bij gebruik in de geologie, hydrogeologie, bodemkunde en bouwkunde beschrijft de porositeit van een poreus medium (zoals gesteente of sediment) de fractie van de lege ruimte in het materiaal, waarbij de leegte bijvoorbeeld lucht of water kan bevatten. Het wordt gedefinieerd door de verhouding:

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

waarin VV het volume van de void-space (zoals vloeistoffen) is en VT het totale of bulkvolume van materiaal, inclusief de vaste en lege componenten., Zowel de wiskundige symbolen ϕ {\displaystyle \phi } als n {\displaystyle n} worden gebruikt om porositeit aan te duiden.

porositeit is een fractie tussen 0 en 1, meestal variërend van minder dan 0,005 voor vast graniet tot meer dan 0,5 voor turf en klei.

de porositeit van een gesteente, of sedimentaire laag, is een belangrijke overweging bij een poging om het potentiële volume water of koolwaterstoffen dat het kan bevatten, te evalueren., Sedimentaire porositeit is een ingewikkelde functie van vele factoren, waaronder, maar niet beperkt tot: de afvoersnelheid, de diepte van de afvoer, de aard van de connate vloeistoffen, de aard van de bovenliggende sedimenten (die de afvoer van vloeistof kunnen belemmeren)., Een vaak gebruikt relatie tussen de porositeit en de diepte is gegeven door de Athy (1930) vergelijking:

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

Als de lege ruimte gevuld met lucht, de volgende eenvoudiger vorm worden gebruikt:

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

de Normale deeltjes dichtheid wordt uitgegaan van ongeveer 2.,65 g / cm3 (silica), hoewel een betere schatting kan worden verkregen door onderzoek van de lithologie van de deeltjes.

poreusheid en hydraulische geleidbaarheid edit

poreusheid kan evenredig zijn met hydraulische geleidbaarheid; voor twee soortgelijke zandhoudende aquifers zal degene met een hogere poreusheid doorgaans een hogere hydraulische geleidbaarheid hebben (meer open gebied voor de stroming van water), maar er zijn veel complicaties aan deze relatie. De belangrijkste complicatie is dat er geen directe proportionaliteit is tussen poreusheid en hydraulische geleidbaarheid, maar eerder een afgeleide proportionaliteit., Er is een duidelijke evenredigheid tussen de radii van de poriënhals en de hydraulische geleidbaarheid. Ook is er de neiging om een evenredigheid tussen poriën keel radii en porievolume. Indien de proportionaliteit tussen de radii van de poriënkern en de porositeit bestaat, kan een proportionaliteit tussen porositeit en hydraulische geleidbaarheid bestaan. Echter, als korrelgrootte of Sorteren vermindert de proportionaliteit tussen poreusheid en porositeit begint te falen en dus ook de proportionaliteit tussen porositeit en hydraulische geleidbaarheid., Bijvoorbeeld: klei heeft meestal een zeer lage hydraulische geleidbaarheid (vanwege hun kleine poriën in de keel), maar heeft ook zeer hoge porositeiten (vanwege de gestructureerde aard van kleimineralen), wat betekent dat klei een grote hoeveelheid water per volume bulkmateriaal kan bevatten, maar ze geven niet snel water af en hebben daarom een lage hydraulische geleidbaarheid.

sorteren en porositeitedit

goed gesorteerde materialen (korrels van ongeveer alle Één grootte) hebben een hogere porositeit dan slecht gesorteerde materialen van vergelijkbare grootte (waar kleinere deeltjes de gaten tussen grotere deeltjes opvullen). De grafiek illustreert hoe sommige kleinere korrels effectief de poriën kunnen vullen (waar alle waterstroom plaatsvindt), waardoor de porositeit en de hydraulische geleidbaarheid drastisch worden verminderd, terwijl het slechts een klein deel van het totale volume van het materiaal is. Voor tabellen met gemeenschappelijke porositeitswaarden voor aardmaterialen, zie de sectie” verder lezen ” in het artikel hydrogeologie.,

porositeit van gesteentedit

geconsolideerd gesteente (bv. zandsteen, leisteen, graniet of kalksteen) heeft potentieel complexere “duale” porositeiten in vergelijking met alluviaal sediment. Dit kan worden opgesplitst in verbonden en niet-verbonden porositeit. Verbonden porositeit wordt gemakkelijker gemeten door het volume gas of vloeistof dat in het gesteente kan stromen, terwijl vloeistoffen geen toegang hebben tot niet-verbonden poriën.

porositeit is de verhouding tussen het porievolume en het totale volume. Porositeit wordt gecontroleerd door: steentype, porieverdeling, cementering, digenetische geschiedenis en samenstelling., Porositeit wordt niet gecontroleerd door korrelgrootte, omdat het volume van de tussen-korrel ruimte is alleen gerelateerd aan de methode van korrel verpakking.

