Porosity & Permeability

岩石の「隙間」と「通りやすさ」

地層の中に存在する石油、天然ガス、あるいは地下水を理解するためには、岩石の2つの基本的性質、すなわち孔隙率（Porosity）と浸透率（Permeability）を知る必要があります。

孔隙率（Porosity, $\phi$）

孔隙率とは、岩石の体積全体のうち、隙間（孔隙）が占める割合のことです。これが大きければ大きいほど、岩石は多くの流体を貯留できる「容器」としての能力が高いことを意味します。

$\phi = \frac{V_p}{V_b} \times 100 (\%)$
ここで $V_p$ は孔隙体積、$V_b$ は全かさ体積。

• 絶対孔隙率： 孤立した隙間も含めたすべての孔隙の割合。
• 有効孔隙率： つながっている隙間（流体が移動できる隙間）のみの割合。資源開発ではこちらが重要です。

浸透率（Permeability, $k$）

浸透率とは、岩石の中を流体がどれだけ通過しやすいかを示す指標です。単位には「ダルシー (Darcy)」または「ミリダルシー (mD)」が使われます。

ダルシーの法則 (Darcy's Law)

1856年、フランスの技術者ヘンリー・ダルシーが砂の濾過実験から導き出した法則です。
$$ q = \frac{k A \Delta P}{\mu L} $$ この式を変形して $k$ を求めることで、流量や圧力差から地層の浸透率を推定できます。

産業への応用

これらのパラメータは、油田の埋蔵量評価、CCS（CO2地中貯留）の適地選定、土壌汚染の拡散予測など、地下流体を扱うあらゆる分野で基礎となります。