HeliumPorositätmessungen

Helium-Porositätmessungen sind eine gängige Labortechnik zur Bestimmung der Porenraumgröße in Gesteinsproben und liefern vor allem die verbundene Porosität. Sie finden Anwendung in Geologie, Petrophysik und der Erdölindustrie, um das Verhältnis des Porenvolumens zum Gesamtvolumen der Probe abzuschätzen.

Prinzipiell nutzt die Methode die Eigenschaften von Helium. Helium ist ein kleines, inert reagierendes Gas, das kaum mit Mineralkörnern interagiert. Durch das Füllen der Poren mit Helium und das anschließende Messen des Gasvolumens bei bekannten Druck- und Temperaturbedingungen lässt sich das Porenvolumen bestimmen. Da Helium nicht an Mineraloberflächen adsorbiert und in die offenen Poren eindringt, entspricht der gemessene Porenvolumen weitgehend der verbundenen Porosität, also dem Porenraum, der über Porenschwellen mit dem Probenraum verbunden ist.

Durchführung: Die Probe wird getrocknet und entgast, um Oberflächenadsorption zu minimieren. Die Probe wird in einen Helium-Porosimeter gelegt, der mit einem Referenzvolumen verbunden ist. Helium wird eingeführt, der Druck wird kontrolliert und das Porevolumen wird aus der Änderung des Gasvolumens bei konstanter Temperatur bestimmt. Die Porosität wird als Verhältnis des Porevolumens zum Gesamtvolumen der Probe ausgedrückt.

Interpretation und Anwendungen: Die Messung liefert primär die verbundene Porosität und dient zur Kalibrierung anderer Porositätsdaten, zur Reservoircharakterisierung, Materialanalyse von Bohrkernen und zur Bewertung der Durchlässigkeit-Porosität-Beziehungen.

Einschränkungen: Geschlossene Poren oder stark mikroporöse Bereiche bleiben oft unberücksichtigt. Ergebnisse hängen von sorgfältiger Entgasung, Dichtheit des Systems sowie von Temperatur- und Druckstabilität ab.