Arbeitsbericht NAB 20-30

Petrophysical Log Analyses of Deep and Shallow Boreholes: Methodology Report

Résumé

During stage 2 of the "Sachplan Geologische Tiefenlager" (SGT), three potential siting regions (Jura Ost, Nördlich Lägern and Zürich Nordost) have been chosen for a detailed site investigation programme during stage 3 of the SGT to assess their suitability for the safe disposal of radioactive waste in Switzerland. Currently, a large-scale investigation programme is in place including drilling several deep boreholes to characterise the rocks of the Mesozoic (and partly also the upper Paleozoic) sedimentary sequence within the siting regions. An elaborate measurement and sampling programme will be performed, including the acquisition of petrophysical logs in the borehole and along cores and samples for laboratory measurements. In addition, logging and laboratory data from several already existing boreholes (deep boreholes as well as shallow geothermal boreholes so-called "Erdwärmesondenbohrungen" EWS) are available.

Next to other parameters, the mineralogy (and here especially the clay mineral content) and porosity of the rocks are of main importance for the site characterisation. This report presents the methodology used for the analysis of petrophysical logs for all existing and newly acquired data from boreholes to calculate the aforementioned mineralogical content and continuous porosity profiles.

The workflow presented here will be used for any subsequent log interpretation performed for Nagra in SGT stage 3 and will be referred to in each documentation of the interpretation results. If any deviation from this workflow is necessary, it will be explained in detail in the report(s) accompanying the log interpretation results.

The aim of the petrophysical log analysis is the elaboration of a continuous profile for formation porosities and detailed mineralogical compositions. The reliability of the interpreted data will depend on the quantity and quality of log datasets or any other continuous or non-continuous measurements suitable for the workflow presented here.

The log interpretation is calibrated on core data (mineralogy, porosity) – where available – which will also be explained in detail in the following chapters.

This methodology report will use data from a previous study from the Benken borehole to provide examples of the workflow. As such, it is not intended to deliver the results of the Benken log analysis results. Also note that the stratigraphy, especially formation names, used in the composite plots shown in this report in the examples from the Benken borehole has previously been revised and hence represents slightly outdated formation and member names.

Finally, most abbreviations used in this report refer to Schlumberger (SLB) mnemonics. Other logging contractors may use different abbreviations for their tools.

Arbeitsbericht NAB 20-28

Konzeptbericht Überwachung
Umwelt und geologisches Umfeld

Résumé

1 Einleitung
Die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) hat für das Rahmenbewilligungsgesuch (RBG) ein integrales Überwachungskonzept einzureichen, das sich über alle Phasen der Realisierung eines geologischen Tiefenlagers (gTL) erstreckt (ENSI 2018). Die Überwachung der Umwelt und des geologischen Umfelds (ÜUG) sowie die dazugehörigen Nullmessungen sind Teil des integralen Überwachungskonzepts.

Der vorliegende Bericht hat das Ziel, die ersten konzeptionellen, standortunabhängigen Überlegungen der Nagra zur ÜUG zu beschreiben. Im Kontext der Berichterstattung zum Entsorgungsprogramm 2021 (Nagra 2021) stellt dieses Dokument einen Hintergrundbericht dar, mit dem auch die Bundesratsauflage 5.5 zum Entsorgungsprogramm 2016 (Bundesrat 2018) bzgl. Nullmessungen und Umweltüberwachung beantwortet wird (Anhang 1). Ausserdem bildet dieser Bericht ein Grundlagendokument für die Entwicklung des integralen Überwachungskonzepts für das RBG sowie die damit einhergehende standortspezifische Planung der ÜUG.

Die Planungs- und Bewilligungsschritte eines gTL sind so ausgelegt, dass es sicher gebaut, betrieben und verschlossen wird. Ein Überschreiten festgelegter Grenzwerte oder ein Auftreten unerwünschter Auswirkungen auf Geologie oder Umwelt ist aufgrund stufengerechter Planung und fachgerechter Ausführung unter Einhaltung der behördlichen Auflagen nahezu ausgeschlossen. Mittels der umfangreichen ÜUG-Messprogramme wird die Grundlage geschaffen, um natürliche Schwankungen der Umwelt und Geologie von Veränderungen, die durch den Bau und Betrieb des gTL verursacht werden könnten, zu unterscheiden. Die ÜUG dienen der Vertrauensbildung sowie der Beweissicherung.

