نفوذپذیری مطلق

نفوذپذیری مطلق:
«نفوذپذیری مطلق» (Absolute Permeability)، میزان نفوذپذیری در محیط متخلخلی را نشان می دهد که توسط تنها یک نوع سیال به طور کامل (100%) اشباع شده است.

این ویژگی با عناوین دیگری نظیر «نفوذپذیری ذاتی» (Intrinsic Permeability) یا «نفوذپذیری ویژه» (Specific Permeability) نیز شناخته می شود.

این عناوین به کمیتی اشاره می کنند که مقدار نفوذپذیری آن به عنوان یکی از خواص شدتی محیط به حساب می آید و با میانگین گیری از یک بخش همگن از ماده تعیین نمی شود.

خواص شدتی صرفاً تابعی از ساختار ماده هستند.

نفوذپذیری مواد در حضور گازها:
در برخی از مواقع، نفوذپذیری یک محیط متخلخل در حضور سیالات گازی نسبت به حضور سیالات مایع متفاوت است.

یکی از تفاوت های بین این دو، لغزش گاز در سطح تماس ماده هنگام نزدیک بودن مقدار مسیر آزاد متوسط به اندازه حفره ها است. این مقادیر معمولاً حدود 0.01 تا 0.1 میکرومتر (μm) در نظر گرفته می شوند.

به عنوان مثال، نفوذپذیری ماسه سنگ و شیل در حضور آب به 19-10*9 تا 12-10*2.4 مترمربع می رسد اما این محدود در حضور گازها بین 17-10*1.7 تا 12-10*2.6 مترمربع تغییر می کند.

نفوذپذیری مخازن سنگی در حضور سیالات گازی، یکی از مسائل مهم مهندسی نفت هنگام استخراج بهینه گاز شیلی، ماسه های گازی سفت و متان لایه های زغال به حساب می آید.

تانسور نفوذپذیری:
به منظور مدل سازی نفوذپذیری در یک محیط ناهمسانگرد باید از تانسور نفوذپذیری استفاده کرد.

از آنجایی که امکان اعمال فشار در هر سه جهت با استفاده از این تانسور وجود دارد، نفوذپذیری نیز برای هر راستا توسط قانون دارسی در سه بعد قابل اندازه گیری خواهد بود.

به این ترتیب، یک تانسور 3*3 برای نفوذپذیری به دست می آید. مؤلفه های این تانسور با به کارگیری یک ماتریس متقارن و اکیداً مثبت تعیین می شوند:

تانسور نفوذپذیری به واسطه «روابط متقابل اونزاگر» (Onsager Reciprocal Relations) متقارن خواهد بود.

از آنجایی که مؤلفه موازی جریان با افت فشار همیشه با جهت افت فشار هم راستا است، تانسور نفوذپذیری اکیداً مثبت خواهد بود.

تانسور نفوذپذیری همیشه قطری پذیر (متقارن و اکیداً مثبت) است.

بردارهای ویژه این تانسور با جهت های اصلی جریان (جهت های جریان موازی با افت فشار) هم راستا هستند و مقادیر ویژه نیز نفوذپذیری های اصلی را نمایش می دهند.