La fraction du volume total d'un matériau occupée par des vides ou des pores, généralement exprimée en ratio sans dimension ou en pourcentage ; la porosité détermine la capacité potentielle de stockage des fluides dans les roches et sédiments.

Principe

La porosité résulte de l'empilement des grains, de la distribution granulométrique, de la cimentation, de la dissolution et du développement de fractures ; la porosité totale comprend tous les vides, tandis que la porosité efficace compte l'espace poreux interconnecté disponible pour l'écoulement.

Démonstration

Des mesures sur échantillons de puits montrent un grès propre avec une porosité totale d'environ 25 % et une porosité efficace légèrement moindre en raison de pores isolés ; une unité riche en argile peut présenter une porosité totale élevée mais une porosité efficace faible car les pores sont déconnectés ou remplis d'eau adsorbée.

Mauvaise application

Assimiler une porosité totale élevée à une transmissivité élevée ou à un stockage exploitable sans tenir compte de la connectivité et des effets à l'échelle des pores conduit à des erreurs ; supposer que la porosité est constante à toutes les échelles sans tenir compte de la compaction ou de l'hétérogénéité induit des estimations erronées de volumes.

Conséquence

La porosité fixe le stockage volumétrique maximal pour les eaux souterraines et les hydrocarbures et, combinée à la saturation et au rendement spécifique, contrôle les volumes récupérables et les temps de résidence ; distinguer la porosité efficace est essentiel pour la modélisation de l'écoulement et du transport.

Inversion

Les matériaux à faible porosité (roches ignées/métamorphiques denses) offrent un espace poreux minimal et donc un stockage limité, bien que les fractures puissent fournir une porosité secondaire qui domine l'écoulement malgré une faible porosité matricielle.

Limite

S'applique à l'espace poreux à l'intérieur du milieu géologique ; exclut les cavités à grande échelle comme les grottes ou les galeries artificielles sauf si elles sont traitées explicitement ; les mesures de porosité dépendent de la méthode (pycnométrie à l'hélium, scanner CT, diagraphies) et de l'échelle, chacune échantillonnant des classes de pores différentes.

Tension sémantique

Il existe une tension entre la « porosité totale » (tous les vides) et la « porosité efficace » (les vides interconnectés contribuant à l'écoulement) ; en hydrogéologie, le paramètre pratique est souvent le rendement spécifique ou la porosité efficace plutôt que la porosité totale seule.

Synthèse

La porosité est la fraction volumétrique des vides dans une roche ou un sédiment qui définit le stockage potentiel des fluides ; sa signification pratique dépend de la connectivité des pores, de l'échelle d'observation et des interactions avec la saturation du fluide et les processus mécaniques.