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Testprinzip, hydraulisches

Das Testprinzip ist bei allen hydraulischen Tests in Bohrungen dasselbe: Der im Testintervall (bzw. Aquifer) gemessene Anfangsdruck dient als Referenzdruck bzw. Ruhewasserspiegel. Bei Packertests wird dieser Anfangsdruck nach dem Setzen des Packers gemessen. Während einer Ausgleichsperiode (so genannte Compliance-Periode) bauen sich in Tiefbohrungen exter­ne Störungen in der Regel ab (Ausnahme: Gezeiteneinwirkungen).

Testschritte

Im ersten Testschritt wird der Anfangsdruck im Testintervall durch Förderung oder Injekti­on von Wasser (in dichtem Gestein: Gas) künstlich verändert. Die Förderung (withdrawel) bewirkt eine Druckabsenkung, die Injektion (injection) eine Druckerhöhung. Im zweiten Testschritt wird die Förderung bzw. Injektion beendet und die Erholung des Drucks bis zum For­mationsdruck, dem ungestörten Gebirgsdruck, beobachtet. Anfangs- und Formationsdruck sollten gleich sein.

Auswertung

Der Testauswertung werden die zeitliche Veränderung der Fließraten und Druckhöhen zu Grunde gelegt (instationär). Je länger der hydraulische Test dauert, desto größer ist der vom Drucksignal erfasste Raum und die Chance, den in der Regel in unmittelbarer Umgebung um das Bohrloch gestörten Bereich (Skin) zu überwinden, da bohrlochnahe Bereiche mögli­cherweise durch das Bohren oder den Ausbau der Bohrung beeinträchtigt sind. Tests in groß­kalibrigen Bohrungen oder in Geringleitern werden zudem in der Anfangsphase stark von der Eigenkapazität der Bohrung (Brunnenspeicherung) geprägt. Allerdings werden Tests in Tiefbohrungen insbesondere bei der KW-Industrie aus Kostengründen so kurz wie möglich durchgeführt. Sind die einzelnen Testabschnitte oder die Testschritte zu kurz bemessen, so können keine Aussagen über weiter vom Bohrloch entfernte Bereiche, z. B. über die Aquifer­parameter (oder -grenzen), getroffen werden.

Die klassischen Pump- und Injektionsversuche, die bevorzugt in Thermalwasserbohrungen durchgeführt werden, zeichnen sich durch besonders lange Förder- bzw. Injektionszeiten aus und verfügen daher über eine sehr hohe Testgüte.

Wird anstelle des Basisdrucks der Wasserstand (oder ein Druck deutlich oberhalb des Testhorizonts) gemessen, so muss bei Tiefbohrungen der gemessene Wasserstand um die ther­mische Beeinflussung korrigiert werden. Da die Dichte von Wasser temperaturabhängig ist, haben gleichschwere Wassersäulen mit verschiedenen Temperaturen unterschiedliche Län­gen. Zwar ist der Dichteunterschied an sich sehr gering, bei Wassersäulen von mehreren hun­dert Metern kann die Längendifferenz jedoch einige Meter betragen. Die Wassertemperatur in einer Bohrung passt sich im Ruhestand den jeweiligen Gesteinstemperaturen an. Bei Was­serentnahme aus der Bohrung strömt das warme Wasser aus den tieferen Bereichen rasch nach oben, was eine Erwärmung der gesamten Wassersäule zur Folge hat. Deshalb kann der Wasserspiegel zu Beginn eines Pumpversuchs aufgrund der temperaturbedingten Dichteänderung zunächst ansteigen anstatt abzusinken. Zur Auswertung muss die Absenkung bzw. die Länge der Wassersäule auf eine definierte Temperatur umgerechnet werden, was eine Dichtekorrektur der Wassersäule für jeden Messwert notwendig macht.

Literatur

www.geotis.de/homepage/sitecontent/info/publication_data/public_relations/public_relations_data/LIAG_Broschuere_Tiefe_Geothermie.pdf

Bartels, J. and Wenderoth, F: Numerische thermisch-hydraulische 3D-Modellierung für den Großraum München, Neubrandenburg and Berlin,. 1st Edn.. Aufl. 2012

Birner, J., Fritzer, T., Jodocy, M., Savvatis, A., Schneider, M. & Stober, I.: Hydraulische Eigenschaften des Malmaquifers im Süddeutschen Molassebecken und ihre Bedeutung für die geothermische Erschließung. In: Z. geologische Wissenschaften : (2012), Nummer 40/2-3, S. 133-156

Birner, J., Fritzer, T., Jodocy, M., Savvatis, A., Schneider, M. & Stober, I.: Hydraulische Eigenschaften

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.

Krug, S., Gerling, J., P., Hesshaus, A., Jatho, R., Ochsmann, N., Orilski, J., Tischner, T., Wonik, T.: Geophysikalische und -hydraulische Untersuchungen an der GeneSys Bohrung Hannover. In: Der Geothermiekongress, Karlsruhe Nummer S 1-9 (2010)

Pechan, E., Tischner, T., Krug, S. & Jatho, R.: Fracoperation und hydraulische Tests in der Bohrung Groß Buchholz Gt 1 (GeneSys - Projekt Hannover). In: Schriftenr. dt. Ges. Geowiss. , Heft Nummer 80 (2012), S. 203

Riefenstahl, F., Stober, I.: Hydraulische Auswertung des Absenk- und Injektionstests sowie des Fluid-Logging vom Mai 1989. In: KTB Report Nummer 90-4 (1990), S. 257-263

Riefenstahl, F., Stober, I.: Hydraulische Auswertung des Absenk- und Injektionstests sowie des Fluid-Logging vom Mai 1989. In: KTB Report Nummer 90-4 (1990), S. 257-263

Stober, I.: Hydraulische Leitfähigkeit des Kristallinen Grundgebirges. In: bbr - Fachmagazin für Brunnen- und Leitungsbau : (2012), Nummer 04, S. 48-53

Stober, I.: Hydraulische Leitfähigkeit des Kristallinen Grundgebirges. In: bbr - Fachmagazin für Brunnen- und Leitungsbau : (2012), Nummer 04, S. 48-53

Weitere Literatur siehe unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank