In-situ-Ermittlung von Stroemungskennwerten natuerlicher Salzgesteine in Auflockerungszonen gegenueber Gas und Salzloesungen unter den gegebenen Spannungsbedingungen im Gebirge Abschlussbericht

Abstract

Fuer die Ermittlung der Ausdehnung von Auflockerungszonen um bergmaennisch aufgefahrene Strecken/Hohlraeume im Salzgestein und zur In-situ-Bestimmung kleinster Permeabilitaeten und Porositaeten in diesen Bereichen wurde ein Verfahren und eine praktikable Versuchsausruestung entwickelt. Diese eignet sich auch fuer Frac-Untersuchungen. Basis der Versuchsdurchfuehrungen sind instationaere Bohrlochuntersuchungen mit Gasen oder Fluessigkeiten als Stroemungsfluid unter Einsatz spezieller Mehrfachpackersysteme. Damit sind Messungen ab 4 cm Abstand zur Hohlraumkontur bis zu 15 m moeglich. Die Versuchsauswertung erfolgt mittels einer speziell entwickelten Software mit automatischer Parameteridentifikation, die die instationaere Stroemung um die Versuchsbohrung raeumlich vollstaendig beschreibt. Permeabilitaeten wurden je nach Abstand zur Hohlraumkontur zwischen 10"-"1"4 m"2 und der Nachweisgrenze 10"-"2"4 m"2 und effektive Porositaeten bis <0,1% ermittelt, bei Versuchszeiten von wenigen Minuten bis zu einigen Tagen. Die Versuchsorte befanden sich in 3 Bergwerken im Stassfurtsteinsalz bei Teufen um 700 m und 500 m mit unterschiedlichen geologischen und geomechanischen Randbedingungen, mit unterschiedlicher Auffahrungstechnologie sowie verschiedenen Standzeiten (zwischen wenigen Tagen und 37 Jahren). Es erfolgten z.T. Kontrolluntersuchungen mittels Ultraschallmessungen. (orig.)A method and equipment were developed for measuring the extension of loose zones around worked areas in saline rock and for in situ measurement of very small permeabilities and porosities in these zones. The experiments are based on unsteady borehole logs with flowing gases or liquids with special multiple pack systems that enable measurements from 4 cm to 15 m from the cavern contour. The measurements were evaluated by a specially developed software with automatic parameter identification. Permeabilities were identified between 10"1"4 m"2 and the detection limit of 10"2"4 m"2 and effective porosities of less than 0.1% at experimental times of several minutes up to several days. The logs were made in 3 mines in Stassfurt rock salt at depths of 700 and 500 m with different geological and geomechanical boundary conditions, worked in different ways and for different periods of time (between a few days and 37 years). Some of the findings were validated by ultrasonic measurements.SIGLEAvailable from TIB Hannover: F01B1638 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany); Thueringer Ministerium fuer Landwirtschaft, Naturschutz und Umwelt, Erfurt (Germany)DEGerman