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Bohrlochradar

Prinzip einer Tomographie zwischen zwei Bohrungen. Quelle: Bo-Ra-tec.

Eine Anwendung des Bodenradars ist das Bohrlochradar, welches speziell für Bohrlöcher konzipiert ist. Eine Methode der Geophysik sind Testbohrungen zur Materialanalyse. In diesem Zusammenhang bieten Bohrlochradarsysteme eine wesentliche Möglichkeit der Charakterisierung der Umgebung dieser Bohrungen unter Einsatz eines nicht-invasiven Bodenradarsystems. Hauptsächlich werden Bohrlochradarsysteme mit omnidirektionalen Empfangsantennen eingesetzt, die den Abstand von Reflektoren messen, jedoch keine Information über den azimutalen Winkel. Richtungssensitive Antennen hingegen ermöglichen die Messung der Entfernung und Richtung der reflektierten Echos.

Das Bohrlochradar gehört zu den Bohrlochmessungen, es ist ein Verfahren der Bohrlochgeophysik. Da es nicht nicht nur die Bohrlochumgebung in cm- bis dm-Bereich erkundet sondern Informationen aus größerer Entfernung (10er bis 100derter Meter) einholt wird des den 'deep-looking'-Verfahren zugeordnet. Es kann vowiegend in einer Umgebung mit hohem elektrischen Widerstand eingesetz werden. Seine Eindringtiefe hängt dann von der bentzten Hautfrequenz ab.

Zwischen Bohrungen kann Bohrlochradar tomographisch eingesetzt werden.

Das Bohrlochradar-Verfahren zählt zu den Impuls-Reflexionsverfahren. Über eine Sendeantenne werden kurze elektromagnetische Impulse abgestrahlt. Diese breiten sich im Gestein aus und werden an Schichtgrenzen, die sich in ihren elektrischen Eigenschaften unterscheiden teilweise reflektiert. Die Reflexionssignale werden von einer Empfängerantenne erfasst. Aus diesen Signalen können Reflektoren (z.B. Schichtgrenzen, Hohlräume, Verkarstungs- und Verwitterungszonen, anthropogene Einlagerungen) detektiert und bezüglich ihrer Lage zum Bohrloch bestimmt werden.

Über Durchstrahlungsmessungen bzw. tomographische Messungen zwischen zwei Bohrlöchern sind detaillierte Erkundungen zu Gesteinsbereichen zwischen den Bohrungen möglich. Inhomogenitäten wie etwa natürliche oder anthropogene Hohlräume, mit Luft oder bindig verfüllte Verkarstungen oder Durchfeuchtungszonen lassen sich somit in Lage und Dimensionen abschätzen.

Das Bohrlochradar-Verfahren ist ein quasikontinuierlich und damit sehr schnell messendes Verfahren und eine Anwendung ist in trockenen, luftgefüllten als auch in wassergefüllten Bohrungen bis zu einer vertikalen Teufe von ca. 1000 m möglich. Mittels dieser zeit- und kosteneffizienten Messmethodik können räumliche Strukturinformationen zur Geologie und Tektonik der Gesteine als auch zu anthropogenen Störkörpern um das Bohrloch gewonnen werden.

Bedeutung in der Geothermie

In der Geothermie kann Bohrlochradar in entsprechend gering-leitfähigen Gesteinen eingesetzt werden zur Erkundung der Umgebung einer Bohrung im Bereich bis zu einigen hundert Metern. Die in Frage kommenden Gesteine sind insbesondere Salz und Kristallin.