RACOS^®

 

Mit RACOS^® (Rock Anisotropy Characterization On Samples) können die 3D Gebirgsspannungen und deren porendruckbedingten Änderungen sowie dadurch verursachte Deformationen und Modifikationen signifikanter Gesteinsparameter (Porenvolumen, hydraulische Wegsamkeiten etc.) ermittelt werden. Das Verfahren beinhaltet spezielle Bohrkernanalysen mit einem geringen Bedarf an Gesteinsmaterial. Es erfordert keine "Vor-Ort-Aktivitäten" an der entsprechenden Lokation, kann zu jedem Zeitpunkt nach der Kernentnahme durchgeführt werden und setzt auch keine Annahmen bezüglich des Gesteinsverhaltens voraus.

 

Die Analysen beruhen auf Messungen der richtungsbezogenen Ausbreitungscharakteristika von Kompressions- und Scherwellen in belasteten Gesteinsproben zur Bestimmung der Magnituden und Richtungen ihrer Hauptausbreitungsgeschwindigkeiten.

 

Falls der zu untersuchende Bohrkern nicht orientiert entnommen wurde, kann dessen geographische Ausrichtung mit verschiedenen Verfahren ermittelt werden. Eine Reorientierungsmethodik beruht auf der Analyse der visko remanenten Magnetisierung des Gesteins. Ein weiteres Verfahren beinhaltet den Vergleich der gescannten Kernoberfläche mit Abbildungen der geographisch eingeordneten Bohrlochwand. Diese Informationen lassen sich in RACOS^® mit geologischen-tektonischen Daten zum Kernentnahmebereich verifizieren.

 

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Spannungen In RACOS® wird der effektive 3D Spannungszustandes zum Zeitpunkt der Kerngewinnung durch spezielle Analysen von Änderungen der Gesteinsstrukturen bei der Entnahme aus dem Gebirgsverbund direkt ermittelt. Durch Verknüpfung dieser Parameter mit den Porendrücken und den (mittels Deformationsanalysen bestimmten) Porendruckwirksamkeiten erfolgt dann die Berechnung der totalen Spannungen. Weiterhin lassen sich auch effektive Paläospannungen ermitteln. Mit RACOS® lassen sich auch die zu erwartenden porendruckbedingten Änderungen der Gebirgsspannungen kalkulieren.

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Deformationen Dazu werden neben den Schallwellengeschwindigkeiten der belasteten Gesteinsproben auch deren Porositäten und Dichten im unbelasteten Zustand gemessen. Zur Kalibrierung und Überprüfung der Analysedaten erfolgt außerdem die Messung der belastungsbedingten axialen Deformation an einem Plug.   ● Elastische Deformationen und Porendruckwirksamkeiten Die belastungsabhängigen elastischen Deformationsparameter werden auf der Basis der Elastizitätstheorie in RACOS® aus den gemessenen belastungsabhängigen Ausbreitungsgeschwindigkeiten der elastischen Wellen sowie den jeweiligen Gesteinsdichten ermittelt. Daraus lassen sich direkt die elastischen Deformationsanteile sowie die Porendruckwirksamkeiten berechnen.   ● Gesamtdeformationen Die Ermittlung der Gesamtdeformationen erfolgt in RACOS® auf der Basis der gemessenen belastungsabhängigen Kompressionswellengeschwindigkeiten sowie der initialen Probendichten und Porositäten. Daraus werden zunächst die belastungsbedingten Porositätsänderungen berechnet. Die Bestimmung der 3D Deformationen des Gesteins und seines Porenraumes erfolgt dann durch Verknüpfung dieser Daten mit den aus den Ausbreitungscharakteristika elastischer Wellen abgeleiteten Deformationsparametern der festen Gesteinsbestandteile (Gesteinsmatrix).

 

Für weitere Informationen zu RACOS^® siehe:

Racos^®-Info
Braun, R.; Jahns, E. & Stromeyer, D.: Ermittlung von Gebirgsstrukturen und -belastungen. Erdöl Erdgas Kohle, Vol 115, No.4, S. 191-197, 1999
Braun, R.: Predicting Production Induced Changes in Reservoirs. OIL GAS European Magazine, 3/2006, pp OG124 - OG129
Braun, R.: A Commonly Neglected Factor in Rock Mass and Borehole Stability. OIL GAS European Magazine, 2/2007, pp. OG79 - OG82

Braun, R.: Consideration of 3D Rock Data for Improved Analysis of Stability and Sanding. OIL GAS European Magazine, 2/2008, pp. OG64 - OG68

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

Braun, R.: Critical Borehole Orientations - Rock Mechanics Aspects. OIL GAS European Magazine, II/2010, pp. OG75 - OG79