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

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

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.

Details

Titel in ÜbersetzungA contribution to the petrophysical evaluation of the unconventional potential of Permian Shales in the North German Basin
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Jun 2013
StatusVeröffentlicht - 2013