Erkundungsbohrungen in der Kupferschieferlagerstätte “Spremberg‐Graustein‐Schleife”

Abstract Für die bereits aus DDR‐Zeiten bekannte Kupfererzlagerstätte im Erlaubnisfeld “Spremberg – Graustein – Schleife” wurden nach Erteilung der “Erlaubnis” gem. sec 7 BBergG zur Verifizierung der Lagerstätte weitere Erkundungsbohrungen erforderlich. In der Planung waren drei Bohrungen mit Teufen bis zu 1.550,00 m. Der Bohrauftrag wurde einer ARGE erteilt und die Bohrungen bis zur Lagerstätte mit konventioneller Rotary‐Bohrtechnik abgeteuft. In der Lagerstätte, Zechsteinkalk, Kupferschiefer und dem im Liegenden bis zum Top Rotliegenden anstehenden Sanderz stellte man sowohl auf konventionelle als auch auf wire line Kernbohrtechnik um. Zum Schutz der im Quartär und Tertiär vorhandenen Grundwasservorkommen verrohrte man diesen Bohrlochabschnitt mit einer Rohrtour 13 ⅜9 BTC und zementierte den Ringraum bis zu Tage. Auf diese Ankerrohrfahrt wurde nach der WOC ein 3.000 psi Blowout Preventerstack montiert. Die im Feldesteil “Schleife” angesetzte Bohrung wurde verrohrt mit 13 ⅜9 – 9 ⅝9 – 7“ Casings. Ab Teufe 1.090,00 m wurde auf Seilkerntechnik umgestellt. Im Zechstein wurde steinsalzführender Zechstein erschlossen, spülungstechnisch die tw‐Spülung auf eine ts‐Spülung umgestellt. Ein in der Staßfurtfolge eingelagertes Kaliflöz erforderte eine Umstellung der ts‐Spülung auf eine 35 %‐ige Mg.Cl 2 Lauge, die einzirkuliert wurde, im Umlauf waren 32 m 3 . Auf allen Bohrungen traten in verschiedenen Bohrlochsektionen Spülungsverluste in einer Größenordnung bis zu 60% auf, die aber durch ein gezieltes Spülungsprogramm u.a. durch das Einzirkulieren von hochviskosen Pillen mit Erfolg bekämpft werden konnten. Ein mit den Geologen abgestimmtes geophysikalisches Messprogramm wurde auf allen Bohrungen durchgeführt, auf der Bohrung im Feldesteil Spremberg zusätzlich eine VSP‐Messung. Eine Data‐Loggin‐Unit zeichnete ein Samplerlog mit allen wesentlichen Bohrparametern und geologischen Daten sowie zusätzlich die Gaswerte von N 2 ‐O 2 ‐H 2 – CH 4 auf. Aus der Grausteinbohrung wurden nach Erreichen der ET von 1.007,00 m noch vier Ablenkungen durchgeführt, die im Ergebnis eine weitere zusätzliche Bohrung in diesem Feldesteil ersetzten. Drilling a copper‐silver‐gold deposit at the basis of the marine Zechstein in the Lausitz, Brandenburg and Saxony, Germany. The technologically and geologically challenging project was carried out in 2009 and 2010. The purpose of the drilling was to obtain large cores for metallurgical evaluation of the Spremberg‐Graustein‐Schleife deposit in a safe and economical way. East German engineers had discovered the copper mineralization in southern Brandenburg as early as the 1950s. After obtaining an exploration license for the field “Spremberg‐Graustein‐Schleife” it was necessary to evaluate and to physically verify the existence and quality of the deposit. The plan was to drill three core holes to a depth of maximum 1,550 m. In the deposit diamond core drilling technology was applied to the ore horizons: (1) hanging wall: Zechstein ore in limestones and dolomites, (2) main ore strata: Kupferschiefer black shale, (3) foot wall: sand ore on top of Rotliegend sandstone. Depending on geological conditions, conventional diamond core as well as wire line coring technologies were used. The drill cores had a diameter of 100 and 85 mm respectively and the core recovery ratio was better than 97 %. In addition to the three core holes a programme was added to intersect the deposit at the Graustein location through down‐the‐hole deflections. A specialized contractor drilled four deflection core holes at pre‐determined depths, angles, lengths and core thickness. In this way, more mineralized core was obtained for metallurgical evaluation in a cost and time efficient manner. Geophysical well logging was carried out on all three drill holes. At Spremberg a VPS Vertical Seismic profile was added. A data logging unit continuously registered all essential operational drilling parameters and measured and recorded the extrusive gases N 2 ‐O 2 ‐H 2 ‐CH 4 . The programme was concluded professionally and successfully in time and under budget. The results confirmed the copper‐silver‐gold deposit and were the basis for obtaining the mining rights.