein dimensjonslaus konstant relatert til konfigurasjon av strøymingsvegar
  er ein gjennomsnittleg effektiv porediameter.


KjelderEndra

BakgrunnsstoffEndra