Eine Eigenschaft eines porösen Mediums, die seine Fähigkeit quantifiziert, Fluide unter einem Druckgradienten zu leiten und nur von Porengeometrie und -konnektivität abhängt, unabhängig von Viskosität und Dichte des Fluids; üblicherweise in Darcy oder Quadratmetern gemessen.

Prinzip

Ergibt sich aus der Porengeometrie und -konnektivität: größere, gut verbundene Poren und Engstellen führen zu höherer intrinsischer Permeabilität; sie ist der medienseitige Parameter in Darcys Gesetz, getrennt von Fluideigenschaften.

Demonstration

Labortests mit konstantem oder fallendem Wasserspiegel an einem Sandsteinkern liefern eine Permeabilität k (m^2); zur Umrechnung in hydraulische Leitfähigkeit wird mit Fluiddichte und Schwere multipliziert und durch Viskosität geteilt.

Fehlanwendung

Hydraulische Leitfähigkeitswerte so zu verwenden, als seien sie intrinsische Permeabilitäten, ohne für Viskosität und Dichte zu korrigieren, oder Permeabilität als isotrop und skaleninvariant zu behandeln, obwohl sie oft Anisotropie und Skalenabhängigkeit zeigt.

Konsequenz

Die korrekte Verwendung der intrinsischen Permeabilität erlaubt die Vorhersage volumetrischer Flüsse unter gegebenen Druckgradienten für jedes Fluid, sobald Fluideigenschaften bekannt sind; sie ist Grundlage für Upscaling in Strömungsmodellen und für die Beurteilung von Reservoir- und Aquiferleistungen.

Umkehrung

Hydraulische Leitfähigkeit betont die kombinierte Wirkung von Medium und Fluid (k skaliert mit ρg/μ); für dasselbe Medium variiert die Leitfähigkeit mit Fluidtyp oder Temperatur, während die intrinsische Permeabilität konstant bleibt.

Abgrenzung

Bezieht sich auf die Eigenschaft der porösen Matrix auf Kontinuumsskala; schließt Effekte aus, die von einzelnen Klüften dominiert werden, sofern Kluftephemer nicht im Bulk-Medium repräsentiert sind, und erkennt an, dass gemessene Permeabilität von Stichprobenskala und Heterogenität abhängt.

Semantische Spannung

Wird oft mit hydraulischer Leitfähigkeit oder Transmissivität verwechselt; die intrinsische Permeabilität ist eine reine Medieneigenschaft, wohingegen hydraulische Leitfähigkeit Medium und Fluid koppelt und Transmissivität Leitfähigkeit über eine Mächtigkeit integriert.

Synthese

Die intrinsische Permeabilität ist die durch Porengeometrie bestimmte Fähigkeit eines porösen Mediums, Fluide unter Druckgradienten zu leiten; sie ist der fluidunabhängige Koeffizient, der zusammen mit Fluidviskosität und -dichte hydraulische Leitfähigkeit und Flussraten gemäß Darcys Gesetz ergibt.