Petrophysik

Petrophysik ist ein Teilgebiet der Geowissenschaften, das die physikalischen Eigenschaften von Gestein und den darin enthaltenen Fluiden untersucht. Ziel ist es, die Beschaffenheit eines Lagerraums zu beschreiben und Rückschlüsse auf Lagerstättenparamter wie Porosität, Permeabilität und Fluidgehalte zu ziehen. Die Disziplin verbindet Geologie, Physik, Chemie und Ingenieurwesen und spielt eine zentrale Rolle in der Exploration, Bewertung und Produktion von Bodenschätzen sowie in der Hydrogeologie und beim CO2-Speichern.

Zu den zentralen Größen der Petrophysik gehören Porosität (Gesamt- und effektive Porosität), Permeabilität, Wassersättigung, Kapillarkräfteschnitt, Dichte und akustische Eigenschaften. Aus Archies Gesetz und verwandten Modellen lassen sich Wasser- und Öl-/Gas-Sättigungen aus Messwerten der elektrischen Resistivität ableiten; bei porösen Tonstein- und Tonmineralensembles kommen Anpassungen wie Waxman-Smits oder Simandoux-Modelle zum Einsatz. Die rock-physics-Sicht verbindet messbare Eigenschaften mit dem zugrunde liegenden Poro- und Fluidgefüge.

Methoden umfassen Laboruntersuchungen an Bohrkernen (Porosität, Dichte, Permeabilität, Kapillarkurven), nicht-destruktive Messungen (NMR, CT-Scanning, Ultraschall) sowie geophysikalische Bohrlochmessungen (Gamma, Neutronenporosität, Dichte, Sonic und Resistivität). Die Ergebnisse werden mithilfe von Rohdaten, Kalibrierungen und geologischen Annahmen zu Reservoirmodellen hochskaliert, um die Reservoirdimensionen, Lagerstättengesundheit und Förderprognosen zu unterstützen.

Anwendungen der Petrophysik umfassen die Exploration, die Reservoircharakterisierung, die Bewertung von Fördermöglichkeiten, Strategien zur Enhanced Oil Recovery sowie CO2-Speicherung und Grundwasseruntersuchungen, stets unter Berücksichtigung von Unsicherheiten und Heterogenität.