Darcy (đơn vị)

Darcy (hoặc đơn vị darcy) và milidarcy (md hoặc mD) là đơn vị đo độ thẩm thấu, được đặt theo tên  Henry Darcy. Mặc dù không phải là đơn vị SI, nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu mỏ và địa chất. Tương tự như các đơn vị đo khác về độ thẩm thấu, darcy là một đơn vị thứ nguyên với chiều dài.

Định nghĩa

Độ thẩm thấu đo lường khả năng của một chất lưu chảy qua đá (và các môi trường bọt khác). Darcy được xác định bằng định luật Darcy, có thể viết dưới dạng:

$Q=\frac{A\mathrm{\kappa <!--\; \kappa \; -->}\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}P}{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}x}$

trong đó:

$$ Q {\displaystyle Q\,}	là lưu lượng dòng chảy qua môi trường (cm/s)
$A$	là diện tích môi trường (cm)
$\mathrm{\kappa <!--\; \kappa \; -->}$	là độ thẩm thấu của môi trường (Darcy)
$\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}$	là độ nhớt động lực  của chất lỏng (cP)
$\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}P$	là sự chênh lệch áp suất (atm)
$\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}x$	là độ dày của môi trường (cm)

Darcy là sự kết hợp của các hệ đơn vị. Một môi trường có độ thẩm thấu 1 darcy cho phép dòng chảy 1 cm3/s của chất lưu có độ nhớt 1 cP (1 mPa·s) dưới áp suất gradient 1 atm/cm tác động lên diện tích 1 cm.

Giá trị phạm vi độ thẩm thấu từ cao như 100.000 darcy cho sỏi, đến ít hơn 0,01 microdarcy cho đá hoa cương. Cát có độ thẩm thấu khoảng 1 darcy.

Nguồn gốc

Darcy được đặt tên theo Henry Darcy. Độ thấm của đá thường được mô tả bằng millidarcy (md) do đá chứa dầu khí hoặc nước tích lũy thường có độ thấm từ 5 đến 500 md.

Sự kết hợp đặc biệt giữa các đơn vị xuất phát từ nghiên cứu ban đầu của Darcy về dòng nước qua cột cát. Nước có độ nhớt 1,0019 cP ở nhiệt độ phòng.

Đơn vị được đặt theo tên của Henry Darcy, và viết tắt là d không viết hoa (khác với cách sử dụng trong ngành công nghiệp). Hiệp hội Địa chất Dầu khí Hoa Kỳ sử dụng các đơn vị viết tắt như sau:

• darcy: d
• milidarcy: md.

Chuyển đổi

Chuyển đổi về đơn vị SI, 1 darcy tương đương với 9,869233×10 m hoặc 0,9869233 (mm). Sự chuyển đổi này thường được làm tròn là 1 (mm). Lưu ý rằng đây là đối ứng của 1,013250—hệ số chuyển đổi từ át mô-phy đến bar.

Đặc biệt trong lĩnh vực thủy văn, độ thấm của đất hoặc đá có thể được xác định bằng cách đo lượng nước thấm qua dưới áp suất tĩnh (~ 0,1 bar/m) ở nhiệt độ 20 °C. Trong trường hợp cụ thể này, 1 darcy tương đương với 0,831 mét mỗi ngày.