Lexikon der Geowissenschaften: elektrische Bohrlochmessung
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-EffektAbb. ). 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 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). elektrische Bohrlochmessung:
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