Permeabilitet (geologi)

Permeabiliteten til et porøst materiale er et mål for evnen materialet har til å transportere væske eller gass, gjennomstrømmeligheten.
Permeabiliteten er en materialegenskap som måler konnektivitet til porene i materialet.  Egenskapen er uavhengig av hvilken væske som strømmer i materialet, så lenge dette er en newtonsk væske med laminær strøm.  Materialer med gode transportegenskaper sies å være (høy)permeable, mens et materiale som ikke transporterer væske kalles impermeabelt.
Dimensjonen til permeabilitet er lengde² eller areal, og SI-enheten er m².  Mye brukt er også enheten darcy.
Vanlig brukt symbol for permeabiliteten er 
  
    
      
        K
      
    
    {\displaystyle K}
   eller 
  
    
      
        k
      
    
    {\displaystyle k}
  .


== Bakgrunn ==
Permeabiliteten er definert fra Darcys lov for væskestrøm gjennom et porøst materiale:

  
    
      
        q
        =
        −
        
          
            K
            μ
          
        
        ∇
        p
      
    
    {\displaystyle q=-{\frac {K}{\mu }}\nabla p}
  Her er 
  
    
      
        K
      
    
    {\displaystyle K}
   permeabiliteten, 
  
    
      
        q
      
    
    {\displaystyle q}
   er volumfluksen, 
  
    
      
        μ
      
    
    {\displaystyle \mu }
   er væskeviskositeten og 
  
    
      
        ∇
        p
      
    
    {\displaystyle \nabla p}
   er gradienten til væsketrykket.
I et anisotropt materiale vil permeabiliteten kunne være ulik i ulike retninger, og 
  
    
      
        K
      
    
    {\displaystyle K}
   slik den inngår i Darcys lov vil være en tensor.  Arbeidet til Lars Onsager viser at tensoren er symmetrisk.


== Egenskaper ==
Generelt er det ingen sammenheng mellom porøsitet og permeabilitet i et materiale.  Store porer med liten konnektivitet kan gi opphav til høy porøsitet, men lav permeabilitet.  Romlig variasjon i ett og same materiale vil likevel ofte være korrelert, slik at høyere porøsitet svarer til høyere permeabilitet.
I sedimentære bergarter er permeabilitet i vertikal retning som oftest vesentlig lavere enn i den horisontale retningen.


== Måling ==
Et mini-permeameter kan brukes til å gi hurtige estimat av permeabiliteten til et materiale.  Dette er basert på å måle trykkfall over en gasstrøm gjennom materialet,  basert på bruk av luft, nitrogen eller helium.  En måling kan utføres i løpet av sekunder.
Mer nøyaktige målinger må utføres ved hjelp av strømningseksperiment i et laboratorium.  Dette kan gjennomføres både med gass eller væske.  Ved bruk av gass må en korrigere for Klinkenbergeffekten.
I oljereservoar utføres storskala brønntester for å estimere permeabiliteten i et større område rundt brønnen. En slik test krever vanligvis fra en til to uker å gjennomføre.
Permeabiliteten kan også estimeres indirekte ved korrelasjoner mot andre materialegenskaper.  I oljereservoar kan ulike brønnlogger brukes som utgangspunkt for å estimere permeabiliteten.


== Modell for permeabilitet ==
En enkel modell for sammenhengen mellom permeabiliteten 
  
    
      
        K
      
    
    {\displaystyle K}
   og mikroskopiske poreparametre er gitt ved

  
    
      
        K
        =
        C
        ⋅
        
          d
          
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle K=C\cdot d^{2}}
  hvor

  
    
      
        C
      
    
    {\displaystyle C}
   er en dimensjonsløs konstant relatert til konfigurasjon av strømningsveier.

  
    
      
        d
      
    
    {\displaystyle d}
   er en gjennomsnittlig effektiv porediameter.


== Litteratur ==
Bear, Jacob, 1972. Dynamics of Fluids in Porous Media, Dover. — ISBN 0-486-65675-6


== Eksterne lenker ==
http://techalive.mtu.edu/meec/module06/Permeability.htm