Abrasivität von Sandsteinen aus dem Süddeutschen Molassebecken

Neben den bereits genutzten Oberjura‐Karbonaten des süddeutschen Molassebeckens stellen die Sandstein‐Horizonte des überlagernden Tertiärs potenzielle mitteltiefe bis tiefe geothermische Reservoire in Bayern dar. Da sich diese in ihren mechanischen Eigenschaften deutlich von den Karbonaten des Oberjura unterscheiden, galt es, sie entsprechend zu untersuchen. Neben der geologisch‐petrografischen Beschreibung von 176 In‐situ‐Proben wurden diese auch hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Verschleiß hervorzurufen, also ihrer Abrasivität untersucht. Diese ist für die Bohrkosten bei der Erschließung geothermischer Reservoire von großer Bedeutung, variiert jedoch deutlich je nach petrografischem Aufbau der Gesteine. Mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) und Dünnschliffauswertung wurde die Mineralzusammensetzung der Gesteine ermittelt. Mit dem daraus abzuleitenden äquivalenten Quarzgehalt (F) und auch dem CERCHAR‐Versuch wurden Abrasivitätskennwerte bestimmt. Neben dem Anteil an schleißscharfen Mineralen beeinflussen deren Korngröße und die Kornbindung der Gesteine die Abrasivität maßgeblich. Der CERCHAR‐Versuch ist die sinnvollste Methode, um an intakten Felsproben die Abrasivität der Gesteine zu ermitteln. Als Ergänzung und insbesondere, wenn bei Tiefbohrungen keine Kern‐, sondern nur Spülproben genommen werden, ist eine detailliertere Untersuchung der Gesteine hinsichtlich deren mineralogischer Zusammensetzung, der Korngröße und der Kornbindungsstärke zu empfehlen.

In addition to the already utilized Upper Jurassic carbonates of the southern German Molasse Basin, the sandstone horizons of the overlying Tertiary represent potential medium‐depth to deep geothermal reservoirs in Bavaria. As their mechanical properties differ significantly from those of the Upper Jurassic carbonates, it was necessary to investigate them accordingly. In addition to the geological‐petrographic description of 176 in‐situ samples, these were also examined regarding their ability to cause wear, i.e. their abrasiveness. This is of great importance for drilling costs in the development of geothermal reservoirs but varies significantly depending on the petrographic structure of the rocks. The mineral composition of the rocks was determined using X‐ray diffraction (XRD) and thin section analysis. Abrasiveness parameters were determined using the equivalent quartz content (FÄ) derived from this and the CERCHAR test. In addition to the proportion of abrasive minerals, their grain size and the grain bonding of the rocks have a significant influence on abrasiveness. The CERCHAR test is the most useful method for determining the abrasiveness of rocks using intact rock samples. As a supplement, and especially when only small cuttings are obtained during deep drilling rather than core samples, a more detailed examination of the rocks regarding their mineralogical composition, grain size and grain binding strength is recommended.