Petrophysikalische Untersuchungen der Bahariya Formation als Beispiel für eine stark anisotrope Formation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Für anisotrope Gesteine sind Permeabilität, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und seismische Geschwindigkeit petrophysikalische Parameter, die von der Messrichtung abhängig sind. Die in orthogonalen Richtungen gemessenen Werte können beträchtlich voneinander abweichen. Die meisten der verbreitet genutzten Interpretationsformeln ignorieren die Anisotropie und führen damit zu falschen Ergebnissen. Mit einem Kooperationsprojekt, das vom Institut für Geophysik der TU Clausthal und dem Departement of Geophysics der Ain Shams Universität in Kairo bearbeitet wurde, erfolgte eine umfassende petrophysikalische, petrologische und mineralogische Charakterisierung von Sandsteinen aus der Bahariya-Formation, die ein bedeutendes Kohlenwasserstoff- Reservoir im Gebiet der Westlichen Wüste in Ägypten darstellt. Die aus einer Bohrung im Abu Gharadig Becken gewonnenen Sandsteinproben bieten günstige Voraussetzungen für systematische Untersuchungen zur Anisotropie von Sedimentgesteinen. Starke Anisotropieeffekte werden von dunkelbraunen eisenhaltigen Bändern hervorgerufen. Petrophysikalische Messungen und petrologische Untersuchungen an einer Vielzahl von Proben aus Bohrkernen waren notwendig, um die Porenraumstruktur sowie das anisotrope Verhalten der Gesteinseigenschaften zu studieren. Die stärksten Anisotropieeffekte zeigt die Permeabilität gefolgt von den elektrischen Eigenschaften. Die seismischen Geschwindigkeiten werden nur wenig durch die Bänderung beeinflusst. Die nukleare magnetische Resonanz (NMR), die richtungsunabhängige Parameter liefert, ist für eine Charakterisierung der Anisotropie nicht geeignet. Für die isotropen Proben konnte die Anwendbarkeit der bekannten Beziehungen zur Permeabilitätsbestimmung bestätigt werden. Die schwerpunktmäßig durchgeführte spektrale induzierte Polarisation (SIP) zeigt eine große Vielfalt in den Phasenspektren. Es wurde eine neuartige Auswertemethodik entwickelt, die auf der Grundlage einer Debye-Zerlegung eine Relaxationszeitverteilung liefert. Die daraus abgeleiteten zusammenfassenden Parameter spezifischer elektrischer Gleichstromwiderstand und mittlere Relaxationszeit spiegeln das anisotrope Verhalten der Gesteinsproben wider. Mit den ausschließlich aus SIP-Messungen gewonnenen Parametern wurde ein neuer Ansatz zur Voraussage der richtungsabhängigen Permeabilität gefunden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2005): Petrophysikalische Charakterisierung von Sandsteinproben der Bahariya Formation (Ägypten). DGG-Jahrestagung, Graz
Halisch, M.; Weller, A.; El Sayed, A. M.
- (2006): Petrologische und petrophysikalische Charakterisierung der stark anisotropen Bahariya Formation. Clausthaler Geowissenschaften, Vol. 5, S. 19-33
Athmer, W.
- (2007): Petrological characterisation of the Bahariya Formation, Egypt. Proceedings of Second International Conference on the Geology of the Tethys, Cairo University, 179-184
Athmer, W.; Weller, A.; El-Sayed, A. M. A.
- (2008): A new approach to fitting induced-polarization spectra. Geophysics 73, No. 6, F235 – F245
Nordsiek, S.; Weller, A.
- (2008): Decomposition of IP spectra into Debye models. EEGS NSGS Workshop on Induced Polarization: Recent Advances in Near Surface Applications, SEG Annual Meeting, Las Vegas, Nevada
Weller, A.; Nordsiek, S.
- (2009): A complex core-log case study of an anisotropic sandstone, originating from Bahariya Formation, Abu Gharadig Basin, Egypt. Petrophysics 50, 478-497
Halisch, M.; Weller, A.; Sattler, C.-D.; Debschütz, W.; El-Sayed, A. M.
