Zu den wichtigen thermischen Eigenschaften eines Gesteins zählen die Wärmeleitfähigkeit λ [W m-1 K-1] und die spezifische Wärmekapazität c [J kg-1 K-1]. Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt das Vermögen eines Stoffes, thermische Energie in Form von Wärme zu transportieren. Die Wärmekapazität kennzeichnet sein Vermögen, Wärme zu speichern. Letzterer Parameter ist wichtig für die Charakterisierung transienter, d. h. zeitlich veränderlicher Prozesse.
W m-1 K-1
Die Wärmeleitfähigkeit ist der Quotient aus Wärmestromdichte und dem Temperaturgradienten. Die Wärmeleitfähigkeit ist temperatur- und druckabhängig.
Messung am Bohrkern im Labor.
Für die Wärmeleitfähigkeit eines Mediums werden meistens die Werte für Zimmertemperatur angegeben. Durch Kenntnis der Reservoirtemperatur und den Vergleich mit Literaturangaben lassen sich Abschätzungen für tiefe Aquifere treffen. Für die Größe der Wärmeleitfähigkeit ist auch entscheidend, ob die Messungen an trockenen oder feuchten Bohrkernen durchgeführt wurden.
1,2–6,5 W m-1 K-1
Gestein/Fluide | Wärmeleitfahigkeit λ (J s−1 m−1 K−1) | spez. Wärmekapazitat c (kJ kg−1 K−1) |
Kies, Sand, trocken | 0,3–0,8 | 0,50–0,59 |
Kies, Sand, nass | 1,7–5,0 | 0,85–1,90 |
Ton, Lehm, feucht | 0,9–2,3 | 0,80–2,30 |
Kalkstein | 2,5–4,0 | 0,80–1,00 |
Dolomit | 1,6–5,5 | 0,92–1,06 |
Marmor | 1,6–4,0 | 0,86–0,92 |
Sandstein | 1,3–5,1 | 0,82–1,00 |
Tonstein | 0,6–4,0 | 0,82–1,18 |
Granit | 2,1–4,1 | 0,75–1,22 |
Gneis | 1,9–4,0 | 0,75–0,90 |
Basalt | 1,3–2,3 | 0,72–1,00 |
Quarzit | 3,6–6,6 | 0,78–0,92 |
Steinsalz | 5,4 | 0,84 |
Luft | 0,02 | 1,0054 |
Wasser | 0,59 | 4,12 |
