FALLSTUDIE
Fallstudie – Auswahl des richtigen Standorts für eine Bohrung in Kansas
Standortbestimmung für Bohrstellen in Kansas
Curtis Weninger weiß, was sich in der Nähe von Wichita unter der Erde befindet. Sein Vater Don gründete das Familienunternehmen Anfang der 1970er Jahre und bohrte in der gesamten Region Haus- und Bewässerungsbrunnen. Curtis leitet heute den „East Wichita Well & Pump Service“, der im gesamten Sedgwick County Projekte in den Bereichen Wohnbau, Gewerbe, Bewässerung, Viehzucht und Geothermie durchführt.
Der Hintergrund
In den fast 30 Jahren, in denen Curtis Bohrungen durchführt, hat sich die zentrale Herausforderung nicht geändert: die Auswahl des richtigen Standorts, bevor der Bohrmeißel in den Boden eindringt. Wer hier einen Fehler macht, beschert dem Kunden am Ende eine Bohrung mit schlechter Leistung oder – schlimmer noch – eine trockene Bohrung. Curtis’ Lösung für diese Herausforderung bestand darin, in den geophysikalischen Schleppscanner „tTEM“ von TEMcompany zu investieren und so die Möglichkeit elektromagnetischer Untergrundmessungen direkt in seinen Arbeitsablauf zu integrieren.
Um das System betriebsbereit zu machen und Curtis mit der Technologie vertraut zu machen, führte Søren Bjørn von TEMcompany in Maize, Kansas, ein strukturiertes dreitägiges tTEM-Schulungsprogramm vor Ort durch.
Der Trainingsplan
Tag 1: Methode, Ausrüstung und erste Messungen
Die Schulung begann mit einer Einführung in die transiente elektromagnetische Methode, bei der erläutert wurde, wie das tTEM-Gerät einen kontrollierten elektromagnetischen Impuls in den Boden sendet und die abklingende Antwort misst, um die Widerstandsfähigkeit des Untergrunds zu kartieren. Das Verständnis der physikalischen Grundlagen ist nicht nur für die Bedienung des Systems wichtig, sondern auch für die Auswertung der Felddaten.
Anschließend ging es bei der Schulung um die Hardware. Das tTEM-System wurde zusammengebaut und über die 12-V/100-Ah-Senderbatterie mit Strom versorgt; alle Komponenten wurden überprüft und angeschlossen. Zur Planung vor der Vermessung gehörte der Einsatz von TEManalyze, um die erwartete Reaktion des Untergrunds vor dem Einsatz vor Ort zu modellieren und einen der Geologie des Vermessungsgebiets entsprechenden Linienabstand sowie eine geeignete Anordnung zu entwerfen.
Am Nachmittag stand die Feldarbeit auf dem Programm. Das Team von Curtis richtete das System ein, führte die ersten Messungen durch und überwachte die Datenqualität mithilfe der tTEM-Controller-App in Echtzeit. Zum Abschluss des Tages wurden die erfassten Daten mit dem TEM Data Manager heruntergeladen, womit der gesamte Arbeitsablauf von der Erfassung bis zur Speicherung abgeschlossen war.
Tag zwei: Datenverarbeitung und Inversion
Am zweiten Tag wurde TEMimage zur Datenverarbeitung vorgestellt. Nach einer weiteren Feldmessung zur Festigung der praktischen Kenntnisse importierte das Team die Daten in TEMimage und verarbeitete sie mithilfe von Stacking, Filterung und lateral begrenzter Inversion, um Widerstandsmessprofile entlang jeder Vermessungslinie zu erstellen.
Das Team arbeitete daran, die Ergebnisse auszuwerten und leitfähige Zonen zu identifizieren, die mit wasserführenden Formationen in Verbindung stehen, sowie widerstandsreiche Schichten, die auf Gestein oder trockenes Material hindeuten, und seitliche Veränderungen in der unterirdischen Geologie. Am Ende des Tages hatten sie aus ihren eigenen Felddaten einen vollständigen Satz von Widerstandsmodellen erstellt.
Tag drei: Zusammenfassung und Ergebnisse
Am letzten Tag wurde der gesamte Arbeitsablauf noch einmal von Anfang bis Ende durchgespielt: Zusammenbau, Messung, Verarbeitung und Inversion, wobei Fragen geklärt und die Technik verfeinert wurden. Der Schwerpunkt lag auf der Erstellung von kundenorientierten Ergebnissen: dem Export der verarbeiteten Modelle als KMZ-Dateien zur Überlagerung in Google Earth Pro und der Einbettung der Widerstandsdaten direkt in den geografischen Kontext des Vermessungsstandorts.
Die Testumfrage
Am 27. Mai führte das Team von Curtis seine Vermessung auf dem Trainingsgelände in Maize durch, wobei 16 Linien und 5,7 Kilometer abgedeckt wurden und in etwa einer Stunde über 5.000 einzelne Messungen erfasst wurden. Die Daten wurden in TEMimage verarbeitet, und die daraus resultierenden Widerstandsmessprofile wurden als KMZ-Dateien exportiert, um sie in Google Earth Pro auszuwerten.
Die Modelle zeigen eine deutliche Schichtung im Untergrund auf dem gesamten Gelände: eine flache, widerstandsreiche Schicht nahe der Oberfläche, die in der Tiefe in zunehmend leitfähigeres Material übergeht, was mit gesättigten Sedimentformationen übereinstimmt. Seitliche Unterschiede entlang der Vermessungslinien lassen sich klar erkennen, wodurch festgestellt werden kann, an welchen Stellen sich die geologischen Verhältnisse auf dem Grundstück ändern – Informationen, die direkt Aufschluss darüber geben, wo ein Bohrloch gesetzt werden sollte und wo nicht.
Die Auswirkungen
Für Curtis stellt das tTEM-Verfahren einen wertvollen zusätzlichen Schritt im Bohrprozess dar, noch bevor seine Bohranlage vor Ort eintrifft. Anstatt sich bei der Auswahl eines Bohrstandorts ausschließlich auf ortskundiges Wissen und Aufzeichnungen zu nahegelegenen Bohrlöchern zu verlassen, kann eine Vorbohruntersuchung den Untergrund auf dem gesamten Grundstück kartieren, die vielversprechendsten Ziele identifizieren und georeferenzierte, visuelle Widerstandsmodelle erstellen, die auf Satellitenbilder überlagert und direkt an den Kunden weitergegeben werden können.
Im Sedgwick County, wo die geologischen Verhältnisse variieren und Bohrungen in felsigem Gelände mit erheblichen Kosten verbunden sind, hat die Kenntnis der geologischen Gegebenheiten unter einem Standort vor der endgültigen Standortwahl einen klaren praktischen Nutzen. Besser ausgerichtete Bohrlöcher bedeuten weniger Komplikationen, eine effizientere Nutzung der Bohrzeit und klarere Gespräche mit den Kunden darüber, was der Boden voraussichtlich hergeben wird.
Erforschen. Erkennen. Entdecken.
Das tTEM liefert genaue und zuverlässige Daten, lässt sich leicht an verschiedene Vermessungsanforderungen und Feldbedingungen anpassen und ermöglicht Vermessungen von Flächen von mehreren zehn bis zu mehreren tausend Hektar.
