Technical Report NTB 90-09

Die Tiefbohrung Siblingen wurde durch die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) abgeteuft, um die hydraulischen Eigenschaften des Grundgebirges in der Nordschweiz zu beschreiben und dessen Eignung für die sichere Endlagerung hochaktiver Abfälle zu beurteilen. Der kristalline Abschnitt der Tiefbohrung wurde mit umfassenden hydraulischen Packertests und mit geophysikalischen Methoden untersucht. Zusätzlich wurde das Bohrprofil im Abschnitt zwischen 490 m und 1522 m unter Terrain mit neuentwickelten Fluid Logging-Techniken getestet.

Die in Siblingen angewandten Fluid Logging-Methoden umfassten das Spinner Flowmeter (SF), das Spinner-Packer-Flowmeter (SPF), das Heat-Pulse-Packer­Flowmeter (HPPF) sowie Temperatur- und elektrische Leitfähigkeitsmessungen (T/LF). Der vorliegende Bericht beschreibt die detaillierte Analyse dieser verschiedenen Fluid Logging-Methoden. Die Analyse ermöglicht die quantitative Bestimmung der einzelnen diskreten Zuflüsse zum Bohrloch unter statischen und gepumpten Bedingungen. Ausserdem ermöglicht die elektrische Leitfähigkeitsmessung Zonen mit Zuströmung exakt zu lokalisieren. Mit klassischen Hydraulikgesetzen können diese Messungen zur Bestimmung der Transmissivitäten und in besonderen Fällen zur Erfassung der hydraulischen Potentiale herangezogen werden. Diese Berechnungen wurden für alle geeigneten Datensätze durchgeführt. Vorgängig zur Auswertung der einzelnen Fluid Logging-Datensätze werden die entsprechenden Test- und Analysenmethoden diskutiert.

Ein Vergleich zwischen den verschiedenen Testmethoden wurde mittels einer Zusammenstellung der Resultate (Transmissivitäten, hydraulische Potentiale) vorgenommen. Ebenfalls wurden die Resultate aus dem Fluid Logging mit denjenigen aus den hydraulischen Tests verglichen. Im allgemeinen werden die Transmissivitäten mit den Fluid Logging-Techniken und den hydraulischen Tests gleich geschätzt. Für die vorherrschenden Bedingungen in Siblingen waren die elektrische Leitfähigkeitsmessmethode und die Heat-Pulse-Packer-Flowmeter-Methode die beiden genauesten Fluid Logging-Methoden. Das Fluid Logging ergab hydraulische Potentiale, welche mit denjenigen aus den hydraulischen Tests nicht völlig übereinstimmten, jedoch innerhalb der Variationsbreite der Beobachtungen lagen.

Die Anwendung der Fluid Logging-Methoden zur Beschreibung des kristallinen Gesteins in Siblingen war für die Bestimmung der bedeutendsten Transmissivitätszonen (definiert als Zonen mit einer Transmissivität grösser als 10^-9 m/s) sehr erfolgreich. Zudem konnten mit Hilfe dieser Methoden 13 individuelle Fliesszonen innerhalb des Unteren Kristallins (1'000 bis 1'522 m unter Terrain) mit einer Genauigkeit von ± 1 m identifiziert werden. Die Fluid Logging-Methoden stellen eine konkurrenzfähige Untersuchungsmethode gegenüber den hydraulischen Packertests dar. Sie erlauben eine Minderung der Packertestanzahl Ausserdem ermöglichen die elektrischen Leitfähigkeitsmessungen, den gemessenen Transmissivitäten diskrete Zuflussstellen zuzuordnen.