1.1 Gesetzliche Grundlagen
Im Zusammenhang mit der ÜUG werden in Zukunft zusätzlich zu den in Tabelle 1-1 aufgeführten Gesetzen, Verordnungen und Richtlinien auch etwaige Bewilligungsauflagen von Relevanz sein.

Gemäss KEV Art. 61 sind die im Rahmen der ÜUG geplanten Messungen keine "bewilligungspflichtigen erdwissenschaftlichen Untersuchungen" im Sinne des KEG Art. 35. Somit werden die für den Bau von Messstellen oder die Durchführung von Messkampagnen eventuell notwendige Bewilligungen über die lokal zuständigen kommunalen und kantonalen Behörden beziehungsweise bundesbehördlichen Ämter eingeholt. Einzig weitere Tiefbohrungen, welche für den Einbau von Langzeitbeobachtungssystemen (LZB) zur Überwachung der Formationswasserdrücke ausgebaut werden, benötigen eine Bewilligungen für erdwissenschaftliche Untersuchungen gemäss KEG Art. 35.

Zudem ist eine konzeptionelle Abstimmung mit dem Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) vorgesehen. Ausserdem müssen die Überwachungsprogramme sowie ihre Ergebnisse gemäss der Richtlinie G03 (ENSI 2020a+b) periodisch dem ENSI zur Prüfung vorgelegt werden.

1.2 Begriffsdefinitionen und Richtlinien
Vorliegendes Kapitel gibt Einblick in die wichtigsten Begriffsdefinitionen und Richtlinien. In Anbetracht der gesetzlichen Relevanz hält sich vorliegender Bericht schliesslich primär an die Richtlinie G03 (ENSI 2020a+b).

1.2.1 IAEA
Der von der International Atomic Energy Agency (IAEA) 2001 veröffentlichte Bericht "Monitoring of geological repositories for high level radioactive waste" definiert wichtige Begriffe (Tabelle 1-2) und gibt Ziele vor (Tabelle 1-3). In der in den Tabellen wiedergegebenen Auswahl der Textpassagen wird ersichtlich, welchen Themen sich vorliegender Bericht vornehmlich annimmt.

1.2.2 NEA
Auch die Nuclear Energy Agency (NEA) der Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) beschäftigt sich mit der Überwachung von gTL. In einem der veröffentlichten Berichte werden Aussagen unter anderem zur Baseline gemacht (Tabelle 1-4).

1.2.3 ENSI G03
In der Richtlinie G03 (ENSI 2020a) definiert das ENSI den Begriff Überwachung (Tabelle 1-5).

Die Richtlinie G03 (ENSI 2020a) und der zugehörige Erläuterungsberichts (ENSI 2020b) zeigen die aktuellen Anforderungen des ENSI bzgl. Überwachung eines gTL auf (Tabelle 1-6 und Tabelle 1-7). Wie der Richtlinie zu entnehmen ist, beginnen die Überwachungen spätestens mit der Rahmenbewilligung (RB) und halten so lange an, bis das gTL nicht mehr der Kernenergiegesetzgebung untersteht.

1.3 Meilensteine und Phasen bei der Realisierung eines gTL
Die gesetzlichen und behördlichen Vorgaben sowie die Festlegung weiterer konzeptueller Vorgaben und Annahmen bilden den Ausgangspunkt für die Ableitung eines Realisierungsplans für ein Lager für schwach und mittelaktive Abfälle (SMA) und ein Lager für hochaktive Abfälle (HAA) oder ein Kombilager. Der Realisierungsplan basiert auf einer Abschätzung des Zeitbedarfs für die Abwicklung der technischen Arbeiten und der behördlichen Verfahren. Im Rahmen des Entsorgungsprogramms 2021 (Nagra 2021), welches im Dezember 2021 veröffentlicht wird, werden die aktuellen Realisierungspläne dargestellt und erläutert, die in verschiedene Phasen aufgeteilt sind (Tabelle 1-9). Hinsichtlich der Gesuchseinreichungen sieht der Realisierungsplan die in Tabelle 1-8 dargestellten Termine vor.

