Untersuchung der Salzwassermigration in trinkwasserrelevante Grundwasserleiter über permeable Störungen als Folge der geologischen CO2-Speicherung

Eine Druckerhöhung in tiefen salinen Aquiferen, hervorgerufen durch beispielsweise die geologische Speicherung von Kohlenstoffdioxid (CO2) kann durch Migration von verdrängtem Salzwasser aus der Speicherformation zur Versalzung von oberflächennahen Grundwasserresourcen führen, etwa wenn eine hydraulische Verbindung zwischen Salz- und Süßwasserstockwerk besteht. Bevorzugte Leckagepfade für den aufwärtsgerichteten Salzwasserfluss können hierbei vor allem permeable Störungszonen darstellen. Um dies beurteilen zu können, ist es wichtig zu untersuchen, welche Störungsarchitekturen und -permeabilitätsstrukturen eine Salzwassermigration als Folge einer CO2-Speicherung begünstigen und in welchem Maße der Salzgehalt in Formationen oberhalb der Speicherformation beeinflusst wird. Die Erstellung eines statischen geologischen 3D-Modells des potentiellen CO2-Speicherstandortes basierend auf strukturgeologischen Daten, bildet hierbei die Grundlage für die anschließende Durchführung von großskaligen numerischen Mehrphasen-Mehrkomponenten- (CO2, NaCl, H2O) Simulationen mit dem Reservoirsimulator TOUGH2-MP/ECO2N (Zhang et al., 2008).

Neben der Salzwassermigration kann eine Erhöhung des Porendrucks im Reservoir als Folge einer CO2-Speicherung aber auch Änderungen im initialen Spannungsfeld bewirken und dadurch eine Reaktivierung von zuvor möglicherweise inaktiven und undurchlässigen Störungen zur Folge haben. Mithilfe von gekoppelten hydromechanischen Simulationen lassen sich ferner Aussagen zu den geomechanischen Prozessen bei der CO2-Speicherung in tiefen salinen Aquiferen treffen und deren Auswirkungen, insbesondere im Hinblick auf die Permeabilität von Störzonen untersuchen.