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elektrische Bohrlochmessung

 
     
  Sammelbegriff für geophysikalische Messungen in einer Bohrung zur Erfassung der elektrischen Eigenschaften der durchteuften Formation (Abb.). Zu den elektrischen Verfahren gehört die Bestimmung des Eigenpotentials (SP-Log) und des elektrischen Widerstandes der Formation (Widerstands-Log). Die teufenabhängige Registrierung des elektrischen Eigenpotentials (SP-Log) erfolgt zwischen einer im Bohrloch befindlichen beweglichen Messelektrode und einer fest installierten übertägigen Bezugselektrode, die an einen hochohmigen Widerstand angeschlossen sind. Das Eigenpotential eines Gesteinsvolumens entspricht dabei der jeweiligen Spannung zwischen den beiden Elektroden und wird in Millivolt (mV) angegeben.


Bei den elektrischen Widerstandsverfahren wird unterschieden zwischen konventionellen Verfahren, fokussierten Verfahren und Mikrosonden. Die konventionelle Widerstandsmessung wird mit einer Vierelektrodenanordnung (Stromelektrode A, Bezugselektrode B und zwei Messelektroden M, N) ausgeführt. Aus dem in die Bohrlochumgebung eingespeisten Strom und der an den Messelektroden ermittelten Spannung wird der spezifische elektrische Widerstand m in Ohm ermittelt (Gleichstromgeoelektrik). Der Abstand zwischen der Stromelektrode A und der Messelektrode M wird als Sondenlänge (Spacing) bezeichnet und ist ein Mass für die Erfassungstiefe senkrecht zur Bohrlochachse. Mit grösserem Spacing wird die laterale Aufschlusstiefe grösser und das vertikale Auflösungsvermögen nimmt deutlich ab. Zum Beispiel wird bei einer Sondenlänge von 40 cm eine vertikale Auflösung von ca. 0,5 m erreicht; bei einer 160 cm Anordnung nur noch eine Auflösung von etwa 2 m. Moderne Sondenkonstruktionen basieren auf einer gerichteten (fokussierten) Widerstandsmessung. Der Stromfluss wird bei diesen als Latero-Log bezeichneten Sonden mit symmetrisch angeordneten Zusatzelektroden fokussiert und somit zum horizontalen Eintritt in das Gebirge gezwungen. Durch dieses Verfahren wird das vertikale Auflösungsvermögen und die Untersuchungstiefe der Messung erheblich erhöht (Delaware-Effekt Abb.). Auch hier kommen verschiedene Messkonfigurationen zum Einsatz, die unterschiedliche Formationsvolumina erfassen. Aufschlusstiefen und vertikales Auflösungsvermögen der verschiedenen fokussierten Widerstandssonden variieren im Millimeter- bis Meterbereich. Messungen mit unterschiedlichen Aufschlusstiefen sind notwendig, um Informationen zur radialen Widerstandsverteilung um das Bohrloch (Infiltrationszone) zu erlangen. Nur tief eindringende Gerätekonfigurationen (z.B. Latero-Log-Deep) erfassen den Widerstand der von der Bohrung bzw. der Bohrspülung unbeeinflussten Formation. Sie liefern entscheidende Hinweise auf die Porenfüllung der Formation und dienen der Detektion von Öl- und Gashorizonten (Widerstands-Log). Auflösungen im cm-Bereich sind notwendig, um den Widerstand des Filterkuchens bzw. der unmittelbaren Nähe der Bohrlochwand zu bestimmen. Diese Sondenkonstruktionen, werden als Mikro-Log bzw. Mikrolatero-Log bezeichnet und im Gegensatz zu den zentrisch im Bohrloch gefahrenen Latero-Logs mit einem Arm (Pad) an die Bohrlochwand gepresst. Zur hochauflösenden Strukturaufnahme der Bohrlochwand existieren Geräte, bei denen mehrere solcher Arme orthogonal versetzte Mikrowiderstandskurven der Bohrlochwand liefern (Image-Log). Alle genannten Verfahren der konventionellen und gerichteten Widerstandsmessung können nur in wassererfüllten, unverrohrten Bohrungen durchgeführt werden.


JWo

elektrische Bohrlochmessungelektrische Bohrlochmessung: Übersichtsdarstellung der verschiedenen elektrischen Messverfahren (A = Stromelektrode, B = Bezugselektrode, M, N= zwei Messelektroden, R1 = elektrischer Widerstand der von der Sonde zu vermessenden Schicht, R2 = elektrischer Widerstand der umliegenden Schichten).
 
 

 

 

 
 
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