Forstå porøsitet og tetthet

Porøsitet er prosentandelen tomrom i en stein.Porøsitet Er prosentandelen av tomrom i en stein. Det er definert som forholdet mellom volumet av hulrom eller porerom dividert med totalvolumet. Den er skrevet som enten en desimalfraksjon mellom 0 og 1 eller som en prosentandel. For de fleste bergarter varierer porøsiteten fra mindre enn 1% til 40%.

porøsiteten til en stein avhenger av mange faktorer, inkludert bergartstypen og hvordan korn av en stein er ordnet. For eksempel har krystallinsk stein som granitt en svært lav porøsitet (< 1%) siden de eneste porerommene er de små, lange, tynne sprekkene mellom de enkelte mineralkornene. Sandsteiner har vanligvis mye høyere porositeter (10-35%) fordi de enkelte sand – eller mineralkornene ikke passer sammen tett, noe som gir større porerom.

Visualisere porerom (porer vist i blått)

porøsitetsmålinger av wisconsin-bergarter

porøsitetsmålinger av bergarter målt varierer fra 2% til mer enn 30%. Mye av denne variasjonen skyldes litologi (bergart). Datatabellen viser porøsiteten til de testede prøvene, og figuren til høyre viser rekkevidden og fordelingen av porositeter ved litologi. Dolomittene har den laveste porøsiteten (2-6%), skiferene har det bredeste spekteret av porøsiteter (8-29%, selv om de fleste er mindre enn 15%), og sandsteinene har den høyeste porøsiteten (11-32%).

Figur 1. Fordeling av porositeter for dolomitt, skifer og sandstein.

Tetthetsmålinger Av Wisconsin-bergarter

Tetthet er definert som masse per volum. I bergarter er det en funksjon av tetthetene til de enkelte kornene, porøsiteten og væsken som fyller porene. Det finnes tre typer tetthet i bergarter: tørr tetthet, våt tetthet og korn tetthet.

datatabellen viser tettheten for tørr, våt og korn i prøvene. Ytterligere våt tetthet For Wisconsin bergarter kan bli funnet i «Tetthet og Magnetisk Følsomhet Av Wisconsin Rock,» Av S. i. Dutch, R. C. Boyle, S. K. Jones-Hoffbeck, Og S. M. Vandenbush (Geoscience Wisconsin, Vol. 15, s. 53-70).

Se dataene

Tetthetsmålinger og fordelinger

tørr tetthet

Tørr tetthet måles på bergarter uten vann eller væske i porene.

Se Figur 2 for tørr tetthetsfordeling av dolomitt, skifer og sandstein.

våt tetthet

Våt tetthet måles på fullt mettede kjerner.

Figur 3 viser våt tetthetsfordeling for dolomitt, skifer og sandstein.

Korn tetthet

Korn tetthet beskriver tettheten av faste eller mineral korn av fjellet.

Korn tetthet kan gi en indikasjon på mineralogi av fjellet:

• Dolomitt, ρ = 2,8 – 3,1 g/cm3
• Skifer, ρ = 2,65–2,8 g/cm3
  Skifer består av flere mineraler som har forskjellig tetthet i forskjellige relative mengder. Mineralene kan omfatte leire som illitt (ρ = 2,6–2,9 g/cm3) og kaolinitt (ρ = 2,6 g/cm3) blandet, for eksempel med dolomitt (ρ = 2,8–3,1 g/cm3) og kalsitt (ρ = 2,71 g/cm3).
• Sandsteiner, ρ = 2.65-2.80 g / cm3
  Nesten halvparten av sandsteiner har korntettheter nær 2.65 g/cm3, tettheten av kvarts, noe som tyder på at disse sandsteinene består av kvartskorn og sement. De resterende sandsteinene har litt større korntettheter, mest sannsynlig på grunn av blanding av kvarts med tettere mineraler som kalsitt (ρ = 2,71 g/cm3) eller dolomitt(ρ = 2,8–3,1 g / cm3).

Se Figur 4 for korntetthetsfordeling av dolomitt, skifer og sandstein.

Måleteknikker

måling av porøsitet

porøsitetene ble bestemt ved målinger av det totale volum og poreromsvolum av prøvene. Vi forberedt høyre sylindriske kjerner ved hjelp av en kjerne drill trykk, en stein så, og en overflate jeksel.

målevolum: Beregnet ved å måle sylinderens lengde og diameter ved hjelp av en tykkelse. De fleste prøvene var en nominell 2-tommers diameter og 1 til 3 inches lang.

Tørking av prøvene: Prøver ble ovnstørket ved 70°C (158°F) i minst 24 timer før testing.

Måling pore plass volum: Pore plass volum ble bestemt ved hjelp av en helium pycnometer. Helium-pyknometeret bruker Boyles Lov (P1V1 = P2V2) OG heliumgass, som raskt trenger inn i små porer og er ikke-reaktiv, for å bestemme den faste delen av en prøve. Kjernen er plassert i et prøvekammer med kjent volum. Et referansekammer, også av kjent volum, er trykksatt. De to kamrene kobles deretter sammen, slik at heliumgassen kan strømme fra referansekammeret til prøvekammeret. Forholdet mellom start-og slutttrykk brukes til å bestemme volumet av prøvefaststoffet. Porevolumet er forskjellen mellom totalvolumet og det faste volumet som bestemmes av heliumpyknometeret. Denne teknikken kan bare brukes til å måle porer som er sammenkoblet. Helium og vann trenger ikke inn i isolerte porer, så disse porene er ikke inkludert i porøsitetsmålingen.

Måle tetthet

Tørr tetthet ble bestemt ved å veie prøvene etter tørking og dividere massen med det totale prøvevolumet.Våt tetthet ble deretter beregnet ved å anta at porøsiteten til prøven ble fylt med vann, legge den massen til den tørre målte massen og dividere summen med det totale prøvevolumet.

Korntetthet ble beregnet ved å trekke poreromvolumet fra det totale prøvevolumet og deretter dele forskjellen med tørrmassen.

Se dataene