Stenen nemen normaal in porositeit af met de leeftijd en de diepte van de begraving. Tertiaire leeftijd Golf Coast zandstenen zijn in het algemeen meer poreus dan Cambrium leeftijd zandstenen. Er zijn uitzonderingen op deze regel, meestal vanwege de diepte van de begrafenis en de thermische geschiedenis.

porositeit van soilEdit

porositeit van de oppervlaktegrond neemt doorgaans af naarmate de deeltjesgrootte toeneemt., Dit is toe te schrijven aan de vorming van bodemaggregaat in fijnere getextureerde oppervlaktebodems wanneer onderworpen aan bodembiologische processen. De aggregatie impliceert corpusculaire adhesie en hogere weerstand tegen verdichting. Typische bulkdichtheid van zandgrond is tussen 1,5 en 1,7 g / cm3. Dit wordt berekend op een poreusheid tussen 0,43 en 0,36. De typische bulkdichtheid van kleigrond ligt tussen 1,1 en 1,3 g / cm3. Dit wordt berekend op een poreusheid tussen 0,58 en 0,51. Dit lijkt contra-intuïtief omdat kleigronden zwaar worden genoemd, wat een lagere porositeit impliceert., Heavy verwijst blijkbaar naar een effect van het gravitationele vochtgehalte in combinatie met terminologie die verwijst naar de relatieve kracht die nodig is om een grondwerk door de kleigrond te trekken bij veldvochtgehalte in vergelijking met zand.

de porositeit van de bodem onder de grond is lager dan in de oppervlaktegrond als gevolg van verdichting door zwaartekracht. Porositeit van 0,20 wordt als normaal beschouwd voor ongesorteerd materiaal van grindgrootte op dieptes onder de biomantel. Porositeit in fijner materiaal onder de aggregerende invloed van pedogenese kan naar verwachting deze waarde benaderen.

de porositeit van de bodem is complex., Traditionele modellen beschouwen porositeit als continu. Dit houdt geen rekening met afwijkende kenmerken en levert slechts bij benadering resultaten op. Bovendien kan het niet helpen bij het modelleren van de invloed van omgevingsfactoren die de poriegeometrie beïnvloeden. Een aantal meer complexe modellen zijn voorgesteld, met inbegrip van fractals, bubble theorie, kraken theorie, Boolean graan proces, packed sphere, en tal van andere modellen. De karakterisering van de porieruimte in de bodem is een bijbehorend concept.,

typen geologische porositeit edit

primaire porositeit het hoofd-of oorspronkelijke porositeitssysteem in een gesteente of ongebreidelde alluviale afzetting. Secundaire porositeit een daaropvolgend of afzonderlijk porositeitssysteem in een rots, dat vaak de algehele porositeit van een rots verbetert. Dit kan het gevolg zijn van chemische uitspoeling van mineralen of het ontstaan van een fractuursysteem. Dit kan de primaire porositeit vervangen of er naast bestaan (zie dual porosity hieronder). Breuk poreusheid dit is poreusheid geassocieerd met een fractuur systeem of faulting., Dit kan secundaire porositeit creëren in gesteenten die anders geen reservoirs voor koolwaterstoffen zouden zijn omdat hun primaire porositeit wordt vernietigd (bijvoorbeeld door de diepte van de begraving) of van een gesteentetype dat normaal niet als een reservoir wordt beschouwd (bijvoorbeeld stollingsintrusies of metasedimenten). Vuggy porositeit dit is secundaire porositeit gegenereerd door het oplossen van grote kenmerken (zoals macrofossielen) in carbonaat rotsen verlaten van grote gaten, vugs, of zelfs grotten., Effectieve porositeit (ook wel open porositeit genoemd) verwijst naar de fractie van het totale volume waarin de vloeistofstroom effectief plaatsvindt en omvat bovenleiding en doodlopende (omdat deze poriën niet kunnen worden doorgespoeld, maar ze kunnen vloeistofbewegingen veroorzaken door het vrijkomen van druk zoals gasuitzetting) poriën en sluit gesloten poriën (of niet-verbonden Holten). Dit is zeer belangrijk voor grondwater en aardoliestroom, evenals voor opgeloste stoffen transport., Ondoeltreffende porositeit (ook gesloten porositeit genoemd) verwijst naar de fractie van het totale volume waarin vloeistoffen of gassen aanwezig zijn, maar waarin de vloeistofstroom niet effectief kan plaatsvinden en omvat de gesloten poriën. Inzicht in de morfologie van de porositeit is dus zeer belangrijk voor grondwater en petroleum stroom. Dubbele porositeit verwijst naar het conceptuele idee dat er twee overlappende reservoirs zijn die interageren. In gebroken rotslaaglagen worden de rotsmassa en breuken vaak gesimuleerd als twee elkaar overlappende maar verschillende lichamen., Uitgestelde opbrengst, en lekkende aquifer flow oplossingen zijn beide wiskundig vergelijkbare oplossingen als die verkregen voor dubbele porositeit; in alle drie de gevallen water komt uit twee wiskundig verschillende reservoirs (of ze nu fysiek verschillend zijn of niet). Macroporositeit in vaste stoffen (d.w.z. met uitzondering van geaggregeerde materialen zoals bodems) heeft de term “macroporositeit” betrekking op poriën met een diameter groter dan 50 nm. Stroom door macroporiën wordt beschreven door bulk diffusie. Mesoporositeit In vaste stoffen (d.w.z., met uitzondering van geaggregeerde materialen zoals bodem) heeft de term “mesoporositeit” betrekking op poriën met een diameter groter dan 2 nm en kleiner dan 50 nm. Flow through mesopores wordt beschreven door Knudsen diffusion. Microporositeit in vaste stoffen (d.w.z. met uitzondering van geaggregeerde materialen zoals bodems) heeft de term “microporositeit” betrekking op poriën met een diameter kleiner dan 2 nm. Beweging in microporiën wordt geactiveerd door diffusie.