1 Einleitung
1.1 Zielsetzung der Arbeit
Radiometrische Messungen sind wichtiger Bestandteil von Bohrkernuntersuchungen. Mit
ihrer Hilfe können tonhaltige und tonfreie Schichten unterschieden werden. Markante
Schichtpakete und Sedimentlagen werden aufgezeigt. Spektrale Messungen geben Auskunft
über die Menge der im Gestein vorkommenden γ-Strahler wie Kalium, Uran und Thorium.
Weiterhin können Tonminerale identifiziert werden.
Die vorliegende Arbeit steht im Verbund mit dem Geothermie-Projekt GeneSys und der
Bohrung Groß-Buchholz GT1 (GB GT1) in Hannover. In dem Projekt soll die geothermische
Nutzung von geringporösen Sedimentgesteinen realisiert werden. Bevor jedoch geothermische Energie genutzt werden kann, müssen der Untergrund erkundet und die Sandsteinschichten von Formationen, die mögliche Ziel- und Re-Injektionshorizonte
darstellen, identifiziert werden. Diese werden später durch Erzeugung künstlicher Risse
hydraulisch miteinander verbunden, sodass eine geothermische Nutzung möglich ist.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die aus der Bohrung GB GT1 entnommenen
Bohrkerne der Detfurth- und der Volpriehausen-Formation (Mittlerer Buntsandstein) auf ihre
radiometrischen Eigenschaften hin untersucht. Es werden sowohl integrale als auch spektrale
γ-Messungen durchgeführt. Sandstein-, Tonstein- und Wechsellagerungsschichten werden
identifiziert, um ein lithologisches Profil der Kernstrecke zu erstellen.
Anhand der aufgenommenen γ-Messkurven und der Lithologie wird eine Korrelation
zwischen Bohrkernteufe und Bohrlochteufe durchgeführt. Die Korrelation bestimmt den
Versatz zwischen den Teufen, welcher die [...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Zielsetzung der Arbeit
1.2 Das GeneSys-Projekt
2 Probenmaterial
2.1 Geologische Entwicklung
2.2 Detfurth- und Volpriehausen-Formation
2.2.1 Detfurth
2.2.2 Volpriehausen
3 Die natürliche Radioaktivität der Gesteine
3.1 Grundlagen
3.2 Strahlungseigenschaften
3.3 Wechselwirkung der Gammastrahlung mit Materie
3.4 Eigenschaften und Zerfallsreihen der wichtigsten Isotope
3.4.1 Kalium
3.4.2 Uran
3.4.3 Thorium
4 Messtechnik und angewandte Messverfahren
4.1 Bohrkernmessung
4.1.1 Das Messverfahren
4.1.2 Anwendung
4.1.3 Grenzen und Korrekturen
4.2 Bohrlochmessung
4.2.1 Das Messverfahren
4.2.2 Anwendung
4.2.3 Grenzen und Korrekturen
5 Messergebnisse
5.1 Ergebnisse der Bohrkernmessung
5.2 Ergebnisse der Bohrlochmessung
6 Auswertung
7 Zusammenfassung
8 Ausblick
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht radiometrische Messdaten von Bohrkernen der Detfurth- und Volpriehausen-Formation, um eine präzise Teufenkorrelation zwischen Bohrkern- und Bohrlochdaten im Rahmen des Geothermie-Projekts GeneSys zu ermöglichen und lithologische Profile zu verifizieren.
- Radiometrische Analyse natürlicher Gesteinsradioaktivität (Kalium, Uran, Thorium)
- Vergleich von Bohrkernmessungen mittels Szintillationszähler und Spektrometer
- Interpretation von Bohrloch- und MWD-Daten (Measurement While Drilling)
- Methoden zur Teufenkorrelation und lithologischen Gliederung
- Anwendung interpretativer Modelle zur Tonmineralidentifikation
Auszug aus dem Buch
2.2.1 Detfurth
Die Detfurth-Formation (smD) lässt sich in Detfurth-Wechselfolge und Detfurth-Sandstein gliedern. Die Detfurth-Wechselfolge besteht überwiegend aus rotbraunen, schwach karbonatischen, teilweise feinsandigen Tonsteinen. In diese sind dichte Feinsandsteine eingeschaltet. Der Detfurth-Sandstein ist in Oberbank, Zwischenmittel und Unterbank unterteilt. Die Oberbank besteht aus feinkörnigen, quarzitischen und dichten Sandsteinen. Im Zwischenmittel findet man dunkelrotbraune Tonsteine. Die Detfurth-Unterbank besteht aus fein- bis grobkörnigen Sandsteinen, die quarzitisch und mäßig porös sind. Die Detfurth-Formation beginnt mit der sogenannten Detfurth-Diskordanz, welche durch Grobkorn- und Geröllführung gekennzeichnet ist.
