KTB Tiefenlabor

Während des KTB Bohrprojekts (1987-1995) wurden zwei tiefe Bohrlöcher gebohrt, die Vorbohrung (KTB-VB, 4 km) und die ultratiefe Hauptbohrung (KTB-HB, 9.1 km), welche nur 200 m voneinander entfernt sind, Abb. 1. Beide Bohrungen sind nahezu vollständig verrohrt. Die beiden Bohrungen durchteufen die metamorphen Gesteine einer herzynischen kontinentalen Kollosionszone, mit den dominierenden Gesteinstypen Paragneise und Metabasite. Die Gesteine haben mindestens zwei paläozoische Metamorphosezyklen und intensive post-orogene Krustenverdickung im oberen Karbon und der oberen Kreide erlebt, Abb. 2. Vorherrschend sind generell steil einfallende Foliation (> 60°) und unterhalb von 5000 m starke bis extreme Bohrlochwandausbrüche. Die KTB-HB hat bis 7400 m eine Abweichung von der Vertikalen < 2°, darunter werden aber typischerweise Werte > 5° und maximal bis zu 20° erreicht. Die KTB-VB hat zumeist eine Abweichung von mehr als 5° und maximal von 11°, Abb. 3. Beide Bohrplätze sind betoniert und somit auch für schwere Lkw zugänglich, Abb. 4.

Die untersten 150 m der Vorbohrung sind unverrohrt. Die gesamten 3850 m darüber sind verrohrt. Die Verrohrung und Zementation gewährleisten eine hydraulische Trennung des offenen Bohrablochschnitts vom darüber liegenden Bereich.

Technische Spezifikationen der KTB-VB Vorbohrung:(Abb.5)

Endtiefe:                                                                              4000.1 m

maximal erreichbare Tiefe:                                         3970 m

verrohrtes Bohrloch:                                                      0 - 3850 m

offener Bohrlochabschnitt:                                         3850 m - Sohle

geogr. Breite:                                                                      49° 48,98' N

geogr. Länge:                                                                      12° 7,16' E

Höhe über NN:                                                                   513,4 m

Spülungsdichte (Gebirgsfluid & Wasser):              ≈ 1020 kg/m3

Druck auf Sohle:                                                              ≈ 40 MPa

Temperatur auf Sohle:                                                  120°C (248°F)

Temperaturgradient:                                                     ≈ 28 K/km

maximale Bohrlochinklination:                                11,5° in 1065 m

Bohrzeit insgesamt:                                                       18-SEP-1987 - 04-APR-1989, 560 Tage

Der 70 m lange, offene, unverrohrte Bohrlochabschnitt im Tiefsten der Hauptbohrung ist nicht mehr für Sonden zugänglich, aber hydraulisch noch angeschlossen. Die HB darf derzeit nur bis 6700 m befahren werden. Darunter befindet sich eine verlorene Sonde samt ca. 4000 m Loggingkabel, was eine Einfahrt in diesen Bereich aus Sicherheitsgründen ausschließt.

Technische Spezifikationen der KTB-HB Hauptbohrung:
(Abb. 5 & Abb. 6)

 Endtiefe:                                                                             9.101 m

zurzeit maximal erreichbare Tiefe:                          6700 m

verrohrtes Bohrloch:                                                     0 - 9031 m

offener Bohrlochabschnitt:                                        9031 m - Sohle

geogr. Breite:                                                                    49° 48' 58,8" N

geogr. Länge:                                                                    12° 07' 19,2" E

Höhe über NN:                                                                 513,8 m

Spülungsdichte (Gebirgsfluid & Wasser):            ≈ 1020 kg/m3

Druck auf Sohle:                                                             ≈ 91 MPa

maximale gemessene Temperatur:                        256°C (493°F) at 9070 m

berechnete Temperatur auf Sohle:                         265°C (509°F)

Temperaturgradient:                                                   ≈ 28 K/km

maximale Bohrlochinklination:                              20° in 8647 m

Bohrzeit insgesamt:                                                     06-OKT-1990 - 12-OKT-1994, 1468 Tage

 

 

Experimente, Erprobungen und Tests in den einzigartigen Bohrungen des KTB-TL können unter denkbar günstigen logistischen Konditionen erfolgen. Da keine Bohranlagenkosten anfallen, sind auch Langzeitversuche zu geringen Kosten realisierbar.

Gerätschaften zur Durchführung von Standard-Loggingeinfahrten kann vom GFZ Potsdam zur Verfügung gestellt werden. Die Logging Infrastruktur umfasst zwei Loggingwinden, Loggingsonden, diverse Kabelköpfe, verschiedene Sondenadapter und eine komplett für Loggingsonden ausgestattete Werkstatt. Die Loggingwinden haben beide 7-Ader Kabel mit Längen von derzeit 3600 m bzw. 7200 m. Die Werkstatt kann auch von externen Personal mithilfe eines GFZ Logging-Experten genutzt werden. Die Stromversorgung ist 240 V oder 400 V/50 Hz.

Die Zufahrt zum KTB-TL ist für alle Fahrzeugarten möglich. Die nächste Autobahnauffahrt ist nur 5 km entfernt. Der nächstgelegene internationale Flughafen Nürnberg ist etwa 1,5 Stunden Autofahrt entfernt. Die Flughäfen München und Frankfurt sind etwa 3 bzw. 4 Fahrstunden entfernt. In den beiden naheliegenden kleinen Städten Windischeschenbach und Erbendorf sowie im näheren Umland findet man Hotels unterschiedlicher Kategorien. Das Klima ist allgeimen eher feucht, dabei kalt im Winter (-5 °C) und moderat im Sommer (15 °C).

Das eindrucksvolle Industriedenkmal des 83 m hohen Bohrturms wird teilweise bei den Bohrlochmessungen benötigt, ist aber ansonsten vollständig deaktiviert. Bis auf den Turm selbst wurden 1995 alle Bohrgerätschaften und die Ausstattung des KTB Feldlabors abgebaut. Die im KTB Projekt erbohrten Bohrkerne befinden sich im Kerlager im benachbarten 'Geo-Zentrum an der KTB', siehe www.geozentrum-ktb.de.

Während der mehr als siebenjährigen KTB Bohrphase wurden mehr als 200 verschiedene Messungen und Versuche durchgeführt. Die meisten der dabei gewonnenen Daten sind online verfügbar.

Einen Überblick der zwischen 1996 und 2006 im KTB-TL durchgeführten Experimente findet man hier.

Die Nutzung der Infrastruktur einschließlich der Bohrungen ist kostenlos für akademische Forschungsprojekte. Das GFZ Personal hilft bei Planung und Ausführung von Experimenten. Da das KTB-TL nicht mehr permanent besetzt ist, müssen vom jeweiligen Projekt die Reisekosten des GFZ Personals aus Potsdam bezahlt werden. Weiterhin natürlich alle anfallenden Verbrauchsmaterialien, Dienstleistungen von Dritten, sowie Strom- und Wasserkosten bei mehr als normalem Bedarf.

Für kommerzielle Nutzer, z.B. Servicefirmen, Sondenhersteller etc., fallen Nutzungskosten abhängig von Dauer und Einfahrtiefe an.

Anschrift KTB

KTB-Tiefenlabor
Am Bohrloch 2
92670 Windischeschenbach
Germany

Kontakt

Jochem Kück
Wissenschaftler
Dipl.-Geophys. Jochem Kück
Zentrum für Wissenschaftliches Bohren
Telegrafenberg
Gebäude A 69, Raum 306
14473 Potsdam
+49 331 288-1087
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