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Bohrlochmessung

Beispiel von Bohrlochmessungen mit Auswertung der Lithologien. Quelle: ISOR

Bohrlochmessungen (well logging, borehole logging, wireline logging) sind Messungen physikalischer Größen in einer Tiefbohrung. Erhalten werden die Messwerte als Funktion der Tiefe. Die Messungen werden mit an einem Kabel (wireline) verfahrenen Sensoren durchgeführt. Es werden heute eine Vielzahl von Messungen angeboten. In der Regel sensieren sie nur den Nahbereich der Bohrung (cm bis m). Tiefer ins Gebirge blickende Sensoren werden als 'deep looking' bezeichnet. Erste Messungen (des elektrischen Widerstandes) wurden von Schlumberger Anfang des 19. Jahrhunderts durchgeführt.

Aufgabe der geophysikalischen Bohrlochmessungen ist es, die Bohrlöcher, ihre nächste Umgebung sowie den umgebenden Untergrund zu untersuchen. Bohrlochmessungen gehören zu den wichtigsten Messverfahren bei Tiefbohrungen. In der Bohrlochgeophysik kommen vornehmlich geoelektrische, magnetische und akustische Verfahren sowie Radar und Radioaktivität verwendende Verfahren zum Einsatz. Mit ihrer Hilfe werden in den Bohrlöchern lithologische, petrophysikalische, lagerstättentechnische Eigenschaften sowie gefügekundliche und bohrtechnische Daten aufgenommen.

Zum Teil haben die Bohrlochmessungen das zeit- und kostenintensive Kernen von Bohrstrecken ersetzt bzw. reduziert. Bohrlochmessungen haben auch den entscheidenden Vorteil gegenüber den Untersuchungen im Labor, dass sie unter in-situ Bedingungen in der natürlichen Umgebung durchgeführt werden.

Die Ermittlung hydraulischer und gebirgsmechanischer Charakteristika aus geophysikalischen Bohrlochvermessungen erfordert sensitive Instrumente (Bohrlochmessgeräte), die den hohen Druck- und Temperaturbedingungen in Geothermiebohrungen standhalten.

Diese Messsonden werden in das Bohrloch eingefahren und zeichnen während sie herabgelassen und/oder heraufgezogen werden Messkurven entlang der Bohrachse auf, sog. logs. Die Messsonden sind über ein Kabel mit einer Registrierstation verbunden und können natürlich auch während spezieller Tests oder Untersuchungen in einer bestimmten Tiefe abgehängt werden, um dort die zeitliche Variation der Messwerte aufzunehmen.

Bei den bohrlochphysikalischen Messungen wird zwischen Messungen der physikalischen Größen der Bohrlochumgebung, Messungen zur Bohrlochgeometrie und Messungen der Eigenschaften der Flüssigkeit im Bohrloch (Spülung, Formationswasser) unterschieden. Die physikalischen Größen der Bohrlochumgebung können mit passiven oder aktiven Messsonden auf Einwirkungen von außen, wie z. B. auf das elektrische Eigenpotential, das magnetische Feld oder die natürliche Radioaktivität. Die aktive Messung nutzt künstlich erzeugte Signale, wie z. B. elektrische Ströme, nukleare Teilchen oder seismische Wellen, die in die Gesteine eindringen. Gemessen wird quasi die Wechselwirkung mit dem Gestein.

Zu den Messungen der Bohrlochgeometrie gehören das Bohrlochkaliber, die Bohrlochneigung und der Bohrlochazimut. Zu den wichtigsten messbaren Eigenschaften der Flüssigkeit im Bohrloch gehören die Temperatur, die Salinität oder elektrische Leitfähigkeit, das Redoxpotential und der pH-Wert.

Das Bohrlochmesskabel dient nicht nur der mechanischen Halterung der Sonde, sondern es hat zusätzlich die Aufgabe die Sonde mit Strom zu versorgen, die Messwerte zur übertägigen Registriereinheit zu übertragen und die Tiefenposition der Sonde und damit des Messwertes zu erfassen.

Eine Alternative zu den kabelgeführten Sensoren sind in das Bohrgestänge eingebaute Sensoren (measuring while drilling, borehole shuttle). 

Anwendung in der Geothermie

In der Geothermie werden heute fast alle aus der Erdöl- Erdgasexploration bereitgestellten Messmethoden eingesetzt.

Technologienbaum Bohrlochmessungen

Literatur

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Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.

Weblinks

http://en.openei.org/wiki/Well_Log_Techniques

http://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/bohrlochgeophysik/2192