Startseite▸Geologie & Geowissenschaften▸Sandsteinbildung

🪸 Sandsteinbildung

Simuliere die Diagenese von Sandstein: Verdichtung durch Überlagerung und Zementierung. Kozeny-Carman-Permeabilität, Arrhenius-Zementierungsrate. Beobachte, wie die Porosität mit der Tiefe abnimmt und sich Porenkanäle schließen.

Geologie & Geowissenschaften3DLeicht60 FPS🌍 Erde

Über diese Simulation

Dieses Modell begräbt eine Sandschicht bis zu einer gewählten Tiefe und Temperatur und wendet dann eine Kozeny-Carman-artige Porositäts-Tiefen-Beziehung (φ = φ₀ − k·Tiefe) zusammen mit Arrhenius-gesteuerter Zementierung (exp(−Ea/RT)) an, um losen Sand in Gestein zu verwandeln. Das Anpassen von Überlagerungstiefe, Temperatur, Anfangsporosität und Korngröße zeigt, wie jeder diagenetische Pfad Porosität, Permeabilität und die Qualität als Erdölreservoir verändert.

🔬 Was gezeigt wird

Ein Querschnitt von Sandkörnern, die über geologische Zeiträume verdichtet und zementiert werden, mit live aktualisierten Statistiken zu Porosität, Permeabilität, Zementanteil und Erdölpotenzial.

🎮 Bedienung

Ziehe die Regler für Überlagerungstiefe, Temperatur, Anfangsporosität φ₀ und Korngröße und drücke dann ↺ Neu zeichnen, um die Gesteinstextur und die Statistikanzeigen neu zu berechnen.

💡 Wusstest du schon?

Die Zementierung folgt einer Arrhenius-Beziehung, was bedeutet, dass kleine Temperaturanstiege das Mineralzementwachstum drastisch beschleunigen können — ein bei 150 °C begrabener Sandstein kann in einem Bruchteil der Zeit zementieren, die er bei 60 °C benötigen würde.

Häufig gestellte Fragen

Warum verringert eine größere Überlagerungstiefe den Porositätswert?

Das Modell wendet φ = φ₀ − k·Tiefe an, sodass tiefere Überlagerung mehr Gewicht des darüberliegenden Gesteins bedeutet, das die Körner zusammendrückt und den Porenraum mechanisch verringert, noch bevor überhaupt eine Zementierung stattfindet.

Wie beeinflusst die Temperatur den Zementanteil?

Die Zementierung wird mit einem Arrhenius-Ratengesetz modelliert, exp(−Ea/RT), sodass ein Erhöhen des Temperaturreglers die Rate, mit der gelöste Minerale in Porenräume ausfallen, stark erhöht und den Zementanteil-Wert schneller wachsen lässt.

Warum sinkt die Permeabilität schneller als die Porosität bei zunehmender Tiefe?

Die Simulation verknüpft beide mit k_perm = k₀·(φ/φ₀)³ — die Permeabilität skaliert mit der dritten Potenz des Porositätsverhältnisses, sodass selbst ein moderater Porositätsverlust einen viel größeren Permeabilitätsabfall verursacht, weshalb Öl- und Gasreservoirs so empfindlich auf die Überlagerungsgeschichte reagieren.

Was stellt die Anfangsporosität φ₀ physikalisch dar?

Es ist der Porenraumanteil des frisch abgelagerten, unverdichteten Sandes — typischerweise 0,35–0,45 bei gut sortiertem Sand — bevor irgendeine Überlagerung, Verdichtung oder Zementierung stattgefunden hat.

Warum beeinflusst die Korngröße die Ergebnisse?

Gröbere Körner packen sich mit größeren, besser verbundenen Porenkanälen zusammen und erhalten im Allgemeinen bei gegebener Porosität mehr Permeabilität, während feinere Körner leichter verdichten und zementieren, weshalb der Korngrößenregler sowohl die Porositätsverlustrate als auch den Erdölpotenzial-Wert verschiebt.

⚙ Unter der Haube

Stelle Überlagerungstiefe, Temperatur, Anfangsporosität und Korngröße ein und beobachte, wie die Zementierung Porosität und Permeabilität zu echtem Sandstein schrumpfen lässt.

sandstonegeologysedimentrock

3D · Three.js / WebGL-Renderer · Ziel 60 FPS · läuft vollständig clientseitig, keine Installation nötig