används i geologi, hydrogeologi, markvetenskap och byggnadsvetenskap, porositeten hos ett poröst medium (såsom berg eller sediment) beskriver fraktionen av tomrum i materialet, där tomrummet kan innehålla till exempel luft eller vatten. Det definieras av förhållandet:

(V v v t {\displaystyle \ phi ={\frac {v_ {\mathrm {V} }}{v_ {\mathrm {t} }}}}

där VV är volymen void-space (såsom vätskor) och VT är den totala eller bulkvolymen av material, inklusive de fasta och void-komponenterna., Både de matematiska symbolerna (\displaystyle \phi } och n {\displaystyle n} används för att beteckna porositet.

porositet är en fraktion mellan 0 och 1, typiskt sträcker sig från mindre än 0,005 för fast granit till mer än 0,5 för torv och lera.

porositeten hos ett berg, eller sedimentärt skikt, är en viktig faktor när man försöker utvärdera den potentiella volymen vatten eller kolväten det kan innehålla., Sedimentär porositet är en komplicerad funktion av många faktorer, inklusive men inte begränsat till: graden av nedgrävning, djup nedgrävning, arten av connate vätskor, arten av överliggande sediment (som kan hindra vätskeutdrivning)., Ett vanligt förekommande samband mellan porositet och djup ges av Athy (1930) ekvation:

(z ) = 0 e − k z {\displaystyle \phi (z)=\phi _{0}e^{-KZ}\,} = ρ particle − ρ bulk ρ particle − ρ fluid {\displaystyle \phi ={\frac {\rho _{\text{particle}}-\Rho _{\text{bulk}}}{\rho _{\text{particle}}-\Rho _{\text{fluid}}}}}

om det tomma utrymmet är fyllt med luft kan följande enklare form användas:

första − p bulk ρ particle {\displaystyle \PHI = 1-{\frac {\Rho _{\text{bulk}}}{\Rho _{\text{particle}}}}

normal partikeldensitet antas vara ungefär 2.,65 g / cm3 (kiseldioxid), även om en bättre uppskattning kan erhållas genom att undersöka partiklarnas litologi.

porositet och hydraulisk ledningsförmåga

porositet kan vara proportionell mot hydraulisk ledningsförmåga; för två liknande sandiga akviferer kommer den med högre porositet vanligtvis att ha en högre hydraulisk ledningsförmåga (mer öppet område för vattenflödet), men det finns många komplikationer till detta förhållande. Den huvudsakliga komplikationen är att det inte finns någon direkt proportionalitet mellan porositet och hydraulisk ledningsförmåga utan snarare en härledd proportionalitet., Det finns en tydlig proportionalitet mellan pore hals radier och hydraulisk ledningsförmåga. Det tenderar också att vara en proportionalitet mellan pore throat radii och pore volume. Om proportionaliteten mellan pore throat radii och porositet existerar kan en proportionalitet mellan porositet och hydraulisk ledningsförmåga existera. Men eftersom kornstorlek eller sortering minskar proportionaliteten mellan pore throat radii och porositet börjar misslyckas och därför gör proportionaliteten mellan porositet och hydraulisk ledningsförmåga., Till exempel: leror har vanligtvis mycket låg hydraulisk konduktivitet (på grund av deras små pore halsradier) men har också mycket höga porositeter (på grund av den strukturerade naturen hos lermineraler), vilket innebär att leror kan hålla en stor volym vatten per volym bulkmaterial, men de släpper inte ut vatten snabbt och har därför låg hydraulisk konduktivitet.

sortering och porosityEdit

väl sorterad (korn av ungefär en storlek) material har högre porositet än liknande storlek dåligt sorterade material (där mindre partiklar fylla luckorna mellan större partiklar). Grafiken illustrerar hur vissa mindre korn effektivt kan fylla porerna (där allt vattenflöde sker), drastiskt minska porositet och hydraulisk ledningsförmåga, samtidigt som endast en liten del av den totala volymen av materialet. För tabeller med gemensamma porositetsvärden för jordmaterial, se avsnittet” Ytterligare läsning ” i hydrogeologi artikeln.,

porositet av rocksEdit

konsoliderade stenar (t.ex. sandsten, skiffer, granit eller kalksten) potentiellt har mer komplexa ”dubbla” porositeter, jämfört med alluviala sediment. Detta kan delas upp i ansluten och oansluten porositet. Ansluten porositet mäts lättare genom volymen av gas eller vätska som kan strömma in i berget, medan vätskor inte kan komma åt oanslutna porer.

porositet är förhållandet mellan porvolymen och dess totala volym. Porositet styrs av: rock typ, pore distribution, cementation, diagenetisk historia och sammansättning., Porositet styrs inte av kornstorlek, eftersom volymen mellankornsutrymme endast är relaterad till metoden för kornförpackning.

