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Bohrklein

Bohrklein, zugeordnet zu den einzelnen Bohrmetern. Quelle: GFZ.

Das Bohrklein (engl. Cuttings) ist das durch den Bohrprozess zertrümmerte Gestein, das mit der Bohrspülung zur Erdoberfläche gebracht wird.

Das Bohrklein, das über eine Siebeinrichtung dem Spülungskreislauf entnommen wird, wird teufenabhängig (oft in 1 m Schritten) abgelegt und dann geologisch, petrographisch und mineralogisch ausgewertet. Als Ergebnis entsteht ein aussagefähiges geowissenschaftliches Bohrprofil.

Pobenentnahme

Im Zuge des Abteufens von konventionellen Bohrungen können in regelmäßigen Abständen Bohrspülproben gewonnen werden, welche aus Bohrklein (den so genannten Cuttings) und der eigentlichen Bohrspülung bestehen. Bei den Cuttings selbst handelt es sich um eine Mischung aus frisch erbohrtem Gestein und dem Nachfall von Gesteinsfragmenten aus dem höher gelegenen, offenen Bohrlochbereich. Die Probe wird üblicherweise vom so genannten Mudsampler (Probenehmer) gewonnen, gewaschen, gesiebt (Fraktionen 0,1 – 1,0 mm und >1,0 mm) und getrocknet und anschließend vom Mudlogger/-analyst (Probenanalyst) einer Kurzansprache unterzogen.

Die schnelle Gesteinsbestimmung von 1 – 5 Proben pro Stunde ist dabei nur eine der vielfältigen Aufgaben des Mudloggers, so dass das resultierende Litholog nur als erste grobe Gesteinsansprache gewertet werden kann. Der Wellsite Geologist (Objektgeologe) hat nun die Aufgabe die entsprechenden Proben intensiv zu bearbeiten, neben der Erstellung eines Cuttinglogs sind zusätzlich z.  B. mikropaläontologische Bearbeitungen der Proben relevant.

Teufenzuordnung

Um die Tiefe der an der Oberfläche gewonnenen Probe zu bestimmen, müssen somit verschiedene Parameter (Spülungsdruck, Auftriebsgeschwindigkeit, Viskosität der Bohrspülung etc.) berücksichtigt werden. Die Mudloggingfirmen nutzen dafür eine geeignete Software. Die Genauigkeit dieser Analyse bestimmt neben dem Beprobungsabstand die Genauigkeit der Tiefenzuordnung des Cuttinglogs. Übliche Probenintervalle sind 5,0 – 10,0 m, im Zielhorizont erfolgt meist eine Beprobungsverdichtung auf 2,5 – 5,0 m.

Pobenbehandlung

Da die Spülprobe neben dem erbohrten Gesteinsmehl die verschiedenen Bestandteile der Bohrspülung (Tone, Polymere etc.) enthält, werden letztere unter der Verwendung von Sieben zeitnah ausgewaschen. Üblicherweise werden zwei Siebe mit Maschenweiten von 1,0 mm (Grobfraktion) und 0,06 – 0,10 mm (Feinfraktion) verwendet. Die Siebung erfolgt mit Leitungs- oder Brunnenwasser. Anschließend werden die Proben in Metallschälchen im Trockenofen oder vorsichtig auf Herdplatten getrocknet. Die Proben werden danach am Besten in
wiederverschließbaren durchsichtigen Plastiktüten verstaut / archiviert. 

Anwendung in der Geothermie

Siehe Bohrkleinuntersuchungen.

Quelle

SIA, 2010, 384/6, Zürich

Literatur

Arnold, W.: Flachbohrtechnik. Leipzig - Stuttgart: Deutscher Verlag für Grundstoffe GmbH, 1993. S. 923.

Verband Beratender Ingenieure: Tiefe Geothermie. Glossar: S. 98-107. Berlin: Verband Beratender Ingenieure VBI. Band 21, 1. Auflage Februar 2010.

Literatur:
Markus Wolfgramm, Christian Buse, Elena Mraz, Stefan Thiem: Analyse von Bohrklein: Methode sowie Cuttingatlas für Karbonate des Oberjura im Molassebecken, DGK, 2017

Adam Tokelove: The Place for Computational Fluid Dynamics Models in the Optimisation of Geothermal Cuttings Ponds, New Zealand Geothermal Workshop (2012)

Frydda Sandoval, J.B. Randle: Case Study: Biological Treatment of Geothermal Drilling Cuttings, World Geothermal Congress (2010)

Gunderson,R., Cumming, A., Astra,D.,and Harvey,C. : Analysis of smectite clays in geothermal drill cuttings by the methylene Blue technique; for wellsite geothermometry and resistivity sounding correlation. In: Proc. World Geothermal Congress,Kyushu-Tohuky, Japan (2000)

Kratt, Chris; Calvin, Wendy; Lutz, Susan Juch: Spectral Analyses of Well Cuttings from Drillhole DP23-1, Desert Peak EGS Area, Nevada -- Preliminary Study of Mi2004)nerals and Lithologies by Infrared Spectrometry, Geothermal Resources Council Transactions

Salazar-Mendoza, R.; Garcia-Gutierrez, A.: Results from the Averaging Model for Cuttings Transport in Horizontal Drilling, Geothermal Resources Council Transactions (2006)

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.