IODP – logging service

 

Was sind eigentlich Logs und was sind Bohrlochmessungen

Skizze von einer Bohrung Urheberrecht: RWTH Aachen

Bohrlochgeophysikalische Meßkurven, kurz Logs genannt, erhält man, indem spezielle Meßgeräte in ein Bohrloch hinuntergelassen werden und beim Heraufziehen verschiedene physikalische und z. T auch chemische Parameter messen und aufzeichnen.

Die erste Bohrlochmessung wurde 1927 durchgeführt und zunächst als "elektrisches Kernen" bezeichnet. Aus dieser ersten Widerstandsmessung entwickelten sich im Laufe der nachfolgenden Jahrzehnte aufwendige Meßverfahren, die es erlauben, physikalische Eigenschaften wie z.B. Dichte, Porosität, Radioaktivität, elektrischer Widerstand und akustische Eigenschaften der Formation zu bestimmen.

Allen Methoden ist gemeinsam, daß über eine Meßsonde, die über ein Kabel mit einer Registrierstation verbunden ist, Daten aufgenommen werden. Die beim Betrieb der Sonde im Bohrloch gewonnenen Meßwerte werden über das Kabel zum Meßwagen geleitet, in dem das erste Datenprocessing und die Datenspeicherung stattfinden. Die Messungen erfolgen beim Ziehen der Sonde mit einer Geschwindigkeit im 10-er Meterbereich pro Minute. In der Regel wird alle 15 cm ein Meßpunkt erfaßt. Imagelogs hingegen werden mit Registrierabständen im Millimeterbereich generiert und liefern eine hochauflösende Abbildung der Bohrlochwand.

Neben der oben beschriebenen "klassischen" Technik des Loggings, im englischen auch als "wireline logging" bezeichnet, wurde in den letzten Jahren eine Technik entwickelt, bei der direkt während des Bohrvorgangs gemessen wird. Diese Technik wird im englischen als "Logging while drilling" (LWD) bezeichnet.

Bohrlochmessungen haben gegenüber Messungen am Kern den Vorteil, daß die Messungen unter in-situ Bedingungen, d.h. in der natürlichen Umgebung durchgeführt werden. Bohrlochmessungen sind vor allem dann von Bedeutung, wenn eine Bohrung nicht oder nicht durchgehend gekernt wurde oder hoher Kernverlust vorliegt.

Bohrlochgeophysikalische Verfahren werden in erster Linie zur Prospektion und Exploration von Erdöl- und Erdgasvorkommen eingesetzt. Weitere Anwendungsfelder finden sich Bereich der Lagerstättenkunde für mineralische Rohstoffe, der Ingenieur- und Hydrogeologie und der Geothermik. Auch in Bohrungen mit rein wissenschaftlichem Hintergrund gehören bohrlochgeophysikalische Messungen zum Standarduntersuchungsprogramm.

 

Welche Verfahren werden zum Messen eingesetzt?

Tabelle bezüglich der Messungsarten Urheberrecht: RWTH Aachen

Bohrlochmeßverfahren zur Bestimmung physikalischer Größen der Bohrlochumgebung können generell nach aktiven und passiven Messungen unterschieden werden. Bei den passiven Bohrlochmessungen reagieren die Sensoren der Meßsonde auf natürlich vorliegende Phänomene, wie das magnetische Feld, das elektrische Eigenpotential oder die natürliche Radioaktivität. Aktive Bohrlochmessungen benutzen hingegen künstlich erzeugte Signale (seismische Wellen, nukleare Teilchen, elektrische Ströme), die in die Gesteine der Bohrlochumgebung eindringen und sich in ihnen ausbreiten. Gemessen wird hier das Ergebnis der räumlichen und zeitlichen Wechselwirkung mit dem Gestein. Die Verfahren zur Bestimmung physikalischer Größen der Bohrlochumgebung basieren auf den Disziplinen der kernphysikalischen, elektrischen/elektromagnetischen und akustischen Messungen. Neben den Messungen der physikalischen Größen werden im Rahmen eines Meßprogrammes immer Daten zur Geometrie der Bohrung und zu den Eigenschaften der Bohrspülung gewonnen. Diese Informationen sind notwendig um die gewonnen Rohdaten zu prozessieren und auf Umgebungseffekte zu korrigieren.

 

Wie sind die Meßsonden aufgebaut ?

Bohrungsstrategien Urheberrecht: RWTH Aachen

Im Laufe der letzten Jahrzehnte wurde ein Vielzahl von Meßsonden entwickelt, die auf verschiedenen kernphysikalischen, akustischen und elektrischen Verfahren basieren. Im umweltrelevanten Flachbohrbereich kommen üblicherweise Sonden der "kleinen Bohrlochgeophysik" zum Einsatz. Die Sondendurchmesser variieren bei diesen Geräten zwischen 35 bis 45 mm, wobei spezielle Gerätekonstruktionen mit nur 22 mm auch den Einsatz in kleinkalibrigen Bohrungen erlauben. Die Länge der Geräte, abhängig von Größe und Geometrie der Meßsensorik und der eingebauten Elektronik, liegt im Bereich weniger Meter. Für die Vielzahl an Anwendungsgebieten existieren z.Z. mehr als 50 verschiedene Sondenkonstruktionen, die je nach Hersteller unterschiedliche Modifikationen aufweisen.