stenar minskar normalt i porositet med ålder och djup av begravning. Tertiär ålder Gulf Coast sandstenar är i allmänhet mer porös än kambriska ålder sandstenar. Det finns undantag från denna regel, vanligtvis på grund av djupet av begravning och termisk historia.

porositet av soilEdit

porositet av ytjord minskar typiskt när partikelstorleken ökar., Detta beror på att jord aggregat bildas i finare texturerade ytjordar när de utsätts för jord biologiska processer. Aggregering innefattar partikeladhesion och högre motståndskraft mot komprimering. Typisk bulkdensitet av sandjord är mellan 1,5 och 1,7 g/cm3. Detta beräknar till en porositet mellan 0,43 och 0,36. Typisk bulkdensitet av lerjord är mellan 1,1 och 1,3 g / cm3. Detta beräknar till en porositet mellan 0,58 och 0,51. Detta verkar kontraintuitive eftersom lerjordar kallas tunga, vilket innebär lägre porositet., Heavy hänvisar tydligen till en gravitationsfuktinnehållseffekt i kombination med terminologi som harkens tillbaka till den relativa kraften som krävs för att dra en jordbearbetning genom lera jorden vid fältfuktinnehåll jämfört med sand.

porositeten hos jordytan är lägre än i jordytan på grund av komprimering genom gravitation. Porositet på 0,20 anses normalt för osorterat grusstorleksmaterial på djup under biomanteln. Porositet i finare material under det aggregerande inflytandet av pedogenes kan förväntas approximera detta värde.

Jordporositet är komplex., Traditionella modeller betraktar porositet som kontinuerlig. Detta misslyckas med att redogöra för avvikande funktioner och ger endast ungefärliga resultat. Dessutom kan det inte bidra till att modellera påverkan av miljöfaktorer som påverkar porgeometrin. Ett antal mer komplexa modeller har föreslagits, inklusive fraktaler, bubbelteori, sprickteori, Boolesk kornprocess, packad sfär och många andra modeller. Karakteriseringen av porutrymme i jord är ett tillhörande begrepp.,

typer av geologiska porositiesEdit

primär porositet det huvudsakliga eller ursprungliga porositetssystemet i en sten eller unconfined alluvial insättning. Sekundär porositet ett efterföljande eller separat porositetssystem i en sten, ofta förbättra övergripande porositet av en sten. Detta kan vara ett resultat av kemisk utlakning av mineraler eller generering av ett spricksystem. Detta kan ersätta den primära porositeten eller samexistera med den (se dubbel porositet nedan). Fraktur porositet detta är porositet i samband med ett fraktursystem eller fel., Detta kan skapa sekundär porositet i stenar som annars inte skulle vara reservoarer för kolväten på grund av att deras primära porositet förstörs (till exempel på grund av djup av begravning) eller av en Stentyp som normalt inte anses vara en reservoar (till exempel magmatiska intrång eller metasediment). Vuggy porositet detta är sekundär porositet genereras genom upplösning av stora funktioner (såsom makrofossiler) i karbonatstenar lämnar stora hål, vugs, eller ens grottor., Effektiv porositet (även kallad öppen porositet) avser fraktionen av den totala volymen i vilken vätskeflödet sker effektivt och inkluderar kontaktledning och återvändsgränd (eftersom dessa porer inte kan spolas, men de kan orsaka vätska rörelse genom frisättning av tryck som Gas expansion) porer och utesluter slutna porer (eller icke-anslutna håligheter). Detta är mycket viktigt för grundvatten och petroleumflöde, liksom för lösningstransport., Ineffektiv porositet (även kallad sluten porositet) avser fraktionen av den totala volymen i vilken vätskor eller gaser är närvarande men i vilken vätskeflödet inte effektivt kan ske och innefattar de slutna porerna. Att förstå porositetens morfologi är således mycket viktigt för grundvatten och petroleumflöde. Dubbel porositet hänvisar till den konceptuella idén att det finns två överlappande reservoarer som interagerar. I fractured rock aquifers simuleras bergmassan och frakturerna ofta som två överlappande men distinkta kroppar., Fördröjt utbyte och läckande akviferflödeslösningar är båda matematiskt liknande lösningar som de som erhålls för dubbel porositet.i alla tre fallen kommer vatten från två matematiskt olika reservoarer (oavsett om de är fysiskt olika). Makroporositet i fasta ämnen (dvs. exklusive aggregerade material såsom jordar) avser termen makroporositet porer som är större än 50 nm i diameter. Flöde genom makroporer beskrivs genom bulkdiffusion. Mesoporositet i fasta ämnen (dvs., med mesoporositet avses porer som är större än 2 nm och mindre än 50 nm i diameter. Flödet genom mesopores beskrivs av Knudsen diffusion. Mikroporositet i fasta ämnen (dvs. exklusive aggregerade material såsom jordar) avser termen mikroporositet porer som är mindre än 2 nm i diameter. Rörelse i mikroporer aktiveras genom diffusion.