Was ist der Unterschied zwischen Permeabilität und Porosität?

Die Porosität ist der Anteil des Hohlraumvolumens in einem Material (dimensionslos, 0–1). Die Permeabilität beschreibt, wie leicht Fluid durch diese Hohlräume strömt (in m² oder Darcy). Ein Material kann hohe Porosität, aber geringe Permeabilität aufweisen, wenn die Poren nicht gut miteinander verbunden sind (wie Bimsstein).

Warum wurde die Einheit Darcy geschaffen?

SI-Permeabilitätswerte sind extrem klein (10⁻¹² m² oder weniger), was sie unpraktisch macht. Das Darcy, definiert über das Darcy-Gesetz mit praktischen Einheiten (cP, cm, atm), liefert handhabbare Zahlen. 1 Darcy ≈ 10⁻¹² m².

Welche Faktoren beeinflussen die Permeabilität?

Die Permeabilität hängt ab von: Porengröße (größer = höheres k), Porenkonnektivität, Korngröße und Sortierung, Klüften und Zementation. Tongehalt reduziert typischerweise die Permeabilität. Die Temperatur beeinflusst die Fluidviskosität, nicht aber die Permeabilität selbst.

Was ist die hydraulische Leitfähigkeit?

Die hydraulische Leitfähigkeit (K) verbindet Permeabilität mit Fluideigenschaften: K = k × ρg / μ, wobei ρ die Dichte, g die Erdbeschleunigung und μ die Viskosität ist. Die Einheiten sind Geschwindigkeit (m/s). Es ist die Permeabilität normiert auf ein bestimmtes Fluid – in der Grundwasserkunde üblicherweise Wasser.

Permeabilität Converter

Über die Umrechnung von Permeabilität

Die Permeabilität misst, wie leicht Fluide durch poröse Materialien wie Reservoirgestein, Boden, Sand oder Filter strömen – eine grundlegende Eigenschaft, die die Grundwasserbewegung, die Öl- und Gasförderung sowie Filtrationsprozesse bestimmt. Sie unterscheidet sich deutlich von der Porosität (dem Anteil des Hohlraumvolumens): Ein Material kann hoch porös sein und dennoch eine geringe Permeabilität aufweisen, wenn seine Poren nicht gut miteinander verbunden sind, wie ein Schwamm mit isolierten Blasen. Die Permeabilität hängt von der Porenhalsgröße und -konnektivität ab, nicht nur vom gesamten Hohlraumvolumen.

Die SI-Einheit ist Quadratmeter (m²), aber das Darcy (D) ist der universelle praktische Standard in der Erdöltechnik, Hydrogeologie und Bodenkunde. Ein Darcy repräsentiert eine hohe Permeabilität; die meisten konventionellen Ölreservoire messen in Millidarcy (mD), und dichte Formationen in Mikrodarcy. Das Darcy wurde so definiert, dass es gemäß dem Darcy-Gesetz, das die viskose Strömung durch poröse Medien beschreibt, praktische Werte mit gängigen Fluideigenschaften und Druckgradienten liefert.

Unser Umrechner verarbeitet alle gängigen Permeabilitätseinheiten für Erdöltechnik, Grundwassermodellierung, geotechnische Analyse und Filtersystemauslegung.

Gängige Permeabilitäts-Umrechnungen

Von	Nach	Multiplikator
Darcy (D)	m²	9,87 × 10⁻¹³
m²	Darcy	1,013 × 10¹²
Darcy	Millidarcy (mD)	1.000
Millidarcy	Darcy	0,001
Darcy	cm²	9,87 × 10⁻⁹
m²	cm²	10.000
Darcy	μm²	0,987
μm²	Darcy	1,013
mD	μm²	0,000987

Referenz der Permeabilitätseinheiten

Quadratmeter (m²) – Die SI-Einheit für Permeabilität, die die Fläche darstellt, durch die der Fluss in der Darcy-Gesetz-Formulierung erfolgt. Werte für reale Materialien sind extrem klein – typischerweise 10⁻¹² bis 10⁻¹⁸ m² für geologische Formationen. Das macht die Einheit für den alltäglichen Gebrauch unpraktisch, was erklärt, warum das Darcy zum Standard wurde. SI-Puristen können m² in Berechnungen verwenden, aber die Angabe in Darcy ist in der Praxis universell.

Darcy (D) – Die praktische Standardeinheit, benannt nach Henry Darcy, der 1856 das grundlegende Gesetz für die Strömung durch poröse Medien aufstellte. 1 D ≈ 9,87 × 10⁻¹³ m². Per Definition hat ein Medium mit 1 D Permeabilität einen Durchfluss von 1 cm³/s eines Fluids mit 1 cP Viskosität durch 1 cm² Fläche bei einem Druckgradienten von 1 atm/cm. Ein Darcy ist tatsächlich eine recht hohe Permeabilität – sauberer Sand und Kies liegen im Darcy-Bereich.

Millidarcy (mD) – Ein Tausendstel Darcy, die Standardeinheit für die Charakterisierung von Erdölreservoiren. Die meisten konventionellen Öl- und Gasreservoire haben Permeabilitäten zwischen 1 und 1000 mD. Gutes Reservoirgestein liegt typischerweise bei 10–500 mD; unter 1 mD gilt als dicht. Bohrlochtest-Berichte, Kernanalysen und Reservoirsimulationen verwenden universell mD.

Mikrodarcy (μD) – Ein Millionstel Darcy, verwendet für dichte Formationen, Tonschiefer und Gesteine mit sehr geringer Permeabilität. Schiefergas-Reservoire haben typischerweise Permeabilitäten von 0,001–0,1 μD (Nanodarcy bis Mikrodarcy). Eine hydraulische Frakturierung ist erforderlich, um aus solch dichten Gesteinen wirtschaftlich fördern zu können.