Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

1. Erfassung kleinräumiger Strukturen (Reservoirskala) im Rahmen der Projektierung geothermaler Dublettensysteme

Die Ergiebigkeit hydrothermaler Felder ist unter anderem von den Reservoirabgrenzungen abhängig. Im Fall von Sedimentkörpern sind sie durch deren Geometrie und die räumliche Lage von Wasser undurchlässigen tektonischen Elementen definiert. Das aus der Recherche geologischer Datensätze bekannte Strukturinventar muss in Verbindung mit der Orientierung der aktuell wirksamen maximalen horizontalen Hauptspannung innerhalb des Reservoirhorizonts bewertet und modelliert werden. Dies dient der Ausrichtung der Bohrungsdublette, damit eine optimale hydraulische Kommunikation zwischen Produktions- und Injektionsbohrung erreicht werden kann. 

2. Speicherschonende Aufschlusstechnologie

Es werden gängige Methoden des schonenden Speicheraufschlusses untersucht, die aus der Kohlenwasserstoff- und der geothermischen Industrie bereits bekannt sind. Darüber hinaus werden auf deren Grundlage, mit Hilfe eigener Laborexperimente an Proben relevanter Speichergesteine und in Zusammenarbeit mit der Industrie innovative Konzepte, vor allem im Bereich der Spülungstechnologie, entwickelt. 

3. Langzeitstabilität nicht stützmittelgefüllter Risse.

Beim hydraulic fracturing mit geringviskosen Fluiden zur Reservoirstimulation (Wasserfractechnik) werden vor allem lange, weit verzweigte Risse erzeugt und/oder natürliche Risse im Gestein aufgeweitet. Derartige Risse bilden in einem geringpermeablen Gebirge bei entsprechender Durchlässigkeit (Konduktivität) dominante Fließwege aus. Bisher liegen wenige Erkenntnisse zur Langzeitkonduktivität und damit der nachhaltigen Effektivität solcher Risssysteme in sedimentärer Umgebung vor. Hierzu werden Durchströmungsversuche an Gesteinsproben mit künstlich erzeugten Rissen unter reellen Druck- und Temperaturbedingungen mit repräsentativen Lagerstättenfluiden durchgeführt.

4. Mechanisches Verhalten von Stützmittelpackungen und Stützmittel/Gesteins-Wechselwirkungen unter in-situ-Bedingungen.

Sind die self-propping Effekte nicht ausreichend und/oder soll der Riss im bohrlochnahen Bereich zusätzlich abgestützt werden, müssen Stützmittel in den Riss eingebracht werden. Die Art der einzusetzenden Stützmittel hängt dabei entscheidend vom Einzelfall ab. Es gilt daher das Verhalten von Stützmittelpackungen in einem künstlich erzeugten Riss unter in-situ-Bedingungen zu untersuchen.

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