Die Identifikation und Abdichtung komplexer alter Bohrlöcher ist ein entscheidender Schritt bei der Umwandlung erschöpfter Öl- und Gaslagerstätten in Gasspeicher. Für alte Bohrlöcher mit ferromagnetischen Rohrsträngen wird in der Regel Magneterkundung zur Ortung eingesetzt; für freiliegende alte Bohrlöcher ohne ferromagnetische Marker basiert die unterirdische Ortung hingegen auf ungenauen Bohrlochgschichten, was zu erheblichen Fehlern führen kann. Die Fernakustik-Detektionstechnologie kann durch Analyse der Reflexionseigenschaften von Schallwellen anomale geologische Körper neben den Bohrlöchern erkennen und identifizieren. Theoretisch besitzt sie die Fähigkeit, freiliegende alte Bohrlöcher präzise zu orten. Die elastischen Wellengleichungen wurden mittels der Raumviertordentlichen und Zeitzweitordentlichen FDTD-Methode (zeitdomänenbasierte überlagerte Gittermethode) gelöst. Die Machbarkeit dieser Technologie bei der Erkundung und unterirdischen Ortung freiliegender Bohrlöcher wurde systematisch anhand dreier Aspekte analysiert: Schallfeldeigenschaften, Reflexionsbildmerkmale freiliegender Bohrlöcher sowie Datenverarbeitung und Ortung der Fernakustik-Detektionsdaten. Zunächst wurde die Schallwellenausbreitung neben Bohrlöchern unter verschiedenen geologischen Bedingungen mittels der räumlich vierten und zeitlich zweiten Ordnung der FDTD-Methode simuliert; anschließend wurden basierend auf realen Schallreflexionseigenschaften und numerischen Simulationsergebnissen die Reflexionsbildmerkmale freiliegender Bohrlöcher analysiert; schließlich wurde durch Verarbeitung gemessener Daten die Erfassungsreichweite und Genauigkeit der Fernakustik-Detektionstechnologie in der Praxis validiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Fernakustik-Detektion nicht durch externe Faktoren beeinflusst wird und freiliegende alte Bohrlöcher in einer Tiefe von 3000 m im Gestein präzise lokalisieren kann. Die Erfassungsreichweite liegt zwischen 4 und 16 m und die Ortungsgenauigkeit unter 0,5 m, wodurch diese Methode zur Ortung aufgegebener Bohrlöcher unter komplexen geologischen Bedingungen geeignet ist. Die Studie zeigt, dass die Fernakustik-Detektion nicht nur die Einschränkungen traditioneller Ortungsmethoden überwindet, sondern auch die Ortungsgenauigkeit freiliegender alter Bohrlöcher signifikant verbessert. Sie bietet somit eine wichtige technische Unterstützung für den Umbau erschöpfter Öl- und Gaslagerstätten in Gaslagerstätten. Die Anwendung dieser Technologie verbessert nicht nur die Effizienz der sicheren Abdichtung aufgegebener Bohrlöcher, sondern verringert auch Risiken, die durch Ortungsfehler unterirdisch entstehen. Zukünftige Forschungen werden die Algorithmen weiter optimieren, die Erfassungsreichweite erweitern und die unterirdische Ortungsgenauigkeit erhöhen, um breiteren ingenieurtechnischen Anforderungen gerecht zu werden.

Fernakustik-Detektion;freiliegende alte Bohrlöcher;numerische Simulation;Magneterkundung;unterirdische Ortung