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AACI-Log: Segmentierte Gamma-Dichte-Sonde zur Ringraumkontrolle

Projektidee

Ziel dieses F&E-Projektes bestand in der Entwicklung und dem Bau einer azimutal messenden Bohrlochsonde für die technische Ringraumkontrolle von Grundwassermessstellen oder Brunnen hinsichtlich der Dichtigkeit und eventueller Strömungen (im Falle von Hohlräumen und Fehlstellen).

 

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Als Ergebnis der Entwicklung liegt das Azimuthal-Annulus-Convection-Identification-Logs (AACI-Log) vor, welches die Anforderung einer 3-dimensionalen bohrlochgeophysikalischen Lokalisierung von Fluidströmen und Hohlräumen im Ringraum von Grundwassermessstellen, Geothermiebohrungen und Brunnen sowie in offenen Bohrungen die Detektion der Neigung lithologischer Schichten erfüllt. Die technische Realisierung des AACI-Logs erfolgt durch die Messverfahrenskombination der Temperaturmessung mit der Gamma- oder der Gamma-Gamma-Messung.

 

 

Das AACI-Log besitzt vier Federbügel, welche um 90° versetzt angebracht sind und während der Messung elastisch an die Verrohrung beziehungsweise an die Bohrlochwand angedrückt werden. Auf jeden dieser vier Federbügel befinden sich die Messsysteme für das Logging der natürlichen Radioaktivität, der Gamma-Absorption (Dichte) und  der Temperatur. Damit die Messwerte ihrer räumlichen Lage zugeordnet werden können, befindet sich im Zentralteil der Sonde ein magnetischer Kompass und ein Zweisysteminklinometer. Damit können weiterhin Schichtneigungswerten bei abgelenkten Bohrungen korrigiert werden. Mit dieser hochauflösenden räumlichen Aufnahme von bohrlochgeophysikalischen Vertikalprofilen kann ein 3-dimensionales Abbild des technischen Zustandes einer Grundwassermessstelle hinter deren Verrohrung ermittelt werden.

 

 

Die Möglichkeit gleichzeitig Fehlstellen im Ringraum und vertikale Fluidströme hinter der Verrohrung zu messen, bildet die Grundvoraussetzung für eine vollkommen neue Qualität in der technischen Ausbaukontrolle von Grundwassermessstellen. Das AACI-Log ist sozusagen eine Bohrlochmesssonde, die gleichzeitig Ursache (potentieller Fließweg) und Wirkung (tatsächliche Fluidströmung) in hochauflösenden Vertikalprofilen detektiert.

Mit Feldtests in Grundwassermessstellen und offenen Bohrungen konnte die Funktionsfähigkeit des AACI-Logs erfolgreich unter Praxisbedingungen nachgewiesen werden. Außerdem wurde erfolgreich in dieser Feldversuchsserie die Reproduzierbarkeit der Messwerte und die mechanische Stabilität der Sonde nachgewiesen. Weiterhin wurde das Log erfolgreich in den Lösungsprozess komplexer geowissenschaftlicher Fragestellungen eingebunden.

 

Dank

Die zugrundeliegenden FuE-Arbeiten werden gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Fkz. IW 060270. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.

Kontakt

Dr. rer. nat. Susann Berthold [->]

Tel. 0351/4050673

Email: sberthold[@]dgfz.de

 

Förderung