Brukt i geologi, hydrogeology, jord vitenskap, og bygge vitenskap, porøsiteten i et porøst medium (for eksempel rock eller sediment) beskriver brøkdel av ugyldige plass i materialet, der tomrommet kan inneholde, for eksempel, luft eller vann. Det er definert av forholdet:

ϕ = V V V T {\displaystyle \phi ={\frac {V_{\mathrm {V} }}{V_{\mathrm {T} }}}}

hvor VV er volumet av void-plass (for eksempel væsker) og VT er totalt eller bulk volumet av materialet, inkludert solid og ugyldige komponenter., Både den matematiske symboler ϕ {\displaystyle \phi }, og n {\displaystyle n} er brukt for å betegne porøsitet.

Porøsitet er en brøkdel mellom 0 og 1, som vanligvis varierer fra mindre enn 0.005 for solid granitt til mer enn 0,5 for torv og leire.

porøsiteten i en stein, eller sedimentære lag, er en viktig faktor når du forsøker å evaluere potensielle volum av vann eller hydrokarboner det kan inneholde., Sedimentære porøsitet er en komplisert funksjon av mange faktorer, herunder, men ikke begrenset til: – sats på begravelse, dybde i begravelse, arten av connate væsker, arten av overliggende sedimenter (som kan hindre væske utvisning)., En ofte brukt forholdet mellom porøsitet og dybde er gitt ved Athy (1930) ligning:

ϕ ( z ) = ϕ 0 e − k z {\displaystyle \phi (z)=\phi _{0}e^{-kz}\,} ϕ = ρ partikkel − ρ bulk ρ partikkel − ρ væske {\displaystyle \phi ={\frac {\rho _{\text{partikkel}}-\rho _{\text{bulk}}}{\rho _{\text{partikkel}}-\rho _{\text{væske}}}}}

Hvis tomrommet plassen er fylt med luft, følgende enklere form kan brukes:

ϕ = 1 − ρ bulk ρ partikkel {\displaystyle \phi =1-{\frac {\rho _{\text{bulk}}}{\rho _{\text{partikkel}}}}}

Normal partikkel-tettheten antas å være ca 2.,65 g/cm3 (silika), selv om en bedre estimering kan fås ved å undersøke lithologi av partikler.

Porøsitet og hydraulisk conductivityEdit

Porøsitet kan være proporsjonal med hydraulisk ledningsevne, for to lignende sandy vannførende lag, den ene med en høyere porøsitet vil typisk ha en høyere hydraulisk konduktivitet (mer åpent område for flyten av vann), men det er mange komplikasjoner til dette forholdet. Den viktigste komplikasjonen er at det ikke er en direkte proporsjonalitet mellom porøsitet og hydraulisk konduktivitet, men snarere en utledes forholdsmessighet., Det er en klar forholdsmessighet mellom pore hals radier og hydraulisk ledningsevne. Også, det har en tendens til å være en forholdsmessighet mellom pore hals radier og pore volum. Hvis forholdsmessighet mellom pore hals radier og porøsitet finnes da en forholdsmessighet mellom porøsitet og hydraulisk konduktivitet kan eksistere. Men, som korn størrelse eller sortering reduserer forholdsmessighet mellom pore hals radier og porøsitet begynner å svikte, og derfor så gjør forholdsmessighet mellom porøsitet og hydraulisk ledningsevne., For eksempel: leire som vanligvis har svært lav hydraulisk ledningsevne (på grunn av sin lille pore hals radier), men har også svært høy porosities (på grunn av den strukturerte arten av leire mineraler), noe som betyr at leire kan ha et stort volum av vann per volum av bulk materiale, men at de ikke slipper vann raskt, og har derfor lav hydraulisk ledningsevne.

Sortering og porosityEdit

Godt sortert (korn på ca én størrelse) materialer har høyere porøsitet enn tilsvarende størrelse dårlig sortert materiale (der mindre partikler fylle hullene mellom større partikler). Grafikken viser hvordan noen mindre korn som effektivt kan fylle porene (der alle vannføring finner sted), drastisk redusere porøsitet og hydraulisk konduktivitet, mens det bare var en liten brøkdel av det totale volumet av materialet. For tabeller av felles porøsitet verdier for jord materialer, se «videre lesning» i Hydrogeology artikkelen.,

Porøsitet av rocksEdit

Konsolidert bergarter (f.eks., sandstein, skifer, granitt eller kalkstein) potensielt har en mer kompleks «dual» porosities, sammenlignet med alluviale sediment. Dette kan være delt inn i forbundet og usammenhengende porøsitet. Koblet porøsitet er mer lett kan måles gjennom volumet av gass eller væske kan strømme inn i rock, mens væsker ikke tilgang til nett porene.

Porøsitet er forholdet mellom pore volumet av den totale volum. Porøsitet er kontrollert av: rock type, pore distribusjon, sementering, diagenetic historie og sammensetning., Porøsitet er ikke kontrollert av kornstørrelse, som volumet av mellom-korn plass er knyttet bare til metoden for korn pakking.

Steiner normalt nedgang i porøsitet med alder og dybde i begravelse. Tertiær alder Gulf Coast sandstein er generelt mer porøs enn Kambriske alder sandstein. Det finnes unntak til denne regelen, vanligvis på grunn av dybden i begravelse-og termiske historie.

