Exploration von Trinkwasser aus geklüftetem Hauptdolomit in den Nördlichen Kalkalpen

Der alpine Hauptdolomit stellt aufgrund der weiten Verbreitung in den Nördlichen Kalkalpen sowie der speziellen geohydraulischen Charakteristik ein bedeutendes Kluftwasserreservoir dar, welches zur Trinkwasserversorgung genutzt werden kann. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein schematischer Explorationsablauf entwickelt, der auf die spezielle Charakteristik des Kluftwasserleiters Hauptdolomit zugeschnitten ist. Mithilfe dieses Explorationsablaufes ist es möglich Explorationsprogramme zur Trinkwassererschließung im Hauptdolomit der Nördlichen Kalkalpen zu planen und gut geschütztes sowie hygienisch einwandfreies Trinkwasser zu gewinnen. Strukturgeologische, lithologische und hydrogeochemische Untersuchungen von Inzell im E bis zum Kochelsee im W führten zur Ausweisung von Explorationsgebieten in Rottach-Egern/Kreuth (Lechtal-Decke) und Reit im Winkl (Tirolikum), in denen Bohrprogramme zur Erschließung von Trinkwasser aus geklüftetem Hauptdolomit durchgeführt wurden. Festgesteinsbohrungen im Hauptdolomit, geophysikalische Untersuchungen und Pumpversuche lieferten neue Daten zur geohydraulischen Charakteristik des Kluftwasserleiters Hauptdolomit. Die Ergebnisse der Untersuchungen weisen auf einen anisotropen Kluftgrundwasserleiter Hauptdolomit hin, dessen besondere Charakteristik aus der Vernetzung von Kluftsystemen verschiedener Ordnungen resultiert. Die Vernetzung ermöglicht für Kluftwässer Verbindungen hydraulischer sowie hydrostatischer Natur. Die Wegsamkeit des Kluftwassers im Hauptdolomit erfolgt über die großräumige, indirekte Vernetzung lokal begrenzter, hydraulisch gut leitfähiger Kluftsysteme. Kern dieser Systeme sind Großklüfte (Klüfte 1. Ordnung), die an Störungszonen der jüngsten alpinen Tektonik gebunden sind. Den Klüften der 1. Ordnung wird über Kleinklüfte (Klüfte 2. Ordnung) und engmaschige Feinstklüftung (Klüfte 3. Ordnung) im direkten Umfeld Kluftwasser zugeführt. Lokal begrenzte Vernetzungen um die Klüfte 1. Ordnung sind lediglich durch weiträumige Umläufigkeiten über die Kluftsysteme 2. (hydraulisch, z.T. hydrostatisch) und 3. Ordnung (vorwiegend hydrostatisch) gegeben. Aus der großräumigen Verteilung und Verbindung der Kluftsysteme im Hauptdolomit resultieren anisotrope Wegsamkeiten für das Grundwasser im Kluftkörper, die innerhalb lokal eng begrenzter Bereiche stark variieren können. Um die Grundwasserneubildung für die untersuchten Einzugsgebiete abschätzen zu können, wurden digitale Geländemodelle erstellt, auf deren Grundlage die Niederschlags-, Temperatur- sowie potentielle Evapotranspirations-Verteilungen berechnet werden konnten. Mit diesen Daten ließ sich eine klimatische Wasserbilanz erstellen, die die Menge der Grundwasserneubildung sowie des Oberflächen- und Grundwasserabflusses umfasst. Auf Basis hydrochemischer Analysen aus den Untersuchungsgebieten wurde ein hydrogeochemisches Klassifikationsschema mittels Zweistoff- und Dreistoff-Diagrammen (Ca-Mg sowie Ca-Mg-SO4) entwickelt. Unter Berücksichtigung der geologischen Verhältnisse ist eine hydrogeochemische Charakterisierung der Grundwässer innerhalb der Untersuchungsgebiete möglich. Dabei können drei Kategorien unterschieden werden: Dolomit-Wasser, Kalziumkarbonat-Wasser, sulfatreiches Wasser. Damit können Zumischungen aus lithologisch gleichen oder lithologisch verschiedenen, erweiterten Einzugsgebieten erkannt werden

Herkunft, Auftreten und Visualisierung von Permeabilitätsbarrieren in einer Gaslagerstätte in Sandsteinen des Rotliegenden (Südliches Permbecken, Deutschland): Bedeutung für Diagenese, Fluidfluß und Produktion

Die im südlichen Permbecken abgelagerten kontinentalen klastischen Sedimente des Ober-Rotliegenden stellen in Deutschland, den Niederlanden und der südlichen Nordsee ein bedeutendes Gasreservoir dar. Die verschiedenen Typen von Dünensedimenten sowie die oftmals mit ihnen verzahnten fluviatilen Sedimente, alluvialen Schwemmfächer oder Wadi-Sedimente weisen schon bei der Ablagerung eine starke Heterogenität bezüglich ihrer Porosität, Permeabilität und Zusammensetzung auf. Während lakustrine Sedimente und Sabkha-Fazies keine Reservoirqualität besitzen, weisen die äolischen Sedimente meist hervorragende Speichereigenschaften auf. Charakteristische Reservoir-Sandsteine sind Dünen- und Interdünen-Sedimenten, bereichsweise mit Einschaltungen von Wadi- oder Sabkha-Ablagerungen. Die hier vorliegende Arbeit befaßt sich im speziellen mit den Sedimenten der Dethlingen Formation, die in Teufen von bis zu 5 km versenkt wurden und durch verschiedenste diagenetische Prozesse beeinflußt wurden. Die Lagerstätten werden im Allgemeinen als dichtes Gasreservoir (tight gas reservoir) mit Permeabilitäten von weniger als 0,1 mD charakterisiert. Trotz dieser insgesamt geringen Durchlässigkeit treten Bereiche mit extrem hohen Permeabilitäten auf, die eine kommerzielle Förderung zulassen. Im Rahmen der konventionellen Auswertung einer Bohrung fällt eine enorme Datenmenge an: geophysikalische Log-Kurven, sedimentologische Kerndaten, gesteinsphysikalische Daten sowie Ergebnisse der Dünnschliffanalyse. In dieser Arbeit wurden alle für eine Fazieszuordnung relevanten Daten zusammengestellt, um eine Interpretation unter Einbeziehung aller zur Verfügung stehenden Informationen zu ermöglichen. Eine Charakterisierung von Permeabilitätsbarrieren sowie hochdurchlässigen Lagen stand im Vordergrund dieser Arbeit. Die Untersuchungen reichen von der Bestimmung der Barrieren am Bohrkern und ihre Korrelation zu Log-Messungen, über konventionelle petrographische Dünnschliffanalyse bis zur Identifizierung durchflußhemmender Lagen im Sub-Millimeter Bereich mittels digitaler Bildanalyse und hochauflösender Computertomo-graphie, um die Heterogenität in verschiedenen Maßstäben erfassen zu können. Neben der Ermittlung der Abhängigkeit gesteinsphysikalischer Parameter von Gesteinsgefüge und Porenkenngrößen, wurde vor allem die Bedeutung diagenetischer Prozesse auf die Reservoirentwicklung untersucht, da insbesondere syn- und frühdiagenetische Veränderungen im Sedimentkörper die weitere diagenetische Entwicklung bestimmen. Wichtig hierbei ist die Verteilung von Tonmineralen im Gestein und ihr Einfluß auf Quarz-Lösung und -Zementation