Poreverkko

Poreverkko on poroisen materiaalin mikroskooppinen malli, jossa huokoset nähdään verkon solmuina ja niihin johtavat kapeat yhteydet putkimaisina linkkeinä. Tällainen verkko kuvaa porojen todellista rakennekehää ja mahdollistaa porosten koon, tilavuudenjakautuman sekä yhteyksien kartoituksen, joita nesteiden liike ja kapillaariset ilmiöt ohjaavat.

Verkon rakentaminen voidaan tehdä useilla tavoilla. Yleensä se alkaa kuvatun tai satunnaisesti luodun mikrorakenteen hankkimisesta tai generoimisesta, kuten mikrotomografian (micro-CT) tai muiden kuvatiedostojen perusteella. Tämän jälkeen erottelu määrittää huokosten ja seinämien rajat, ja skeletointi sekä verkon kartoitus tuottavat solmut ja linkit sekä niihin liittyvät ominaisuudet, kuten tilavuus, poikkipinta-ala ja yhteyksien vahvuus. Lopuksi verkko sovellutetaan laskentoihin: monifaasisnesteiden virta, kapillaarinen paine, saturaatio sekä läpäisevyys voidaan arvioida poreverkossa tapahtuvien virtauksien perusteella.

Poreverkkoja käytetään muun muassa geologisissa ja öljyalan sovelluksissa sekä hydrogeologiassa ja materiaalitieteissä. Niiden avulla voidaan tarkastella pikkukokoisten muodonvaihtelujen vaikutuksia suurempien järjestelmien kuten kallioperän vedenvirtauksen, öljy- ja kaasukenttien toiminnan, hiilidioksidin varastoinnin sekä huokoisten materiaalien mikromuovauksia koskevia ilmiöitä. Poreverkot tarjoavat tapaamisen mikroskooppisen rakenteen ja makroskooppisen kulun välillä sekä mahdollistavat nopeammat ja edellistä vähemmän oletuksiin perustuvat simulaatiot suhteessa kokonais-continuaattisiin malleihin.

Rajoituksina poreverkkojen käytössä ovat rakennettujen verkkojen yleisluonteisuus, kuvauksen rajojen sekä ohennusten aiheuttama yksinkertaistaminen, sekä niihin liittyvät epävarmuudet siitä, miten edustavasti ne heijastavat todellista kolmiulotteista rakennetta ja sen vaihtelua. Silti ne ovat keskeinen työkalu poroisten materiaalien mikroskooppisen kulun ymmärtämisessä.