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Passive Seismik

Kartierung von Störungen durch Lokation von Herden seismischer Ereignisse. Quelle: ISOR

Die Passive Seismik ist die Aufzeichnung und Auswertung einer Vielzahl kleiner seismischer Ereignisse, die entweder natürlich oder bei der Nutzung unterirdischen Raums beispielsweise beim Bergbau entstehen. Diese Aufzeichnungen werden benutzt zur

Exploration (Strukturgeologie)
Reservoirmanagement.

Passive Seismik liefert in der Regel ein zeitabhängiges Bild der extrahierten Größen. Ist also im Wesentlichen eine 4D-Seismik.

Ambient noise interferometry

Neben Erdbeben (Nahbeben, Fernbeben) kommen auch andere natürliche oder menschgemachte Erschütterungs-Quellen in Frage und können passiv-seismisch genutzt werden. Diese werden in der Regel als Bodenunruhe, noise oder ambient noise zusammengefasst. Eine Auswertemethode ist z.B. 'ambient noise interferometry'. Hierbei kann durch ein Korrelationsverfahren jeder Erschütterungsempfänger in eine virtuelle Quelle umgewandelt werden, von der dann die seismischen Wellen ausgehen. Eine Sonderform der ambient noise interferometry ist die 'drill-bit-noise seismic'.

Anwendung in der Geothermie

In der Geothermie, wird passive Seismik zur Frackkartierung eingesetzt und zur Beobachtung des Reservoirverhaltens während der Produktion. Zur Aufzeichnung ist ein spezielles passiv-seismisches Netz notwendig. Siehe hierzu auch die Richtlinie GTV 1101. Um ausreichend hochfrequente Signale zu erhalten müssen die Seismometer oft in Bohrungen (Lauschbohrungen) untergebracht werden.

Das

Processing

bzw. die Auswertung kann in der passiven Seismik eher seismologisch oder eher seismisch sein:

Bei der seismologischen Auswertung werden die Herde lokalisiert und beschrieben. Die zeitliche Entwicklung wird in Relation zur Entwicklung des Reservoirs gesehen.
Bei der seismischen Auswertung sind die Beben Wellenquellen, die wie künstliche Quellen behandelt werden. Die erzeugten Wellen können dann z.B. analog zur üblichen Reflexionsseismik bearbeitet werden.
Bis zu einem gewissen Grad eine Kombination beider Ansätze ist die oft benutzte simultane Inversion (simultaneous inversion) von Herd und Geschwindigkeitsverteilung.
Seismische Signale (auch von Fernbeben) können tomographisch ausgewertet werden, da sie auf ihrem Weg vom (weit entfernten) Bebenherd zu den Empfängerstationen auf dem letzten Wegabschnitt durch das geothermische Reservoir auswertbare Veränderungen erfahren.
Eine Variante der vorgenannten Methode ist die Oberflächenwellen-Tomographie.
Für die 'ambient noise interferometry' gibt es unterschiedliche Anwendungen auch in der Geothermie. Die drill-bit-noise Variante hat besonders bei der Exploration im Kristallin eine Bedeutung.

Der Gegensatz zur Passiven Seismik ist die Aktive Seismik, bei der künstliche Quellen (Sprengungen, Vibratoren) verwendet werden.

Anwendung in der Geothermie

Anwendung, die auf lokalen Ereignissen aufbauen: Mikenroerdbeben oder
auf Fernbeben (Teleseismische Signale).
Auch 'ambient noise interferometry' wurde als Explorationsmethode in der Geothermie beschrieben.

Daten Akquisition

Die Daten werden mit einem Netzt seismologischer Stationen erfasst (GTV 1101) das entweder permanent oder vorübergehend installiert sein kann. Die Aufzeichnungsdauer kann Tage aber auch Jahre dauern.

Literatur

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Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.