Muốn xác định được độ rỗng thì cần phải xác định được thể tích lỗ rỗng và thể tích của đá.
• Xác định thể tích mẫu đá:
Thể tích của mẫu đá có thể được xác định bằng ba phương pháp: Bão hòa chất lỏng, thể tích và hình học.
Trong phương pháp bão hòa chất lỏng, thể tích của mẫu đá được xác định dựa trên định luật Archimedes. Đầu tiên không gian rỗng của mẫu đá được bão hòa bởi một chất lỏng trong chân không (thường là nước hoặc dầu) và tiếp theo xác định trọng lượng của mẫu bão hòa. Sau đó, mẫu được cân khi treo chìm trong bình chứa chính chất lỏng dùng để bão hòa mẫu. Thể tích của mẫu đá là tỷ số giữa hiệu của hai trọng lượng nói trên chia cho mật độ của chất lỏng bão hòa:
VR = (4.2)
Trong đó: m1 - trọng lượng mẫu bão hòa trong không khí, g;
m2 - trọng lượng mẫu bão hòa khi ngâm chìm trong chất lỏng, g; ρ - mật độ của chất lỏng bão hòa, cm3/g;
Vr - thể tích của đá, cm3.
Trong phương pháp thể tích, thể tích của mẫu đá được xác định qua sự thay đổi của mực thủy ngân khi ngâm chúng trong dưới thủy ngân.
Thể tích của mẫu đá còn có thể được xác định theo kích thước nếu mẫu có dạng hình học chuẩn. Tuy nhiên ở các trường hợp mẫu có hình dạng hình học không chuẩn thì phương pháp này có thể không đảm bảo được độ chính xác cần thiết.
Thể tích lỗ rỗng hở có thể được xác định bằng hai phương pháp: Bão hòa chất lỏng và bão hòa khí.
Phương pháp bão hòa chất lỏng:
Thể tích lỗ rỗng được xác định qua hiệu số giữa trọng lượng của mẫu bão hòa chất lỏng với trọng lượng khô của mẫu.
Vp = (4.3)
Trong đó: mo - trọng lượng mẫu khô, g;
m1 - trọng lượng mẫu bão hòa xác định trong không khí, g;
ρ - mật độ của chất lỏng bão hòa mẫu, cm3/g; Vp - thể tích lỗ rỗng, cm3.
Phương pháp bão hòa khí:
Thể tích lỗ rỗng còn có thể được xác định dựa vào định luật Boyle (PV=const ở T=const). Việc xác định bao gồm đo sự thay đổi áp suất trong các buồng chứa khí Helium với thể tích đã được chuẩn định trước khi có mẫu và không có mẫu đá.
Thể tích rỗng toàn phần:
Thông số này được xác định một cách gián tiếp qua thể tích của mẫu đá và thể tích của các hạt khoáng vật: gr r t V V PV = − . (4.4) Trong đó: Vt – thể tích lỗ rỗng toàn phần (cm3); Vr – thể tích mẫu đá (cm3); Vgr – tổng thể tích hạt đá (cm3).
4.1.2.2. Phương pháp nghiên cứu độ thấm khí
a) Cơ sở lý thuyết
Độ thấm là đặc tính của môi trường lỗ rỗng cho phép chất lưu dịch chuyển qua nó khi có sự chênh lệch về áp lực với điều kiện không làm biến đổi cấu trúc môi 5trường, được rút ra từ định luật Darcy.