Messprinzip

Aufgrund ihrer atomaren Struktur reagieren Wasserstoffatome wie kleine Stabmagneten auf äußere Magnetfelder und richten sich an diesen aus. Dieses Verhalten wird durch die 1H-NMR-Bohrlochsonde ausgenutzt, um den freien förderbaren Wasseranteil im Porenraum des Gebirges zu bestimmen. 

Neben einem statischen Magnetfeld, welches durch einen Permanentmagneten erzeugt wird, findet über ein Spulensystem der Aufbau eines zweiten, zeitlich begrenzten Magnetfeldes (Pulse) in der Bohrlochsonde statt. Solange das zweite Magnetfeld aktiv ist, sind die Wasserstoffatome in Richtung dieses Magnetfeldes ausgerichtet. Wird das zweite Magnetfeld abgeschaltet, richten sich die Wasserstoffatome wieder an dem statischen Permanentmagnetfeld aus. Dabei wird an der Spule ein abklingendes Messsignal aufgezeichnet (Abb. 1, rechte Spalte). Die hierbei gemessene Maximalamplitude entspricht der Porosität im Gestein. Der zeitliche Verlauf der abnehmenden Amplitude gibt Aufschluss über die Porenraumstruktur. Ein schnell abklingendes Signal entspricht hierbei einem feinporigen Untergrund, wohingegen bei einen langsamen Abklingen ein vorwiegend grobporiger Aufbau des Gesteins vorliegt (Abb. 1). Aus der Porenraumverteilung kann anschließend die Permeabilität des Gebirges abgeleitet werden (Abb. 2).