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Öl-Prospektion Archives - STS Switzerland (DE)
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Öl-Prospektion unter dem Meeresboden

Öl-Prospektion unter dem Meeresboden

Die Wissenschaft hat ein genaueres Bild der Marsoberfläche als vom Meeresgrund. Genaue Kenntnisse der Beschaffenheit und der Gestalt des Bodens unter Wasser sind aus einer Vielzahl Gründen nötig, darunter die Sicherheit des Schiffsverkehrs, Forschungszwecke (Archäologie, Meereskunde) sowie Explorationszwecke. Dazu gehört auch das Erforschen von Ölvorkommen unter dem Meeresboden.

Um mögliche Ölvorkommen unter den Ozeanen zu identifizieren, muss die geologische Beschaffenheit des Meeresbodens analysiert werden. Da es sich dabei in der Regel um schwer zugängliche Gebiete in grosser Tiefe handelt, wird der Meeresboden mithilfe von Schall kartografiert. Dieses Verfahren bezeichnet man als Reflexionsseismik.

Öl-Prospektion mit Reflexionsseismik-Verfahren

In der Reflexionsseismik werden künstlich erzeugte seismische Wellen untersucht. Diese Wellen breiten sich unter Wasser aus und werden ähnlich eines Lichtstrahls an optischen Grenzen teilweise gebrochen und reflektiert, sobald sie auf Schichtgrenzen treffen. Dabei gilt, dass der Anteil der an der Grenzfläche reflektierten Welle von der Geschwindigkeit sowie Dichteunterschieden unter den angrenzenden Schichten abhängig ist. Diese reflektierten Wellen gelangen zurück zur Wasseroberfläche. Sowohl Energie als auch der zeitliche Einsatz der Wellenbewegung werden von Geophonen aufgenommen. Wenn die aufgezeichneten Daten verarbeitet sind, wird ersichtlich, in welcher Tiefe die jeweiligen Schichtgrenzen anzutreffen sind.

Die gebräuchlichste Methode der Reflexionsseismik ist die Common-Midpoint-Methode (CMP). Dabei geht es darum, eine Reihe von Spuren zu erhalten, die vom selben Mittelpunkt reflektieren. Diese Spuren werden anschliessend gestapelt. Dafür ist vorher eine Laufzeitkorrektur notwendig, die als Normal Move Out bezeichnet wird. Dabei werden die verschiedenen Reflexionspunkte der Spuren so korrigiert, dass sie in der Stapelsektion zur richtigen Zeit und an der korrekten Position erscheinen.

Common-Midpoint-Methode: Akkurate Druckmessung erforderlich

In der Praxis der Öl-Prospektion wird ein speziell ausgerüstetes Schiff genutzt, das mehrere Messkabel, in diesem Fall Streamer genannt, hinter sich herzieht. Diese Streamer können mehrere Kilometer lang sein. An diesen Streamern befinden sich in regelmässigen Abständen Hydrophone zur Aufzeichnung der reflektierten Wellen. Zur Erzeugung der Wellen wird eine Schallquelle am Anfang des Streamers angebracht. Um möglichst korrekte Ergebnisse zu erlangen, ist die Kenntnis der genauen Position (Tiefe) der Hydrophone unerlässlich. Zu diesem Zweck ist jedes einzelne Hydrophon mit einer Druckmesszelle ausgestattet.

Abbildung 1: Beispiel einer Druckmesszelle für die Reflexionsseismik Anwendung

Bei der Öl-Prospektion unter dem Meeresboden wird die Positionsbestimmung der Hydrophone oftmals von Messzellen aus dem Hause STS geleistet. Da bei dem aufwendigen und rechenintensiven Verfahren absolute Präzision gefragt ist, muss die eingesetzte Messtechnik hohen Anforderungen entsprechen. Da die Streamer sich nur wenige Meter unter der Wasseroberfläche befinden, muss die Messzelle Drücke von 0 bis 15 bar abbilden können. Durch die Nähe zur Wasseroberfläche liegt der tatsächliche Messbereich bei bis zu 2 bar (absolut). Die geforderte Genauigkeit beträgt in diesem Bereich weniger als 0,3 Prozent Gesamtfehler.

Weitere Anforderungen, die STS bei der Entwicklung der Messzellen gemäss Kundenwunsch erfüllte, waren einerseits die geringen Abmessungen von 12 mm x 13,8 mm. Darüber hinaus kommt es beim Stillstand des Schiffes zum Absinken der Hydrophone. Um den Drücken in grosser Tiefe standhalten zu können und weiterhin funktionsfähig zu bleiben, müssen die Messzellen einen Überlastdruck von 100 bar aushalten. Da es sich um eine Salzwasseranwendung handelt, wird für das Gehäuse der Druckmesszelle Titan verwendet.

 

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