Sammenstilling af et atlas over resistivitet af danske geologiske aflejringer

Transkript

1 Sammenstilling af et atlas over resistivitet af danske geologiske aflejringer Ingelise Møller, Anders V. Christiansen*, Verner H. Søndergaard, Flemming Jørgensen og Claus Ditlevsen Geological Survey of Denmark and Greenland Danish Ministry of Climate, Energy and Building *Department of Geoscience Aarhus University

2 Motivation og formål Resistivitet for danske sedimenter Ud fra erfaring opbygget over årtier Velkendt grov relation mellem resistivitet og hydrauliske parametre Formålet er Formation modstand Geologisk beskrivelse Paleogen ler Marin og lakustrin ler Hydraulisk beskrivelse Impermeabel Ler At finde statistisk velbeskrevne relationer mellem lithologi og resistivitet, som kan Moræneler Ferskvandsmættet sand med silt og ler understøtte geologen ved 3D geologisk modellering indgå i metoder til direkte og (semi-) automatisk integration af luftbåret EM og geologiske data i grundvandsmodeller (HyGEM projekt) Ferskvandsmættet sand og grus Umættet sand og grus Permeabelt Sand

3 Disposition Data kilder MiniWenner målt på prøver Måling af elektrisk felt på kerner Ellog Borehulslog i boringer med høj frekvens af jordprøver Data håndtering Udfordringer ved at flette resistivitetsdata and lithologiske data Forløbige resultater Moræneler på østjyske lokaliteter Resistivitetsfordelinger for udvalgte lithologier ud fra borehulslogs Konklusioner og Perspektiver

4 Data kilder Datas oprindelse: 1.Den nationale grundvandskortlægningen, hvor ca. 40 % af Danmark kortlægges, Detaljerede undersøgelser på specifikke lokaliteter Borehulslogging i nye undersøgelsesboringer udtrukket fra GERDA og Jupiter Borehulslogging kombineret med data fra SedimentSamarbejdet, SESAM, AU. 2.Ældre grundvandskortlægningsdata 3.Data fra forskningsprojekter

5 Data kilder MiniWenner: 1 cm elektrodeafstand i Wenner opstilling Data målt på prøver fra snegleboringer eller blotninger i felten eller laboratium Data fra 3 projekter (i alt 20 boringer)

6 Data kilder Måling af elektrisk felt på kernestykker: 7.5 cm potential elektrode afstand Data fra et projekt (5 boringer) (Foto and skitse fra GFS rapport, Himmerland Vurdering af SkyTEM metoden til sårbarhedskortlægning)

7 Data kilder El-log: In situ resistivitetsmåling under snegleboring 20 cm pol-pol konfiguration eller 20 cm Wenner konfiguration Gamma log Niveaubestemte vandprøver (=> fx porevæskemodstand) Dårlig kvalitet af jordprøver fra El-log boringen. Suppleres med anden snegleboring med god jordprøvekvalitet for lithologi. (Fra Sørensen et al, 2005) Brugbare El-log, et endnu ukendt antal

8 Data kilder Resistivitetslog i boringer med høj jordprøvefrekvens Jordprøver pr. 1 m Evt. detaljerede sedimentologiske undersøgelser (SESAM) Borehulslogging i åbent, mudderfyldt hul Resistivitets normallog 8, 16, 32, 64 eller 128 Fokuseret resistivitets log, lang Gamma log Other logs Data fra mere end 300 boringer. (Fra Ditlefsen et al., 2008)

9 Datahåndtering Tilskrive usikkerhed til geologisk prøvebeskrivelse og resistivitetsmåling Flette resistivitets data og lithologiske data Anvende statistiske værktøjer til at undersøge variabilitet af resistiviteten for forskellige geologiske aflejringer Histogrammer, boxplot, ect. at undersøge i hvor stor grad, det er muligt at adskille forskellige geologiske aflejringer ud fra deres resistivitet Fx ved brug af boxplot, Principal Component Analyse at undersøge regionale forskelle Fx ved brug af GIS

10 Variationer i porevæskemodstand Datahåndtering 0 Smeltevandsler Fletning af resistivitetsdata og lithologiske data 5 Smeltevandssand med tynde silt lag El-log og resistivitets log: Data reduktion midling Udfordringer: Justering af laggrænser mellem El-log og lithologisk log i separat boring Dybde [m] Smeltevandsler med tynde silt lag Smeltevandssand Tynde lag (medtag kun data fra lag som er så tykke at der er målt uforstyrret resistivitet) Grundvandsspejl Resistivitet [Ohmm] Smeltevandsler

11 Foreløbige resultater Direkte målinger på prøver Himmerland: 5 boringer, ~ 20 m dybe Hadsten: 5 boringer, ~ 30 m dybe Mårslet: 5 boringer (1 á 20 m, 4 á 5 m) Brædstrup: 10 boringer, ~ 10 m dybe

12 Foreløbige resultater: Direkte målinger på prøver Box plot Øvre kvartil (75%) Median Nedre kvartil (25%) Whiskers: Data punkter uden for er potentielle outliers

13 200 Ohmm 40 Ohmm Himmerland Hadsten Mårslet Brædstrup Hele landet fra (borehulslogs) Foreløbige resultater Direkte målinger på prøver Box plot Moræneler Smeltevandssand

14 Foreløbige resultater Resistivitetslog fra borehulslogging 64 normal log Lang fokuseret log Antal Resistivtitetsdata midlet over 1 m flettes med lithologi, hvis 90% af en 10 m sektion tilhører en enkelt lithologi eller en klasse af lithologier. Resistivitet [ohmm] Resistivitet [ohmm] Histogrammer Krydsplot Moræneler Smeltevandssand Dybde [m]

15 Foreløbige resultater Resistivitetslog fra borehulslogging Histogrammer Krydsplot Miocæne glimmeraflejringer og kvartssand Antal Resistivitet [ohmm] Resistivitet [ohmm] Glimmerler Dybde [m]

16 Perspektiver Sammenstilling af alle tilgængelige resistivitetsdata fra prøver og logs Tilskrive usikkerheder Rense data for tynde lag med uopløst resistivitet Rense El-log data for forskydninger i laggrænser mellem resistivitetslog og lithologisk log Separere data i prøver over og under grundvandsspejlet Sandede aflejringer relateres til porevæskemodstand Resistivitetsfordelinger for specifikke lithologi klasser Er det muligt af skelne mellem forskellige lithologier? På lokal, regional eller national skala Er der regionale forskelle inden for samme lithologiklasse Sammenstille lithologiske data og resistivitets data fra overflademålinger Adrian Barfods ph.d. projekt i HyGEM