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Seismische Exploration für tiefe Geothermie

Hrsg.: Hartwig von Hartmann; Thies Beilecke; Hermann Buness; Patrick Musmann; Rüdiger Schulz; BGR: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

2015. 271 Seiten, 171 Abbildungen, 7 Tabellen, 21x29cm, 1280 g
Language: Deutsch

(Geologisches Jahrbuch Reihe B, Band B 104)

ISBN 978-3-510-96850-3, gebunden, price: 39.90 €

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Keywords

Angewandte GeophysikProspektionGeothermische EnergieSeismische VermessungDatenerfassungtiefe geothermie

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Das Handbuch Seismische Exploration für tiefe Geothermie erläutert die Grundlagen bzw. Methoden der seismischen Exploration bei der Suche nach Reservoiren für die hydrothermale Nutzung in Deutschland. Ziele der hydrothermalen Exploration in Deutschland sind tief liegende Sedimentsysteme, für deren Erkundung die Seismik die geeignetste geophysikalische Methode darstellt. Durch die zunehmende Anwendung dreidimensionaler Messungen ist heute eine sehr detaillierte Erfassung des Untergrundes möglich.

Um das erforderliche Verständnis für die seismische Exploration und deren Ergebnisse zu erleichtern, werden die wichtigsten Grundlagen dargelegt. Planung und Durchführung von seismischen Messungen sind komplex; sie werden in Grundzügen in diesem Buch aufgezeigt. Der Weg von den Messdaten zu einem geologischen Modell erfordert zahlreiche Annahmen, Datenbearbeitungsschritte und Interpretationstechniken. In sieben Kapiteln werden diese Themen übersichtlich vorgestellt. Das erste Kapitel des Handbuches charakterisiert die geologisch geeigneten Gebiete für eine hydrothermale Nutzung in Deutschland. Die Kapitel 2 und 3 befassen sich mit den seismischen Grundlagen und Messsystemen. Es folgen zwei Kapitel über den Aufbau von seismischen Messungen und die seismische Datenbearbeitung. Kapitel 6 gibt einen Überblick über seismische Interpretationsmethoden und geht auf die Unterschiede in den einzelnen Regionen ein. Den Abschluss bildet ein Überblick über die Kosten von seismischen Messungen samt Darlegung von Einsparpotenzialen unter Beibehaltung der aufgeführten Qualitätsmerkmale.

Synopsis top ↑

The manual for "Seismic Exploration for Deep Geothermal Energy" introduces the principles of seismic exploration applicable to the search for reservoirs for hydrothermal exploitation in Germany. Targets for hydrothermal exploitation in Germany are deep sedimentary systems which are best explored geophysically using seismic approaches. Very detailed mapping of underground structures is now possible thanks to the increasing use of three dimensional imaging techniques.

A presentation of the most important principles involved simplifies the understanding of seismic exploration and its findings. The planning and implementation of seismic surveys is a highly complex endeavor – this manual presents the main parameters and terminology. There are many data processing steps and interpretation techniques involved along the way from the acquisition of seismic data to the creation of a geological model. These aspects are presented in a comprehensible way in the seven chapters.

The first chapter of the manual presents the geologically suitable regions for hydrothermal exploitation in Germany. Chapters 2 and 3 look at the seismic principles and measurement systems. The next two chapters discuss the individual aspects involved in seismic surveying and seismic data processing. Chapter 6 provides an insight into the seismic interpretation methods, and looks at the differences in the highlighted regions. The final chapter gives an insight into the cost structures involved in seismic surveys, and the areas where savings are possible without compromising the quality standards.

