TY - THES

T1 - Ein Beitrag zur petrophysikalischen Evaluierung des Potentials unkonventioneller Lagerstätten in permischen Tonsteinen des Norddeutschen Beckens

AU - Hausberger, Oliver

N1 - gesperrt bis 15-05-2018

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Im Zusammenhang mit der Evaluierung des wirtschaftlichen Potentials unkonventioneller Erdgaslagerstätten im Norddeutschen Becken sind die permischen Tonsteine einer ca. 7 m langen Kernstrecke des Rotliegend in über 4400 m Tiefe auf mineralogische und petrophysikalische Eignung untersucht worden. Zur Bestimmung der Mineralogie diente eine Kombination aus Röntgendiffraktometrie, Dünnschliff-Mikroskopie und eine TOC Bestimmung mittels Gammastrahlung und LECO. Diese Methoden ergänzen sich hervorragend und ermöglichen eine exakte Ermittlung der Mineralogie. Zu den Hauptmineralen der permischen Tonsteine zählen α-Quarz, Feldspat (vorwiegend Plagioklas), Kalzit, Muskovit/Illit, Chlorit, Hämatit und in manchen Proben Anhydrit. Akzessorisch finden sich auch Magnetit, Goethit, Limonit und Rutil. Aufgrund beobachteter Verwitterungsprozesse einiger Eisenminerale kann auf ein oxidierendes Milieu geschlossen werden, wobei das organische Material dabei vermutlich rasch abgebaut wurde. Der hohe Gehalt an Quarz mit über 60% ist auch maßgeblich für die elastischen Parameter und die hohe Sprödigkeit der Formation verantwortlich. Obwohl die Poissonzahl nahe dem typischen Cut-off Wert liegt, zeigen die empirisch definierten Brittleness-Indices äußerst gute Voraussetzungen für eine effiziente Stimulation der Lagerstätte an. Mit Hilfe der Magnetik konnten zum einen die um einen Prozent liegenden Gehalte an Magnetit sowie die niedrige Anisotropie von 2 bis 7,5% aus der Ultraschallmessung verifiziert werden. Bei Wassersättigung verringern sich jedoch durch die Reaktion der Tone mit Wasser die elastischen Kennzahlen und die Gesteine verhalten sich etwas duktiler als im trockenen Zustand. Betrachtet man die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Kriterien zur Bewertung des Potentials, so lassen sich folgende Aussagen treffen. Die richtungsunabhängige Permeabilität von 0,05 mD sowie der Brittleness Indices sind definitiv über dem wirtschaftlichen Grenzwert. Anders verhält es sich mit der Porosität nach Archimedes die mit durchschnittlich 0,8% doch deutlich unter den benötigen 4% liegt. Da keine präzisen Werte über den TOC, die Reife, den Gasgehalt sowie der Mächtigkeit und der räumlichen Ausdehnung der Formation vorliegen, ist eine abschließende Bewertung nicht möglich.

AB - Im Zusammenhang mit der Evaluierung des wirtschaftlichen Potentials unkonventioneller Erdgaslagerstätten im Norddeutschen Becken sind die permischen Tonsteine einer ca. 7 m langen Kernstrecke des Rotliegend in über 4400 m Tiefe auf mineralogische und petrophysikalische Eignung untersucht worden. Zur Bestimmung der Mineralogie diente eine Kombination aus Röntgendiffraktometrie, Dünnschliff-Mikroskopie und eine TOC Bestimmung mittels Gammastrahlung und LECO. Diese Methoden ergänzen sich hervorragend und ermöglichen eine exakte Ermittlung der Mineralogie. Zu den Hauptmineralen der permischen Tonsteine zählen α-Quarz, Feldspat (vorwiegend Plagioklas), Kalzit, Muskovit/Illit, Chlorit, Hämatit und in manchen Proben Anhydrit. Akzessorisch finden sich auch Magnetit, Goethit, Limonit und Rutil. Aufgrund beobachteter Verwitterungsprozesse einiger Eisenminerale kann auf ein oxidierendes Milieu geschlossen werden, wobei das organische Material dabei vermutlich rasch abgebaut wurde. Der hohe Gehalt an Quarz mit über 60% ist auch maßgeblich für die elastischen Parameter und die hohe Sprödigkeit der Formation verantwortlich. Obwohl die Poissonzahl nahe dem typischen Cut-off Wert liegt, zeigen die empirisch definierten Brittleness-Indices äußerst gute Voraussetzungen für eine effiziente Stimulation der Lagerstätte an. Mit Hilfe der Magnetik konnten zum einen die um einen Prozent liegenden Gehalte an Magnetit sowie die niedrige Anisotropie von 2 bis 7,5% aus der Ultraschallmessung verifiziert werden. Bei Wassersättigung verringern sich jedoch durch die Reaktion der Tone mit Wasser die elastischen Kennzahlen und die Gesteine verhalten sich etwas duktiler als im trockenen Zustand. Betrachtet man die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Kriterien zur Bewertung des Potentials, so lassen sich folgende Aussagen treffen. Die richtungsunabhängige Permeabilität von 0,05 mD sowie der Brittleness Indices sind definitiv über dem wirtschaftlichen Grenzwert. Anders verhält es sich mit der Porosität nach Archimedes die mit durchschnittlich 0,8% doch deutlich unter den benötigen 4% liegt. Da keine präzisen Werte über den TOC, die Reife, den Gasgehalt sowie der Mächtigkeit und der räumlichen Ausdehnung der Formation vorliegen, ist eine abschließende Bewertung nicht möglich.

KW - Perm

KW - Shale Gas

KW - unconventional

KW - Petrophysics

KW - XRD

KW - TOC

KW - sonic

KW - magnetic

KW - permeability

KW - porosity

KW - brittleness index

KW - economics

KW - clay

KW - Petrophysik

KW - Rotliegend

KW - Ultraschall

KW - Magnetik

KW - Perm

KW - Tonsteine

KW - Shale Gas

KW - unkonventionell

KW - Erdgas

KW - Permeabilität

KW - Porosität

KW - Anisotropie

KW - Brittleness Index

KW - TOC

KW - Röntgendiffraktometrie

M3 - Masterarbeit

ER -