Für die Planung der ÜUG sind diese Phasen und Meilensteine eine wichtige Basis, um den Start der Nullmessungen und die Gesamtdauer der verschiedenen Messungen sowie deren Häufigkeit und Intensität abzuschätzen, welche pro Phase unterschiedlich sein können.

1.4 Geplante schrittweise Aktualisierungen und Präzisierungen
Aufgrund der stufen- beziehungsweise phasengerechten Planung und Realisierung eines gTL wird auch die Planung der Überwachung schrittweise verfeinert und bei Bedarf angepasst. Diese Aktualisierungen und Präzisierungen sind nötig, da für die verschiedenen zeitlichen Phasen und örtlichen Bereiche eines gTL Zielsetzungen und Umfang der Messprogramme variieren können. Ausserdem wird sich die Messtechnik über die nächsten Jahrzehnte weiterentwickeln, wodurch es zu Anpassungen in den verschiedenen Messprogrammen kommen kann. Um frühzeitig auf Technologieentwicklungen reagieren zu können, wird der Stand der Technik kontinuierlich verfolgt und evaluiert. Des Weiteren werden nicht nur die Messtechnik, sondern auch die Messresultate kontinuierlich evaluiert.

Das vorliegende Überwachungskonzept ist so gestaltet, dass es jederzeit angepasst werden kann, sollte es Änderungen bei der Planung oder Umsetzung eines gTL geben oder Entscheide aufgrund der Messdaten dies nötig machen.

Ein wichtiger Meilenstein bei der Planung der Überwachung bildet die Einreichung des RBG, im Zuge dessen gemäss KEV Art. 23 unter anderem ein "Konzept zur Überwachung und Beobachtungsphase" zu erstellen beziehungsweise einzureichen ist. Der vorliegende Bericht stellt in diesem Zusammenhang ein erstes Grundlagendokument dar. Da die Standortwahl momentan noch nicht abgeschlossen ist, sind die hier beschrieben Messprogramme generisch gehalten. Nach der Auswahl der Standorte für die Vorbereitung der Rahmenbewilligungsgesuche (ASR) und vor dem RBG wird ein standortspezifisches ÜUG-Konzept erarbeitet, bei dem die Messprogramme entsprechend angepasst werden.

Nach dem RBG sind die nächsten Konkretisierungsschritte bei der Planung der Überwachung die Einreichung des Gesuchs zu den erdwissenschaftlichen Untersuchungen untertag (EUU), mit denen untertage die geologische Situation vor Ort charakterisiert wird, und bei der Umsetzung der ÜUG die Erstellung neuer Messstellen und der Beginn zugehöriger Messungen beziehungsweise die Durchführung entsprechender Messkampagnen (Kapitel 4).

1.5 Anforderungen in den verschiedenen Stadien eines gTL
Die Anforderungen an die ÜUG werden sich während der schrittweisen Implementierung des gTL in den verschiedenen Phasen ändern. Vor Beginn der Erstellung der Zugangsbauwerke EUU wird die ÜUG zur Erreichung von aussagekräftigen Nullmessungen durchgeführt. Während der Erstellung der Zugangsbauwerke EUU, der Bauten für erdwissenschaftliche Untersuchungen untertag (BEUU), in denen unter anderem Langzeitexperimente durchgeführt und sicherheitsrelevante Techniken erprobt und deren Funktionstüchtigkeit nachgewiesen werden, sowie dem Bau der Lagerfelder gibt es Anforderungen bezüglich Beweissicherung an die ÜUG. Die Beweissicherung wird durchgeführt, um einen möglichen Einfluss der Bautätigkeiten beziehungsweise Bauwerke auf die Umwelt und das geologische Umfeld zu quantifizieren und um natürliche von bauabhängigen Veränderungen während dieser Phasen zu detektieren. Im Übrigen werden während den Bauphasen die stärksten Einflüsse auf die Umwelt und das geologische Umfeld erwartet, weshalb in diesen Phasen die intensivste Überwachung geplant ist. Neben den Anforderungen für die Beweissicherung wird die ÜUG auch wertvolle Daten zur vertieften Charakterisierung des Standorts für ein gTL liefern.