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Geothermische Energie 13
1.1 Einleitung 13
1.2 Geothermische Systeme 15
1.3 Geologische Rahmenbedingungen in Deutschland 20
1.4 Geothermische Anlagen 30
1.5 Explorationsmethoden 35
2 Seismische Grundlagen 39
2.1 Seismische Wellen 42
2.2 Petrophysikalische Parameter 46
2.3 Seismische Spur 48
2.4 Seismische Auflösung 50
2.5 Mehrfachüberdeckung 52
2.6 Durchführung der seismischen Erkundung 58
3 Seismische Messsysteme 61
3.1 Seismische Quellen 62
3.1.1 Parameter 62
3.1.2 Sprengungen 64
3.1.3 Seismische Vibratoren 66
3.1.4 Vergleich zwischen seismischem Vibrator und Sprengung 70
3.2 Seismische Empfänger 71
3.2.1 Geophone 71
3.2.2 Beschleunigungsmesser 72
3.3 Messapparaturen 73
3.3.1 Digitalisierung 73
3.3.2 Komponenten der Aufzeichnungssysteme 74
3.4 Aufzeichnungsformate 77
4 Messgeometrie 81
4.1 Grundsätzliches zur Geometrie einer seismischen Messung 81
4.1.1 Randbedingungen für die Messgeometrie 81
4.1.2 Geometrie der Empfängerlinien 83
4.1.3 Geometrie der Quelllinien 83
4.2 Anordnung von Geophonen und Quellen 84
4.2.1 Räumliches Erfassen von Signalen 84
4.2.2 Filtern von räumlichen Aliaseffekten mithilfe von linearen Pattern 85
4.2.3 Filtern von räumlichen Aliaseffekten mithilfe von flächigen Pattern 87
4.2.4 Quellpattern 92
4.2.5 Geophonpattern 93
4.3 Geometrieparameter einer seismischen 2D-Messung 93
4.3.1 Nominelle Geophon- und Schussgruppenabstände 93
4.3.2 Profillänge 95
4.3.3 Offset 96
4.3.4 Bins 97
4.3.5 Überdeckung 100
4.3.6 Migrationsapertur 101
4.4 Geometrieparameter einer seismischen 3D-Messung 102
4.4.1 Nominelle Geophon- und Schussgruppenabstände 104
4.4.2 Länge der Profile 104
4.4.3 Offset 105
4.4.4 Bins 108
4.4.5 Überdeckung 110
4.4.6 Migrationsapertur 112
4.4.7 Azimut 112
4.4.8 Linienabstände 116
4.4.9 Beispiel für die Wirkung ausfallender Überdeckung 117
4.5 Footprints 119
4.5.1 Ursachen von Footprints 120
4.5.2 Vermeidung von Footprints 121
5 Seismische Datenbearbeitung 125
5.1 Standard-Processing 126
5.2 Vom Daten-Input zur ersten Darstellung 129
5.2.1 Laden der Daten 129
5.2.2 Zuweisung der Geometrie 129
5.2.3 Editieren 130
5.2.4 Amplitudenbearbeitung 130
5.2.5 Dekonvolution 132
5.2.6 Frequenzfilterung 136
5.2.7 Rohstapelung 137
5.3 Korrekturen 138
5.3.1 Statische Korrektur 138
5.3.2 Mute 139
5.3.3 Geschwindigkeitsanalyse und NMO-Korrektur 140
5.3.4 Reststatische Korrektur 145
5.3.5 DMO-Korrektur 146
5.4 Stapelung 147
5.5 Migration 149
5.5.1 Wirkungsweise der Migration 149
5.5.2 Pre- und Poststack-Migration 153
5.6 Postprocessing 156
5.7 Spezielle Bearbeitungsverfahren 158
5.7.1 CRS-Methode 158
5.7.2 Poststack-Inversion 161
5.7.3 AVO-Analysen 163
5.7.4 Elastische Inversion 166
5.8 Processingbericht und Archivierung 167
6 Seismische Interpretation 169
6.1 Methoden der Interpretation 169
6.1.1 Aufgaben der Interpretation 169
6.1.2 Interpretation von Horizonten 172
6.1.3 Interpretation von Störungen 174
6.1.4 Seismische Signaturen 177
6.1.5 Seismische Attribute 179
6.1.6 Seismische Inversion 188
6.1.7 Geokörper 190
6.2 Beispiele aus den Messgebieten 192
6.2.1 Strukturen 192
6.2.2 Fazies 199
6.3 Zeit-Tiefen-Konversion 204
6.3.1 Messungen der seismischen Geschwindigkeiten im Bohrloch 205
6.3.2 Tiefenstreckung – Tiefenwandlung 207
6.4 2D- / 3D-Messungen 208
6.5 Reservoirbewertung 211
6.5.1 Störungen und Klüfte 212
6.5.2 Fazies 214
6.5.3 Karst 215
6.5.4 Zusammenfassende Bewertungen 217

Kurzbeschreibung top ↑

Das Handbuch Seismische Exploration für tiefe Geothermie erläutert die Grundlagen bzw. Methoden der seismischen Exploration bei der Suche nach Reservoiren für die hydrothermale Nutzung in Deutschland. Planung und Durchführung von seismischen Messungen sind komplex; sie werden in Grundzügen in diesem Buch aufgezeigt.