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Technical Report NTB 93-05

Hydrological Investigations at Wellenberg: Hydraulic Packer Testing in Boreholes SB3, SB4 and SB6 Methods and Field Results

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Der Standort Wellenberg im Kanton Nidwalden, in der Zentralschweiz gelegen, wird zur Zeit als mögliche Lokation für die Endlagerung kurzlebiger schwach- und mittelaktiver Abfälle untersucht. Insgesamt wurden bis 1993 am Standort Wellenberg fünf Tiefbohrungen abgeteuft. Dieser Bericht beschreibt die hydraulischen Packertests, die in drei dieser Bohrungen (SB3, SB4 und SB6) zwischen Juni 1990 und Dezember 1991 durchgeführt wurden.

Insgesamt wurden 63 Einfach- und Doppelpackertests durchgeführt sowie analysiert. Hauptziele der Testarbeiten waren die Ermittlung der hydraulischen Druckhöhe und der hydraulischen Durchlässigkeit. 14 Tests wurden primär zur Probenahme von Grundwasser geplant und ausgeführt. Bei der Planung, der Durchführung sowie den Interpretationen der Tests wurde das erwartete Auftreten von Methan im Gebirge in situ berücksichtigt.

Das für die Testarbeiten eingesetzte Equipment beinhaltete ein «hydrologisches Testtool» der Firma Baker/Lynes. Eine Moyno-Pumpe diente als hauptsächliches Pumpsystem zur Durchführung von Fördertests. Für die Injektionstests wurden Pumpen der Firmen Grundfos und Shimadzu eingesetzt.

Ein horizontaler Gasabscheider wurde benutzt, weil mit dem Auftreten von Methangas während der Testarbeiten gerechnet wurde. Weiterhin stand ein mit den EDV-gestützten Datenakquisitionsgeräten verbundenes Durchflussmengenmesssystem zur Verfügung.

Die Analyse der Testdaten erfolgte unter Einsatz der Sofwarepakete «Interpret» und «Interpret/2» für die Auswertung transienter Drucktests. Dem Einsatz der Analysemethoden, die auf der konstanten Rate basieren für die Analyse der diskontinuierlichen Testsequenzen (wie slug und pulse Tests) und Testsequenzen mit konstantem Bodenfliessdruck wurde besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Die geringen hydraulischen Durchlässigkeiten der getesteten Bohrlochabschnitte können zu Mehrdeutigkeiten bei der Testauswertung führen. Um den Bereich möglicher Fehler der Auswertung abschätzen zu können, wurden für ausgewählte Testabschnitte Sensitivitätsanalysen durchgeführt. Untersucht wurde der Einfluss der Bohrlochgeschichte und der Eingangsparameter auf die Analysenergebnisse.

Für alle getesteten Intervalle wurden vorläufige Analysen erstellt. Detaillierte Auswertungen wurden für 28 ausgewählte Intervalle durchgeführt und in jeweils eigenständigen Berichten dokumentiert. Die Ergebnisse beider Analysenmethoden (vorläufig und detailliert) sind in diesem Bericht enthalten. Repräsentative Daten, Analysen und Ergebnisse sind für alle durchgeführten Tests im Anhang zusammengestellt.

Die ermittelten hydraulischen Durchlässigkeiten variieren für die Valanginienmergel zwischen 10-13 und 10-7 m/s. Höhere hydraulische Durchlässigkeiten (bis 10-6 m/s) wurden in den höheren Bereichen der Bohrungen SB3 und SB4 in den Mergel- und Rutschmasse-Formationen gemessen. Artesische Bedingungen herrschten in den höheren Bereichen aller Bohrungen sowie der untersten Zone der Bohrung SB3 vor. In den Bohrungen SB3 und SB4 lag die hydraulische Druckhöhe für grosse Bohrlochsbereiche mehrere hundert Meter unter der Geländeoberkante.

Die Anwesenheit von Gas in der Formation der Valanginienmergel wurde bestätigt, die angetroffenen Gasmengen waren jedoch viel geringer als ursprünglich erwartet.

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