Zur Analyse von Slug Tests in geklüfteten Gesteinen. Indikationen auf pseudoplastische Kluftströmungsprozesse (Deutsch)

Eigenschaften von Gesteinen und Böden. Ermittlung und Bewertung(Vorträge zum 49. Berg- und Hüttenmännischen Tag 1998 in Freiberg)
TU Bergakademie , Freiberg; 1998

Im Rahmen der Durchführung von Slug Tests in stark verwitterten und feinstgeschichteten bzw. geklüfteten Formationen haben wir anomale Reaktionen des Grundwasserleiters beobachtet, die sich einer Analyse mit konventionellen Auswertungsmethoden entziehen. Prädiktionen klassischer linearer Modellvorstellungen sagen für mit der Anfangsauslenkung normierte, überkritisch gedämpfte Systemreaktionen eine Unabhängigkeit der Reaktionsverläufe von der gewählten Anfangsauslenkung voraus. Um das beobachtete Systemverhalten zu untersuchen, wurde ein nichtlineares Modell entwickelt, das den geklüfteten Grundwasserleiter als double permeability Formation abbildet. Die Strömung innerhalb des Brunnens wird unter Berücksichtigung von turbulenten Reibungsverlusten und Trägheitseffekten über den Erhaltungssatz der mechanischen Energie des Wassers im Bohrloch beschrieben. Der Einsatz des Modells liefert Hinweise darauf, daß die beobachteten Slug Test - Anomalien durch pseudoplastische Kluftströmungsprozesse und damit durch deutliche Viskositätsänderungen des Formationsfluides während der Testphasen verursacht werden. In den erkundeten, weichen Feinsttonschichten bzw. Klüften des Festgesteins sind suspendierte Teilchenfrachten mobilisiert. Solche gelösten Tonpartikel haben eine plättchenförmige Gestalt und sind elektrisch geladen, so daß das Anlegen extremer Kräfte bei hinreichend hoher Partikelkonzentration ein mit Einregelungsprozessen der Partikel verknüpftes strukturviskoses Verhalten des Formationsfluides erwarten läßt. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, daß in einem Brunnen mindestens zwei Slug Tests mit deutlich unterschiedlichen Anfangsauslenkungen durchgeführt werden sollten, um die hier diskutierten Anomalien zu erkennen.

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