Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

System für experimentelle Petrophysik - SEPP

Die Messung der physikalischen Eigenschaften von Gesteinen unter simulierten “in-situ”-Bedingungen im Labor ist entscheidend für eine umfassende Charakterisierung natürlicher geologischer Reservoire. Die Langzeitdurchströmungsapparatur SEPP besteht aus insgesamt 6 temperierten Öldruckkammern inklusive Probenaufbauten, die kombinierte Messungen von P- und S-Wellengeschwindigkeit, komplexer elektrischer Leitfähigkeit (leckstromfreie 4 Pol-Messungen) und Permeabilität an Gesteinszylindern (d = 25/ 30 mm, lmax = 60 mm) erlauben. Wird zwischen Probe und unterem Meßkopf zusätzlich eine hydrophile poröse Membran eingesetzt, kann der Aufbau auch zur Bestimmung von Kapillardruckkurven (drainage/ imbibition) verwendet werden. Probenhalter/ Messköpfe aus Hastelloy C276 ermöglichen den Einsatz von stark korrosiven Porenflüssigkeiten wie Solen und schwachen Säuren. Zusätzlich ist in den unteren Verschlußstopfen des Druckbehälters ein hydraulischer Stempel integriert, mit dem die zu untersuchende Probe unter bi-axialen Spannungsbedingung gesetzt werden kann.

Die Druckbehälter sind für einen maximalen Umschließungsdruck von 60 MPa bei einer Arbeitstemperatur von 150 °C ausgelegt und ermöglichen somit Experimente unter simulierten Bedingungen von Untergrundspeichern in 1000 – 3000 m Tiefe. Generell können Testbedingungen in einem Temperaturbereich von -20 bis 200 °C (bei entsprechend niedrigerem Umgebungsdruck) angelegt werden. Zur Temperierung sind die Druckbehälter entweder mit einem Kühlmantel oder einer ölgefüllten Heizmanschette ausgestattet. Das Porenfluidsystem für Langzeitdurchströmungsversuche ist für einen maximalen Porendruck von 40 MPa dimensioniert. Zur Durchführung von Kapillardruckexperimenten kann das Injektionssystem durch eine Verdränger-Spindelpumpe (pmax = 30 MPa, Tmax = 150°C) ersetzt werden.

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