Zerstörungsfreie geophysikalische Untersuchungsmethoden für die Standorterkundung

Schuster, K., Schulte, F., Albers, H., Tietz, T., Nowak, U.: Einsatz mini-seismischer Methoden für endlagerrelevante Fragen

Im Arbeitsbereich werden zahlreiche Ultraschall - und seismische Methoden für in-situ Untersuchungen (Miniseismik) entwickelt. Damit werden sehr hochauflösende Charakterisierungen mit seismischen Parametern in allen potentiellen endlagerrelevanten Wirtsgesteinen (Steinsalz, Tongestein, Kristallin) durchgeführt.

Ergebnis einer miniseismischen Messung im Salzgestein.

Anhand einiger Beispiele, die aus nationalen Erkundungsbergwerken bzw. internationalen Forschungsbergwerken stammen, werden Methoden zur Charakterisierung von Gebirgsbereichen vorgestellt. Situationsabhängig reicht die Auflösung dabei vom cm- bis in den m-Bereich. Wichtige Ergebnisse sind u.a.:

• Dynamisch elastische Gesteinsparameter
• Lithologische Differenzierungen
• (Seismische) Anisotropie
• Auflockerungszonen
• Gestörte Bohrlochwand-Zonen

Furche, M., Schuster, K., Czora, C., Tietz, T., Albers, H., Schulte, F.: Anwendung der Gleichstrom-Geoelektrik (ERT) im Untertagebereich

Der spezifische elektrische Widerstand bzw. die elektrische Leitfähigkeit wird als weiterer geophysikalischer Parameter zur Charakterisierung von potentiellen Wirtsgesteinen genutzt. Dazu wird das klassische Verfahren der Gleichstrom-Geoelektrik an die besonderen Anforderungen des Untertage-Einsatzes angepasst. Angewandt wird das Verfahren sowohl in Erkundungsbohrungen als auch in Strecken. Je nach Elektrodenabstand variiert das räumliche Auflösungsvermögen von wenigen Zentimetern bis in den Zehner-Meter-Bereich.

Verteilung des spezifischen elektrischen Widerstands in einer verfüllten Nische im Tonstein

Wichtige Anwendungsfelder sind:

• Untersuchung kleinskaliger Gesteinsheterogenitäten
• Charakterisierung von Auflockerungszonen
• Untersuchung von Versatzmaterialien
• Lokalisierung von Fluiden
• Monitoring zeitlicher und räumlicher Widerstandsänderungen
  
  
  
  
  

Furche, M., Czora, C., Tietz, T.: Hochauflösende Temperaturmessungen in Erkundungsbohrungen

Temperaturverlauf in einer untertägigen Erkundungsbohrung

Die hochauflösende Ermittlung der Gebirgstemperatur ist ein die geologische und geotechnische Erkundung begleitendes Untersuchungsprogramm. Wesentliche Ziele sind:

• Bereitstellung einer Referenzdatenbasis des thermalen Ausgangszustands
• Bereitstellung von Eingabedaten für thermische bzw. thermomechanische Modellrechnungen
• In Ausnahmefällen die Erkennung bzw. Lokalisierung von Fluid- oder Gaszutritten in Bohrungen
  

Der AB setzt für die Messungen spezielle, selbst entwickelte Sonden ein, die sich durch schnelles Ansprechverhalten und eine hohe Genauigkeit auszeichnen.

Gundelach, V., Buschmann, U., Salat, C., Kellner, A., Ozer, I.: Räumliche Strukturbestimmung im Salz durch EMR (Georadar)

Perspektivansicht auf Radargramme im Raum

EMR (Elektromagnetische Reflexionsmessung), auch Georadar genannt, ermöglicht in gering leitfähigem Gestein (Salz, Kristallin) eine zerstörungsfreie, weit reichende, detaillierte Strukturerkundung.Durch geeignete Wahl der Messfrequenz kann der Fokus auf hohe Auflösung oder große Eindringtiefe gelegt werden.

Untertage kann nur eingeschränkt auf linearen Profilen (Bohrungen, Strecken) gemessen werden. Dennoch wird durch spezielle Methoden wie richtungssensitive Bohrlochsonden, Rundum-Messungen und Peilungen in Strecken räumliche Strukturinformation gewonnen. In den Salzstrukturen Gorleben, Morsleben und Asse wurde in nahezu jeder Auffahrung mit EMR gemessen. Durch Beispiele aus dem Erkundungsprogramm wird gezeigt, welche Resultate erzielt werden und wie die Strukturinformationen in eine geologische 3D-Modellierung einfließen.