Marine Biogeochemie

SUGAR Teilprojekt A3 Bohrtechnologie

Das MeBo ist ein transportables Bohrgerät, das mit einem stahlarmierten Spezialkabel auf den Meeresgrund abgesetzt wird und dort vom Schiff aus ferngesteuert operiert.

Im Teilprojekt A3 sollen Bohrgeräte mit Autoklav-Technologie zur Beprobung von Hydratvorkommen entwickelt und eingesetzt werden.

Zur Bewertung der Qualität einer Gashydrat-Lagerstätte, die die Verteilung der Gashydrate innerhalb der Vorkommen sowie die zu ermittelnden Gashydrat-Konzentrationen berücksichtig, ist der Einsatz von Bohrtechnologie unerlässlich. Da Gashydrate sich bei der Druckentlastung und Erwärmung im Bohrstrang zersetzen und das frei werdende Gas sich verflüchtigt, ist zum Erhalt der Gashydratproben eine spezielle Autoklav-Bohrtechnologie notwendig, die eine Quantifizierung des Methanhydrats ermöglicht.

Methoden
Bohr-Technologie

Zwei Entwicklungslinien, mit denen Gashydrat- Bohrkerne mit Autoklav-Technologie unter in-situ Bedingungen gewonnen werden sollen, werden im Rahmen von SUGAR verfolgt. Die Linien zielen auf unterschiedliche Einsatzbedingungen:

In der ersten Linie soll für das am MARUM in Bremen entwickelte, transportable Meeresboden-Bohrgerät (MeBo) eine Autoklav-Technologie entwickelt und in das System integriert werden. Das MeBo, das von konventionellen Schiffen ohne Bohrturm in Wassertiefen von bis zu 2000 m eingesetzt wird, kann zurzeit Kerne aus Lockersedimenten und Festgestein von bis zu 50 m Länge gewinnen.

Die zweite Linie zielt auf die Entwicklung eines vorschubkontrollierten, in weichen Sedimenten und in Gashydraten einsetzbaren Autoklav-Kernbohrsystems mit zugehöriger Bohr-Technologie zur formationsunabhängigen Beprobung. Dieses System unterliegt weder bei der Wassertiefe noch bei der Mächtigkeit der zu beprobenden Schichten irgendwelchen Limitierungen. Der Einsatz dieses Systems wird an ein Bohrschiff gebunden sein.

Die Entwicklung beider Linien ermöglicht es, bei der Gashydratbeprobung über jeweils auf die Bedingungen und Anforderungen der Sedimente und Gashydrate angepasste Technologien zu verfügen.

Autoklav-Technologie

Eine wichtige Vorraussetzung für die Untersuchung natürlicher Gashydrate unter in situ-Bedingungen, ist der Erhalt der am und im Meeresboden herrschenden Druck- und Temperaturverhältnisse. Um diese Bedingungen zu konservieren werden Autoklav-Kerngeräte eingesetzt. Die Bearbeitung der gewonnenen Druckkerne umfasst:

  • Non-destruktive Visualisierung des Sediments mittels computertomographischer Analyse
  • Kontrollierte Druckentlastung zur Quantifizierung des realen Gasinventars
  • Entnahme von Gasproben für weiterführende Analysen

Literatur

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Journal/Proceedings

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DOI/URL

Abegg, F., Hohnberg, H.J., Pape, T., Bohrmann, G. & Freitag, J.

Development and application of pressure-core-sampling systems for the investigation of gas- and gas-hydrate-bearing sediments

2008

Deep-Sea Research Part I-Oceanographic Research Papers
Vol. 55(11), pp. 1590-1599 

article

DOI  

Dickens, G.R., Paull, C.K. & Wallace, P.

Direct measurement of in situ methane quantities in a large gas-hydrate reservoir

1997

Nature
Vol. 385(6615), pp. 426-428 

article

 

Heeschen, K., Haeckel, M., Hohnberg, H.-J., Abegg, F. & Bohrmann, G.

Pressure coring at gas hydrate-bearing sites in the eastern Black Sea off Georgia

2007

Geophysical Research Abstracts
Vol. 9(03078) 

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URL 

Heeschen, K.U., Hohnberg, H.J., Haeckel, M., Abegg, F., Drews, M. & Bohrmann, G.

In situ hydrocarbon concentrations from pressurized cores in surface sediments, Northern Gulf of Mexico

2007

Marine Chemistry
Vol. 107(4), pp. 498-515 

article

DOI  

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