Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

Abb. 30: Schematische Ansicht des IODP-Daten-Management. Die Daten werden durch die IODP Implementing Organizations
gesammelt und unter einem gemeinsamen Portal vereint. Unter diesem Portal können dann auch ICDP-Daten
aufgefunden werden. (Abb. IODP)
Schematic view of IODP data management. Data are collected by the IODP Implementing Organizations and integrated
into a common portal. Lateron ICDP data can be found beneath the same portal.
Langzeitbeobachtung – neue Verfahren für die Datengewinnung
in wissenschaftlichen Bohrungen
Die Langzeitbeobachtung von aktiven geologischen Prozessen
ist ein Schwerpunkt bei wissenschaftlichen Bohrprojekten.
Der dafür erforderliche Langzeiteinsatz von
Messgeräten unter erschwerten Betriebsbedingungen stellt
eine neue Herausforderung für deren Betrieb und Entwicklung
dar. Geeignete Systeme stehen der Wissenschaft
heute noch nicht am Markt serienreif zur Verfügung. Im
Rahmen des ICDP werden zurzeit mehrere wissenschaftliche
Projekte verfolgt, die das Erbohren und In-Situ-
Beobachtungen von physikalischen und chemischen Prozessen
vor, während und nach dem Eintreten von seismischen
Aktivitäten zum Ziel haben. Am Beispiel des
SAFOD-Projekts (San Andreas Observatory at Depth) in
Parkfield/USA hat die Planungsphase für die Entwicklung
entsprechender Monitoring Arrays begonnen und wird
unter Federführung und Projektleitung seitens der OSG
am GFZ Potsdam bis 2007 mit der Fertigstellung und dem
Einbau eines fünfstufigen permanenten Monitoringstrangs
abgeschlossen sein.
Stand der Technik
Der Betrieb von Langzeit-Tiefenobservatorien über mehrere
Jahre in Bohrlöchern stellt eine Herausforderung an
Entwicklungsingenieure und Herstellerindustrie von elektronischen
Komponenten gleichermaßen dar und ist in keinem
Fall vergleichbar mit der heutigen Technologie aus
der Kabelmesstechnik bei Öl- und Gasbohrungen. In eine
Bohrung am Kabel eingefahrene, klassische Logging-
Messgeräte verbleiben üblicherweise sehr kurz oder nur
für wenige Stunden unter den extremen Bedingungen und
können danach sofort wieder gewartet und kalibriert werden.
Permanente Monitoring Systeme verbleiben im Bohrloch
und müssen daher auf lebenslange Standzeiten konstruiert
und ausgelegt werden. Hauptaugenmerk bei der Entwicklung
von derartigen Messsystemen liegt auf elektrischer
und mechanischer Robustheit (Reliability), Wiederholbarkeit
der Messergebnisse (Repeatability) und System-Doppelgleisigkeit
(Redundancy); Kriterien die man
auch aus der Reaktor-, Luft- und Raumfahrttechnik kennt.
Im Gegensatz zu den bemerkenswerten Technologiesprüngen
der letzten Jahre auf dem Gebiet der Bohr- und
Kabelmesstechnik, wurden vergleichsweise wenige Innovationen
auf dem Gebiet des Langzeit-Monitorings erzielt.
Sogar in der Öl- und Gasindustrie wurden nach erfolgreicher
Einführung von Horizontalbohrtechnik und intelligenten
Förderverfahren wenig auf dem Gebiet der Langzeit-Beobachtungen
geforscht und entwickelt. Erste Konzepte
von instrumentierten Futterrohren und „Smart Wells“
kamen nicht über ihre Experimentalstufe hinaus und wurden
letztlich aus technischen und folglich wirtschaftlichen
Gründen nicht weiter verfolgt. Einzige Ausnahme war die
obertägige 4D-Seismik, auch Time-Lapse-Seismics genannt,
mit dem Ziel der Beobachtung dynamischen Entölungsverhaltens
von Kohlenwasserstoff-Lagerstätten.
Bis heute waren Beobachtungen aus tiefen Bohrlöchern der
Wissenschaft lediglich über einige wenige, einfache Messverfahren
zugänglich, wie Druck und Temperatur, Probenahmen
und Seismometer-Aufzeichnungen über analoge
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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