Porøsitet av soilEdit

Porøsitet av overflaten jord vanligvis avtar etter som partikkel størrelse øker., Dette er på grunn av jord samlet formasjon i finere strukturert overflate jord når underlagt jord biologiske prosesser. Samlet innebærer partikkelfilter vedheft og høyere motstand mot komprimering. Typisk bulk tetthet av sandholdig jord er mellom 1,5 og 1,7 g/cm3. Dette regner en porøsitet mellom 0.43 og 0.36. Typisk bulk tetthet av leire jord er mellom 1,1 og 1,3 g/cm3. Dette regner en porøsitet mellom 0.58 og 0.51. Dette synes counterintuitive fordi leire jord er betegnet tung, noe som tyder på lavere temperaturer., Tunge tilsynelatende refererer til et gravitasjonsfelt fuktighetsinnhold effekt i kombinasjon med terminologien som harkens tilbake til den relative styrken som kreves for å trekke en jordbearbeiding implementere gjennom leire jord i feltet fuktinnhold i forhold til sand.

Porøsitet av undergrunnen jord er lavere enn i overflaten jord på grunn av komprimeringen av tyngdekraften. Porøsitet på 0,20 er ansett som normalt for en usortert grus størrelse materiale på dybder under biomantle. Porøsitet i finere materiale under aggregering påvirkning av pedogenesis kan forventes å omtrentlig denne verdien.

Jord porøsitet er kompleks., Tradisjonelle modeller hensyn porøsitet som kontinuerlig. Dette ikke-konto for avvikende funksjoner og gir kun omtrentlige resultater. Videre, det kan ikke hjelpe modell påvirket av miljømessige faktorer som påvirker pore geometri. En rekke mer komplekse modeller har blitt foreslått, inkludert fraktaler, bubble teori, sprengning teori, Boolsk korn prosessen, pakket sfære, og en rekke andre modeller. Karakteristikken av pore plass i jord er et tilhørende konsept.,

Typer geologiske porositiesEdit

Primær porøsitet hoved-eller opprinnelige porøsitet system i en stein eller unconfined alluviale innskudd. Sekundær porøsitet En etterfølgende eller separat porøsitet system i en stein, ofte øke total porøsitet av en stein. Dette kan være et resultat av kjemiske utvasking av mineraler eller generering av et brudd system. Dette kan erstatte primær porøsitet eller eksistere sammen med det (se dobbel porøsitet nedenfor). Brudd porøsitet Dette er porøsitet forbundet med brudd system eller forkastninger., Dette kan skape sekundær porøsitet i bergarter som ellers ikke ville være reservoarer for olje og gass på grunn av deres primær porøsitet blir ødelagt (for eksempel på grunn av dybden i begravelse) eller av en stein type som normalt ikke betraktes som et reservoar (for eksempel størkningsbergarter inntrenging eller metasediments). Vuggy porøsitet Dette er sekundær porøsitet generert ved oppløsning av store funksjoner (for eksempel macrofossils) i karbonat steiner etterlot store hull, vugs, eller til og med grotter., Effektiv porøsitet (også kalt åpne porøsitet) Refererer til brøkdel av det totale volumet som strømning er effektivt å ta plass og inkluderer kontaktledningen og dead-end (som disse porene ikke kan renses, men de kan forårsake flytende bevegelse av utslipp av trykk liker gass utvidelse) porene og ekskluderer lukket porene (eller ikke-tilkoblet hulrom). Dette er svært viktig for grunnvann og olje og gass flow, så vel som for oppløst stoff transport., Ineffektiv porøsitet (også kalt lukket porøsitet) Refererer til brøkdel av det totale volumet som væsker eller gasser er til stede, men der strømning kan ikke effektivt kan ta plass og inkluderer lukket porene. Forstå morfologi av porøsitet er dermed svært viktig for grunnvann og olje og gass flow. Dobbel porøsitet Refererer til den konseptuelle ideen om at det er to overlappende reservoarer som samhandle. I oppsprukket rock vannførende lag, rock masse og sprekker er ofte simulert som to overlappende, men forskjellige organer., Forsinket utbytte, og lekk akvifer flow løsninger er både matematisk lignende løsninger som oppnås for dobbel porøsitet; i alle tre tilfeller vannet kommer fra to matematisk forskjellige reservoarer (hvorvidt de er fysisk forskjellige). Macroporosity I faste stoffer (dvs. unntatt samlet materialer som jord), begrepet «macroporosity’ refererer til porene større enn 50 nm i diameter. Strømme gjennom macropores er beskrevet av bulk diffusjon. Mesoporosity I faste stoffer (dvs., unntatt samlet materialer som jord), begrepet «mesoporosity’ refererer til porene større enn 2 nm og mindre enn 50 nm i diameter. Strømme gjennom mesopores er beskrevet av Knudsen diffusjon. Microporosity I faste stoffer (dvs. unntatt samlet materialer som jord), begrepet «microporosity’ refererer til porene mindre enn 2 nm i diameter. Bevegelse i micropores er aktivert ved diffusjon.