Ab der Einlagerungsphase wird die ÜUG um ein kontinuierliches radiologisches Umweltmonitoring zur Beweissicherung ergänzt. Nach Abschluss der Bau- und Einlagerungsphasen startet die Beobachtungsphase, während der die Intensität der ÜUG reduziert wird, da alle relevanten Bautätigkeiten abgeschlossen sind. Eventuelle Auswirkungen auf die Umwelt und das geologische Umfeld gehen in dieser Zeit vor allem von sogenannten lagerbedingten Einflüssen (LBE) aus, die zum Beispiel durch den Wärmeeintrag von HAA verursacht werden können.

Während der EUU-, der Bau- und der Betriebsphase laufen neben der ÜUG auch untertägige Überwachungsprogramme, zum Beispiel die Überwachung der Pilotlager. Mit Abschluss der Beobachtungsphase steht der ordnungsgemässe Verschluss des Gesamtlagers an. Bestimmte Programme der ÜUG werden während der Verschlussarbeiten wieder intensiviert, um die Auswirkungen dieser Tätigkeiten beobachten und quantifizieren zu können. Nach dem vollständigen Verschluss des Gesamtlagers ist keine untertägige Überwachung mehr möglich, sodass allfällige, befristete Messungen, die durch den Bundesrat nach Verschluss verfügt werden können, nur noch im Rahmen der ÜUG an der beziehungsweise von der Erdoberfläche aus durchgeführt werden; dies bis zur Entlassung des ordnungsgemäss verschlossenen gTL aus der Kernenergiegesetzgebung (KEG Art. 39).

Arbeitsbericht NAB 20-14

Verpackungsanlage hochaktiver Abfälle: Vor- und Nachteile verschiedener Standortvarianten

Résumé

Die radioaktiven Abfälle der Schweiz werden bis zu ihrer Entsorgung im geologischen Tiefenlager (gTL) in Zwischenlagern aufbewahrt. Die hochaktiven Abfälle (HAA) – dabei handelt es sich um abgebrannte Brennelemente (BE) und Kokillen mit verglasten hochaktiven Wiederaufarbeitungsabfällen (WA-HAA) – sind dazu in speziell für den Transport und die Zwischenlagerung ausgelegte Behälter (TLB) verpackt worden. Zur optimalen Einlagerung im Tiefenlager kommen anders aufgebaute Behälter zum Einsatz – die Endlagerbehälter (ELB). Aus diesem Grund müssen die HAA für die Tiefenlagerung von den TLB in die ELB umgepackt werden. Für die Umverpackung wird eine Brennelementverpackungsanlage (BEVA) benötigt.

Mit dem Sachplanverfahren geologische Tiefenlager (SGT) des Bundes wird über drei Etappen festgelegt, wo in der Schweiz geologische Tiefenlager für radioaktive Abfälle gebaut werden. Mit dem Ergebnisbericht zu Etappe 2 (BFE 2018) hat der Bundesrat festgelegt, dass die drei Standortgebiete Jura Ost (JO), Nördlich Lägern (NL) und Zürich Nordost (ZNO) in Etappe 3 weiter zu untersuchen sind. Basierend auf den geologischen Gegebenheiten erfolgt in einigen Jahren die Standortwahl für die geologischen Tiefenlager.

In SGT Etappe 2 erfolgte eine breit angelegte Diskussion zur Platzierung der für das Tiefenlager benötigten Oberflächenanlage (OFA). Diese dient der Annahme und Umverpackung der Abfälle, dem Zugang zum Lager und verschiedenen Hilfsfunktionen beim geologischen Tiefenlager – im Referenzfall auch die BEVA. Am Ende der Etappe 2 wurde die Frage aufgeworfen, ob die BEVA nicht auch andernorts, ausserhalb der Region des Tiefenlagers – also nicht bei der OFA – gebaut und betrieben werden könnte. Der Bundesrat hat im Ergebnisbericht zu Etappe 2 festgelegt, dass die Nagra diese Option in Zusammenarbeit mit den betroffenen Standortregionen und -kantonen in Etappe 3 prüfen kann.

