Deformationen

 

Die Deformationen werden durch Änderungen der effektiven Spannungen hervorgerufen, die beispielsweise aus Variationen des Porendrucks resultieren. Die kompletten 3D Deformationsparameter lassen sich mit dem Analysepaket RACOS^® ermitteln. Das ermöglicht auch die Bestimmung der Auswirkungen von Deformationen auf ökonomisch relevante in situ Parameter. Dabei wird gleichzeitig zwischen den reversiblen und irreversiblen Verformungskomponenten unterschieden.

Die Spannungs-Verformungsmessungen in klassischen gebirgsmechanischen Tests können ebenfalls zur Bestimmung der Deformationen (meist aber nur in einzelnen Richtungen) genutzt werden.

 

►	Porenvolumen Das Gestein besteht aus Festkörperbestandteilen mit dazwischen liegenden Hohlräumen. Deren Gesamtheit bildet das Porenvolumen. Die Deformationen des Gesteins bewirken deshalb auch immer Veränderungen des Porenraumes und damit der verfügbaren Speicherkapazität.
►	Permeabilität Die Strömungswege innerhalb eines Gesteins beruhen auf der Existenz miteinander verbundener Hohlräume (Poren, Spalten, Risse etc.). Infolge von Deformationen werden die Querschnitte der Fließwege und damit die Permeabilitäten geändert.
►	Vertikaldeformationen Die Deformationen infolge von Porendruckänderungen in porösen Schichten können sich bei bestimmten Randbedingungen als Hebungen/Senkungen bis zur Tagesoberfläche auswirken.

 

Die Intensität der Deformationen hängt sowohl von dem jeweiligen Gesteinsaufbau als auch von den Änderungen der effektiven Spannungen ab (siehe Spannungen).

 

 

Die gesamten Deformationen setzen sich aus irreversiblen (bleibenden) und reversiblen (elastischen) Anteilen zusammen. Bei Belastungsänderungen überwiegen in der Regel die irreversiblen Komponenten. Daraus resultieren bleibende Änderungen des Speichervolumens, der Permeabilität etc.. Bei zyklischen Variationen des Porendruckes (und damit der effektiven Spannungen) innerhalb eines gegebenen Belastungsbereichs dominieren dann zunehmend die elastischen Komponenten.

 

Für weitere Informationen zum Deformationsverhalten poröser Gesteine siehe:

Braun, R.: A method for analysing the deformation of anisotropic rocks. Proceedings of the 7. International Congress on Rock Mechanics, pp 431 - 432, Aachen 1991

Braun, R.; Stammnitz, T.;Schelle, H.;Stromeyer, D.: A laboratory method for analyzing the pore volume change. Proceedings of the 7. International Congress on Rock Mechanics, pp 433 - 435, Aachen 1991

Braun, R.; Stromeyer, D.: Abstraktes Modell der Gebirgsdeformation. Neue Bergbautechnik, Vol 22, No 2, S. 46 - 50, 1992

Braun, R.: Predicting Production Induced Changes in Reservoirs. OIL GAS European Magazine, 3/2006, pp. OG124 - OG129

Braun, R.; Jahns, E.: Cracking and compaction behaviour of sandstone. SPE/ISRM 47377

Braun, R.: Reservoir Pressure and Mechanical Integrity of the Overburden. Erdöl Erdgas Kohle, Vol. 125, No.11, S. 427-432, 2009