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Technical Report NTB 95-02
Hydrological Investigations at Wellenberg: Hydraulic Packer Testing in Boreholes SB4a/v and SB4a/s
Die Bohrungen SB4a/vertikal (SB4a/v) und SB4a/schräg (SB4a/s) sind die sechste und siebte tiefe Sondierbohrung, die am Standort Wellenberg im Rahmen der Untersuchungsphase II zur Charakterisierung der geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse niedergebracht wurden (NAGRA, 1994). Der Wellenberg ist als Standort für ein Endlager für schwach- und mittelradioaktive Abfälle vorgesehen.
Dieser Bericht liefert die Ergebnisse und beschreibt die Methoden, die bei den transienten Drucktests in der vertikalen und geneigten Bohrung SB4a angewandt wurden. Insgesamt wurden 23 Packer-Tests in der vertikalen Bohrung und 24 in der geneigten Bohrung durchgeführt. Eines der vorrangigen Ziele der Tests war die Charakterisierung der Fliesseigenschaften der Formation unter Ein- und Zwei-Phasen-Fluss-Bedingungen. Von ebenso grosser Wichtigkeit war die Bestimmung der Potentialverteilung im geplanten Endlagerbereich. Die Tests wurden so geplant und durchgeführt, dass es möglich war, ein Fliessmodell zu bestimmen, das die Eigenschaften der Formation am besten widerspiegelt. Basierend auf diesem Modell wurden die effektive Permeabilität und die Potentiale bestimmt.
Das Untertage-Equipment bestand aus Einfach- und Doppel-Packer-Garnituren sowie SpezialEquipment für Gasinjektionstests und für die Probennahme im Bohrloch. Die Fluidproduktion wurde mit einem Moineau-Pumpsystem durchgeführt, das von der Oberfläche aus gesteuert wurde. Die Ausrüstung an der Oberfläche bestand aus einem Flow-Control-Board und einem Wasser-Gas-Separator. Des weiteren wurde ein neuer Typ eines vertikalen Separators eingesetzt. Daten zum Druck im Bohrloch, zu Fliessraten übertage sowie Separator-Daten wurden von einem computergestützten Datenaquisitionssystem erfasst.
Ein umfangreiches Qualitätssicherungs- und -kontrollsystem wurde eingesetzt und erfolgreich angewandt.
Bei der Datenauswertung kamen zwei Interpretationsstufen zum Einsatz - eine Standard- und eine ausführliche Testanalyse. Diese Stufen wurden bei Ein- und Zwei-Phasen-Fluss-Tests und ebenso bei Gas-Schwellendruck-Tests angewandt. Die Auswertung der Testdaten erfolgte in zwei Schritten. Der erste Schritt der Analyse wurde mit Hilfe der Interpretationssoftware Pakete FlowDim und INTERPRET/2 ausgeführt. Auswertemethoden, die dem Stand der Technik entsprechen, sowie die sorgfältige Auswertung von Ratensequenzen und Eingabeparametern bildeten die Basis für eine iterative Analysen-Folge. Auf Grundlage der so gewonnenen Ergebnisse wurden Überprüfungen auf Folgerichtigkeit sowie ausführliche Untersuchungen mit alternativer Interpretationssoftware (MULTIFIT und GTFM) durchgeführt. Im Falle der ZweiPhasen-Fliessmodelle kamen TOUGH /ITOUGH2 zur Anwendung. Die Standard-Analysen wurden bei sämtlichen 47 Tests durchgeführt. Zwölf Tests wurden zusätzlich einer detaillierten Untersuchung unterzogen.
Die ausgearbeiteten hydraulischen Konduktivitäten für beide Bohrungen bewegen sich zwischen 10-13 m/s und 10-6 m/s. Die Potentialverteilung bestätigte die Ergebnisse, die aus anderen Sondierbohrungen an diesem Standort stammten. Die Potentiale waren hydrostatisch bis leicht artesisch in den oberen Bereichen der Bohrungen - bis ca. 600 m unter Geländeoberkante. Im unteren Bereich der Bohrungen lagen die Potentiale erheblich unterhalb von hydrostatischen Bedingungen. Das niedrigste gemessene Potential lag unterhalb 600 m unter Geländeoberkante. Die Existenz von geringen Mengen von Gas in der Palfris Formation sowie in den umliegenden Formationen konnte erneut bestätigt werden. Die Bereiche, in denen Gas angetroffen wurde, befanden sich im vertikalen Bohrloch ungefähr zwischen 150 m und 520 m, im geneigten Bohrloch zwischen 120 m und 390 m unter Geländeoberkante.