In SGT Etappe 3 wird gemäss Vorgaben des Bundes der Standort für die Lager und die dafür notwendige Oberflächeninfrastruktur (OFI) festgelegt. Letztere umfasst einerseits die Standortareale der OFA und die zusätzlich festzulegenden Nebenzugangsanlagen (NZA). Zum Standort der BEVA wird unter Federführung des Bundesamtes für Energie (BFE) eine überregionale Zusammenarbeit durchgeführt. An dieser Zusammenarbeit werden die betroffenen Regionen und Kantone sowie das nahe deutsche Ausland beteiligt.

Der vorliegende Bericht richtet sich insbesondere an die beteiligten Akteure der überregionalen Zusammenarbeit mit dem Zweck, die Vor- und Nachteile der Standortvarianten aufzuzeigen und gegeneinander abzuwägen. Im Bericht werden dazu die BEVA beschrieben und alle denkbaren Standortvarianten skizziert. Es werden die zu berücksichtigenden Rahmenbedingungen und Annahmen ausgewiesen und die für den Vergleich relevanten Merkmale identifiziert und beschrieben. Basierend darauf werden die Vor- und Nachteile der Standortvarianten abgeleitet und die Haltung der Nagra als Projektant des gTL in der Schlussfolgerung begründet.

Arbeitsbericht NAB 20-13

SGT-E3 deep drilling campaign (TBO): Experiment Procedures and Analytical Methods at RWI, University of Bern (Version 1.0, April 2020)

Résumé

Within phase 3 of the sectoral plan for deep geological repositories (SGT-E3), a deep drilling project (TBO) is carried out by Nagra. A major focus will be the characterisation of porewater in the rock formations of low-permeability and the distribution of natural tracers across these formations and extending into the bounding aquifer horizons.

Porewater residing in low-permeability rock cannot be sampled by conventional groundwater sampling techniques and has to be characterised by indirect methods based on originally saturated rock material obtained from boreholes. Collection of drillcores from below the surface will inevitably change intrinsic porewater parameters such as temperature, pressure and O2- and CO2-fugacity from those existing under in situ conditions. The drilling process, the on-site sample conditioning and the various preparation steps of the core material after reception in the lab will induce additional modification of specific parameters of the in situ porewater. Induced modifications of the in situ porewater of sedimentary environments are specific to the rock type under investigation and differ based on the reactivity of the rock mineralogy in terms of the carbonate and sulphur systems, ion-exchange and redox conditions.

A consequence of indirect methods for porewater characterisation is the fact that such methods can only deliver partial information about the complete chemical composition, pH and redox state of the in situ porewater. Therefore, the methods have to be applied complementary if aimed at the chemical composition of the porewater. Depending on the degree of detail required about the porewater composition available indirect methods are of largely different complexity with respect to sample conditioning, experimental set-up and analytical efforts. Natural tracer profiles, for instance, focus on chemically conservative compounds in the porewater and the extraction of such compounds is rather straightforward. Nevertheless, substantial differences in conditioning and extraction exist in case of dissolved tracer (e.g. Cl, Br), dissolved gases (e.g. He) or the stable isotope composition of the porewater molecule itself (δ¹⁸O, δ²H). Aiming at the chemical composition, pH and redox state of the in situ porewater by indirect extraction techniques based on drillcore material is ambitious and has inevitably to be accompanied by geochemical model calculations.

Depending on the focus of the porewater investigations such characterisation requires specific treatments and designs for the on-site sampling of drillcore material, the preparation of the rock material for individual extraction techniques and the adaption of analytical techniques.

