22 | 10 | 2019

Geo-Elektrische Messungen

Geo-Elektrische Messungen liefern tiefendifferenziert den (scheinbaren) elektrischen Gebirgswiderstand im Bohrloch. Daraus werden zum Beispiel Aussagen zu Schichtwechselvorkommen im erbohrten Gebirge abgeleitet.

Je nach Fragestellung stehen das Fokusierte Elektro-Log (FEL), das Eigenpotenzial (SP) und die Normale zur Auswahl.

 Die Messungen zum elektrischen Widerstand des Gebirges werden von der

  • mineralogischen Zusammensetzung
  • Korngrößenverteilung
  • Porosität
  • Leitfähigkeit der Porenflüssigekeit

bestimmt. Die Ergebnisse liefern einen scheinbaren elektrischen Gebirgswiderstand, der sich aus dem Verhältnis der elektrischen Leitfähigkeit der Spülflüssigkeit, dem Bohrlochdurchmesser und dem wahren elektrischen Gebrigswiderstand ergibt. 

Abnehmende elektrische Widerstände zeigen entweder feinkörnigere, tonmineralreichere Sedimente aber auch porösere Schichten wie zum Beispiel Torfe an. Dagegen weisen zunehmende elektrische Widerstände auf grobkörnigere Sedimente. Für die Interpretation der Messergebnisse ist entweder eine natürliche Gamma-Messung und/oder einen Abgleich mit dem Bohrgut erforderlich.

Elektrische Messverfahren können im offenen Bohrloch und in Grudnwassermessstellen/Brunnen mit nichtmetallischem Ausbaumaterial eingesetzt werden.

Fokusiertes-Elektro-Log (FEL)

Über die Tiefe der Bohrung wird der elektrische Widerstand - Gebirgswiderstand -  zwischen einer in die Bohrung abgelassenen Messelektrode und einer Referenzelektrode an der Oberfläche gemessen.

So werden kleinräumige Wechsellagerungen im cm Bereich in dem die Bohrung umgebenden Gerbirge aufgespürt und Klüfte im Festgestein erkannt. Bei nichtmetallischem Ausbaumaterial zeigt es die Lage der Filterstrecke und Undichtigkeiten im Aufsatzrohr (zum Beispiel im Bereich von Muffenverschraubungen) an.

Elektrisches Widerstandsverfahren (16" und 64"-Normale), Elektro-Log (EL)

Über 2 Stromelektroden wird Strom in das Gebirge eingeleitet, über zwei weitere Stromelektroden wird der Spannungsabfall gemessen. Der Abstand zwischen den beiden Elektrodenpaaren- 16" oder 64" gibt die minimal auflösbare Schichtdicke an - vorausgesetzt der Leitfähigkeitskontrast zwischen Bohrlochflüssigkeit und Gebirge ist ausreichend.

Wegen der häufig unbefriedigenden vertikalen Auflösung wird inzwischen meist das FEL-Verfahren bevorzugt.

Eigenpotenzialmessung

Bei der Eigenpotenzialmessung werden die elektrochemischen und elektrokinetischen Wechselwirkungen zwischen Spülung und Schichtwasser genutzt, die messbar werden, wenn Spülung und Porenwasser einen ausreichend unterschiedlichen elektrischen Widerstand aufweisen und Sand-Ton-Wechsellagerungen auftreten.

Die Messung wird oftmals in Kombination mit dem elektrischen Widerstandsverfahren durchgeführt.