Die Detfurth-Folge wird in zwei Kleinzyklen unterteilt: die Detfurth-Wechselfolge sowie die Oberbank des Sandsteins (smD, 2) und das tonige Zwischenmittel sowie die Unterbank des Detfurth-Sandsteins (smD, 1). Es gibt keine weitere Feingliederung (Becker, 2005).
Die nebenstehende Abbildung zeigt einen Bohrkern aus einer Teufe von 3560,83 – 3561,83 m. Er stammt aus der Detfurth-Unterbank.
Die drei auf natürliche Strahlung zu untersuchenden Kernstrecken aus dem Detfurth stammen sowohl aus der Detfurth-Wechselfolge als auch aus dem Detfurth-Sandstein. Somit sind beide Kleinzyklen vertreten.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Aufgabenstellung der Arbeit im Kontext des GeneSys-Projekts ein und definiert das Ziel, durch radiometrische Messungen Teufenkorrelationen in der Bohrung Groß-Buchholz GT1 zu erstellen.
2 Probenmaterial: Es werden die geologischen Rahmenbedingungen sowie die stratigraphischen Einheiten der Detfurth- und Volpriehausen-Formation detailliert beschrieben.
3 Die natürliche Radioaktivität der Gesteine: Dieses Kapitel erläutert die physikalischen Grundlagen der Radioaktivität, insbesondere die Zerfallsreihen und Eigenschaften der Isotope Kalium, Uran und Thorium.
4 Messtechnik und angewandte Messverfahren: Hier werden die eingesetzten Messmethoden für Bohrkerne (Szintillationszähler) und Bohrlochmessungen sowie die notwendigen Korrekturverfahren vorgestellt.
5 Messergebnisse: Die erhobenen radiometrischen Messdaten werden präsentiert und hinsichtlich der Lithologie sowie der Interpretation von Tonmineralen analysiert.
6 Auswertung: Dieses Kapitel führt die manuelle Teufenkorrelation zwischen Bohrkern- und Bohrlochdaten unter Berücksichtigung der ermittelten Versatzwerte durch.
7 Zusammenfassung: Die Arbeit schließt mit einer Rekapitulation der wichtigsten Erkenntnisse zur Teufenkorrelation und der Validität der durchgeführten Messungen.
8 Ausblick: Der abschließende Teil skizziert die weiteren Schritte im GeneSys-Projekt, insbesondere im Hinblick auf die geplante hydraulische Reservoir-Erschließung.
Schlüsselwörter
GeneSys, Groß-Buchholz GT1, Detfurth-Formation, Volpriehausen-Formation, Radiometrie, Gammastrahlung, Bohrkernmessung, Bohrlochmessung, Teufenkorrelation, Lithologie, Mittlerer Buntsandstein, Spektrometrie, Szintillationszähler, Geothermie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit radiometrischen Messungen an Bohrkernen und Bohrlochdaten, um die Lithologie der Detfurth- und Volpriehausen-Formation in der Geothermie-Bohrung Groß-Buchholz GT1 präzise zu korrelieren.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die Schwerpunkte liegen auf der natürlichen Radioaktivität von Gesteinen, der Anwendung spezialisierter Messverfahren sowie der statistischen und geologischen Auswertung zur Bestimmung von Teufenversätzen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Hauptziel ist die exakte Bestimmung der Teufen der Sandsteinhorizonte, die für die geothermische Nutzung (GeneSys-Projekt) als Ziel- und Re-Injektionshorizonte fungieren.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es werden integrale und spektrale Gamma-Messungen an Bohrkernen mit Heger-Sonden durchgeführt sowie Bohrlochlogs und MWD-Daten (Measurement While Drilling) zur Korrelation herangezogen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen der Radioaktivität, die technische Beschreibung der Messverfahren, die Präsentation der Messergebnisse sowie die lithologische Interpretation und Korrelation der Daten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich am besten mit Begriffen wie Geothermie, Teufenkorrelation, Radiometrie, Gammastrahlung und Mittlerer Buntsandstein beschreiben.
Warum ist eine Korrelation zwischen Bohrkern- und Bohrlochdaten notwendig?
Da bei der Entnahme von Bohrkernen und bei der Durchführung von Bohrlochmessungen unterschiedliche Tiefenreferenzen vorliegen können, ist eine Korrelation entscheidend, um die genaue Lage geologischer Schichten für technische Arbeiten wie das Wasser-Fracking korrekt zu bestimmen.
Welche Rolle spielt die Detfurth-Formation bei dieser Untersuchung?
Die Detfurth-Formation dient als eines der Hauptuntersuchungsobjekte, an dem die Korrelationsmethodik erprobt wird, um lithologische Abfolgen innerhalb des Mittleren Buntsandsteins besser zu verstehen.
- Quote paper
- Jennifer Dreiling (Author), 2010, Radiometrische Messungen der Detfurth- und Volpriehausen-Formation der Bohrung Groß-Buchholz GT1 im Projekt GeneSys, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/206269