This document describes the workflow, the preparation of the rock material for individual extraction techniques and the analytical techniques after reception of the on-site conditioned drillcore samples in the RWI-Laboratories of the Institute of Geological Sciences, University of Bern. It adopts the sample labelling given by Rufer (2019) who also gives a detailed description of sample collection and sample conditioning in the field.

Chapter 2 of the present document gives a short description of the different types of porewater samples, their designation and analytical work to be carried out as already documented in Waber (2018). Chapter 3 describes the workflow for each porewater sample type. Chapters 4 to 12 give detailed descriptions of sample preparation and analytical methods applied to solid material and extract solutions obtained from the various techniques, respectively. Chapter 13, finally, gives a description of the analytical techniques applied to experiment solution of the various experiments.
 
The standard workflow and details about extraction techniques given here are those for routine porewater investigations on a large number of samples within a restricted time frame. In some aspects it thus represents a compromise between efficient sample handling, infrastructure and personnel, and the technical/scientific ambition for a highest possible characterisation of the porewater and concentration profiles of natural tracers.

This document describes the status of April 2020. According to gained experience and – most importantly – to the specific rock type under investigations, the standard workflow, detailed procedure of extractions and subsequent analytical programme are subject to change. Furthermore, to resolve specific questions (e.g. redox, pH, ion-accessible porosity, diffusion parameters) that require more time and infrastructure-intensive investigations, the standard workflow and extraction techniques will be modified and adapted for specific samples.

Arbeitsbericht NAB 20-09/X

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier X – Petrophysical Log Analysis

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular from the stochastic petrophysical log analysis combining selected wireline and Multi-Sensor Core Logger as well as laboratory measurements.

Arbeitsbericht NAB 20-09/IX

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier IX – Rock-mechanical and Geomechanical Laboratory Testing

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular from geomechanical laboratory testing on core material, such as triaxial and oedometric testing.

Arbeitsbericht NAB 20-09/VIII

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier VIII – Rock Properties, Porewater Characterisation and Natural Tracer Profiles

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular the data from detailed laboratory analyses on core material for petrophysical and geochemical rock and porewater characterisation.

Arbeitsbericht NAB 20-09/VII

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier VII – Hydraulic Packer Testing

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular from the hydrogeological investigations such as hydraulic packer testing.

Arbeitsbericht NAB 20-09/VI

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier VI – Wireline Logging and Microhydraulic Fracturing

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular from the wireline measurements (petrophysical logging and microhydraulic fracturing).

Arbeitsbericht NAB 20-09/V

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier V – Structural Geology

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular from the detailed core goniometry and the characterisation of the tectonic structures observed in the drill cores.

Arbeitsbericht NAB 20-09/IV

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier IV – Microfacies, Bio- and Chemostratigraphic Analysis

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular the data from detailed microfacies analyses as well as ammonite- and palynostratigraphy, complementing the lithostratigraphic report (Dossier III).

Arbeitsbericht NAB 20-09/III

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier III – Lithostratigraphy

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular a detailed description of all encountered lithologies and lithostratigraphic units.

Arbeitsbericht NAB 20-09/II

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier II – Core Photography

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular the photo documentation of the cuttings and core samples as well as the resinated core slabs.

Arbeitsbericht NAB 20-09/I

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Dossier I – Drilling

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Trüllikon-1-1 borehole are presented, in particular from the drilling operations and including the drill site construction.

Arbeitsbericht NAB 20-09

TBO Trüllikon-1-1: Data Report
Summary Plot

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, the results from the Trüllikon-1-1 borehole are summarised in the form of a composite plot, including a short technical explanation of the information displayed.

Arbeitsbericht NAB 20-08/X

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier X – Petrophysical Log Analysis

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular from the stochastic petrophysical log analysis combining selected wireline and Multi-Sensor Core Logger as well as laboratory measurements.

Arbeitsbericht NAB 20-08/IX

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier IX – Rock-mechanical and Geomechanical Laboratory Testing

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular from geomechanical laboratory testing on core material, such as triaxial and oedometric testing.

