Forschung MeProRisk II



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Forschung - Geothermie - Deutschland

Geothermische Exploration 

MeProRisk II -  Proof of Concept 


Eine drei Jahres Forschungsiniative

"MeProRisk II“ ist ein vom Deutschen Bundesumweltministerium (BMU) gefördertes Forschungsvorhaben, in dem Explorationsstrategien für tiefe geothermische Reservoire entwickelt wurden. Unsere Partner im Forschungsverbund waren  RWTH Aachen, TU Freiberg, FU Berlin und die Universitäten Kiel und Jena. In einem interdisziplinären Team von Geologen, Geophysikern, Mathematikern und Informatikern wurden Methoden entwickelt, mit denen die Unsicherheiten bei der Bewertung von Gesteinseigenschaften und geologischen Strukturen im Untergrund verringert werden können. 

Zielsetzung im Projekt MeProRisk-II war es die im Vorläuferprojekt entwickelten Methoden im Rahmen eines „Proof of Concept“ auf Standorte zu übertragen, die sich in einer Explorationsphase der geothermischen Energiegewinnung befinden. Im Fokus der Betrachtung standen die folgenden drei Typlokationen: a)  Perth Metropolotian Area (Sedimentbecken in Westaustralien), b)  südliche Toskana (Hochenthalpiefeld Karbonate und Metamorphes Basement) und c) Guardia Lombardi (Mittelenthalpiefeld Karbonate) in Italien. Die Studien fanden in enger Zusammenarbeit mit den jeweiligen Kooperationspartnern statt: University of Western Australia in Perth, Institute of Geosciences and Earth Resources in Pisa und Enel Green Power SpA, Pisa. 

Für den Arbeitsbereich der Geophysica betraf der Transfer vor allem Methoden zur thermo-hydraulischen Charakterisierung des Untergrundes anhand von Bohrlochmessdaten und Laboruntersuchungen an Gesteinsproben. Hier konnte im Verlauf des Projektes gezeigt werden, dass die methodische Vorgehensweise erfolgreich auf die neuen Standorte übertragen werden konnte. Entsprechend der vorliegenden Geologie wurden Anpassungen bzw. Weiterentwicklungen vorgenommen. Dadurch  wurde das Anwendungsfeld der Methoden für neue geologische Standortsituationen erweitert. Dies betrifft vor allem geothermische Reservoire in Karbonaten und metamorphem Basement, für die  bislang noch nicht so umfängliche Erfahrungen vorlagen. 

Neben der thermo-hydraulischen Charakterisierung war eine weitere Aufgabe die Entwicklung eines modellhaften Ansatzes zur Abbildung von geologisch bedingten Heterogenitäten im Reservoir. Ziel war es Methoden zu finden, die es ermöglichen, komplexe natürliche Strukturen in einer stark vereinfachten aber dennoch repräsentativen Art in ein numerisches Simulationsprogramm zu überführen. Hierbei wurden zunächst Möglichkeiten verschiedener Modellansätze geprüft. Die Arbeiten konzentrierten sich dann auf die Erfassung von Kluftsystemen, welche die hydraulischen Reservoireigenschaften an den untersuchten Mittel- bis Hochenthalpie Feldern bestimmen. Es wurde ein sogenannter „Kluftgenerator“ entwickelt, mit dem es nun möglich ist, Modelleinheiten mit den Eigenschaften orthogonaler Kluftsysteme zu belegen und diese in den drei Raumrichtungen hydraulisch zu charakterisieren. Das erlaubt eine relativ schnelle und robuste Simulation kluftbasierter Fluidtransporte.




Integration geologischer, gesteinsphysikalischer und bohrlochgeophysikalischer Daten zur statistischen Charakterisierung des Untergrundes





Beispiel für ein 3D-Strukturmodell eines Explorationsgebietes in Italien. Die Modelleinheiten werden mit Eingangsparametern  belegt, die aus der Analyse von Kern-, Log- und Bohrkleindaten extrahiert wurden








Natürliche Kluftnetze  (R. Pechnig)













Darstellung eines rechtwinkligen Kluftnetzes im „Kluftgenerator“, über den die Kluftdichte und die Vernetzung der Klüfte definiert werden kann. Die hydraulischen Eigenschaften der Klüfte können in drei Raumrichtungen variiert werden, so dass durch die Art der Vernetzung und der Raumanisotropie ein natürliches Kluftsystem nachgebildet werden kann




 

 

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