Arbeitsbericht NAB 20-08/VIII

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier VIII – Rock Properties, Porewater Characterisation and Natural Tracer Profiles

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular the data from detailed laboratory analyses on core material for petrophysical and geochemical rock and porewater characterisation.

Arbeitsbericht NAB 20-08/VII

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier VII – Hydraulic Packer Testing

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular from the hydrogeological investigations such as hydraulic packer testing.

Arbeitsbericht NAB 20-08/VI

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier VI – Wireline Logging and Microhydraulic Fracturing

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular from the wireline measurements (petrophysical logging and microhydraulic fracturing).

Arbeitsbericht NAB 20-08/V

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier V – Structural Geology

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular from the detailed core goniometry and the characterisation of the tectonic structures observed in the drill cores.

Arbeitsbericht NAB 20-08/IV

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier IV – Microfacies, Bio- and Chemostratigraphic Analysis

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular the data from detailed microfacies analyses as well as ammonite- and palynostratigraphy, complementing the lithostratigraphic report (Dossier III).

Arbeitsbericht NAB 20-08/III

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier III – Lithostratigraphy

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular a detailed description of all encountered lithologies and lithostratigraphic units.

Arbeitsbericht NAB 20-08/II

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier II – Core Photography

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular the photo documentation of the cuttings and core samples as well as the resinated core slabs.

Arbeitsbericht NAB 20-08/I

TBO Bülach-1-1: Data Report
Dossier I – Drilling

Résumé

To provide input for site selection and the safety case for deep geological repositories for radioactive waste, Nagra has drilled a series of deep boreholes in Northern Switzerland. The aim of the drilling campaign is to characterise the deep underground of the three remaining siting regions.

In this report, first results from the Bülach-1-1 borehole are presented, in particular from the drilling operations and including the drill site construction.

Arbeitsbericht NAB 20-08

TBO Bülach-1-1: Data Report
Summary Plot

Résumé

Arbeitsbericht NAB 20-01

Quaternary Borehole QBO Trüllikon-Rudolfingen (QTRU) – Data Report

Résumé

In the context of the sectoral plan "Sachplan geologische Tiefenlager" (SGT) Nagra is currently investigating three siting regions (Jura Ost, Nördlich Lägern, Zürich Nordost) in northern Switzerland to potentially host repositories for radioactive waste. The field exploration project "Quartäruntersuchungen" (QAU) is dedicated to the charac terisation of Quaternary deposits within and around these siting regions to further constrain scenarios of their geological long-term evolution. The investigations support the reconstruction of Quaternary landscape evolution.

The borehole (Quartärbohrung, QBO) at Trüllikon-Rudolfingen (QBO Trüllikon-Rudolfingen / QTRU, Tab. 1) is part of Nagra's Quaternary investigation programme (QAU; Nagra 2018a). The drill site was chosen to constrain the bedrock geometry and the valley fill of the Rudolfingen Trough (Fig. 1 and 2) together with borehole QBO Marthalen-Oobist (QMOB, Kuster et al. 2019). The borehole QTRU was positioned in the centre of the Rudolfingen Trough based on recently acquired reflection seismic line 16-QAU-11 (Nagra 2018b). The borehole QTRU was conducted in the period 15.02.2019 – 05.04.2019 using a combination of Düsterloh hammer drilling and wireline drilling with a triple-tube corebarrel, i.e. with a plastic core liner.
This report covers the request for a documentation of the authorised works on-site (UVEK 2019, Dispositiv 5.29) and documents also the core description and first lab analyses (UVEK 2019, Dispositiv 5.30). The work has been carried out according to the work program (Arbeitsprogramm, Nagra 2019) and this report corresponds to the data report announced there.

In this report, we present core images, sedimentological descriptions and geophysical measurements of the cores, all of which were acquired at the University of Bern. Additionally, a report on geophysical borehole logging by terratec Geophysical Services GmbH & CO KG and L. Keller (roXplore gmbh; responsible for quality control) and a technical drilling report by Blétry AG edited by P. Hinterholzer-Reisegger (Nagra) are presented in Appendices H and I, respectively. This report is the basis for planning further core analysis and later interpretation in the larger geological context.