Geothermische Technologien am Beispiel der Mikrogravimetrie zur integrierten geologisch-geophysikalischen Exploration und dem Monitoring von Tiefenfluiden in Indonesien und Island - MikroGraviMoTiS

Ziel des Projektes ist, die Beobachtung von Schwerefeldänderungen an der Erdoberfläche zu nutzen, um Massenverlagerungen im Untergrund und grundlegende Prozesse in geothermischen Reservoiren besser zu verstehen und zu quantifizieren. Durch ein besseres Verständnis der größtenteils gekoppelten Prozesse (z.B. zwischen Fluidbewegungen und Spannungs¬veränderungen) soll eine genauere Abschätzung der Reservoirparameter wie Permeabilität und anderer struktureller und dynamischer Parameter erreicht werden. Dies soll langfristig insbesondere dazu führen, Aussagen zur Nachhaltigkeit der Nutzung einer geothermischen Ressource genauer quantifizieren zu können.

Das ursprünglich in Indonesien begonnene Projekt konnte aufgrund veränderter Randbedingungen dort nicht fortgeführt werden. Die Verlagerung der wesentlichen Untersuchungen nach Island führte danach jedoch zu einer einmaligen Datenbasis, die für eine angepasste Weiterentwicklung der mikrogravimetrischen Methodik bei der geothermischen Nutzung geeignet ist und auch in Indonesien sowie weltweit eingesetzt werden kann. Damit wird ein Beitrag zur Ausweitung nachhaltiger geothermischer Energienutzung möglich.

Das Vorhaben hat die Machbarkeit der Methodik an einem Standort im hohen Norden von Island unter schwierigen klimatischen und logistischen Randbedingungen gezeigt. Es konnte dargelegt werden, dass die kontinuierlichen Schweremessungen im Injektions- und Produktionsbereich Hinweise auf die betriebsbedingten Massenverlagerungen im Untergrund erlauben. Für eine Quantifizierung ist die möglichst umfassende Berücksichtigung der ebenfalls erfassten hydrometeorologischen Umgebungsparameter (z.B. Niederschläge, Bodenfeuchte, etc.) und die Einbeziehung von Betriebsparametern (z.B. Injektions- und Produktionsraten) unbedingt erforderlich. Letztere wurden vom Industriepartner Landsvirkjun in beispielhafter Weise zur Verfügung gestellt. Durch die Einbeziehung weiterer isländischer Institutionen und internationaler Forschungseinrichtungen, konnte die Verknüpfung von Forschung und wirtschaftlicher Anwendung erfolgreich demonstriert werden.

Aus den Erfahrungen aus der Umsetzung in Island lassen sich Randbedingungen für den erfolgreichen Einsatz der Methodik ableiten. Diese betreffen insbesondere Notwendigkeiten zur Infrastruktur bei Messungen mit supraleitenden Gravimetern, der Vorgehensweise zur Driftkorrektur sowie zur Erfassung der stationsnahen Grundwassersituation.

Die Kombination der kontinuierlichen mikrogravimetrischen und seismischen Messungen wird zu neuen Möglichkeiten bei der großräumigen Beobachtung und Beurteilung von Reservoirprozessen führen. Eine abschließende Interpretation unter Einbeziehung sämtlicher Daten steht jedoch noch aus.

Publikationen

  • Erbaş, K., Schäfer, F., Guðmundson, A., Júlíusson, E., Hersir, G.P., Warburton, R., Bernard, J.-D., Portier, N., Hinderer, J., Drouin, V., Sigmundsson, F., Ágústsson, K., Männel, B., Güntner, A., Voigt, C., Schöne, T., Jolly, A., Hjartasson, H., Naranjo, D., Jousset, P. (2020): Continuous microgravity monitoring in a volcanic geothermal field: integrated observational approach in Þeistareykir, NE Iceland - Accepted: Proceedings, World Geothermal Congress 2010, paper 13124, Reykjavik, Iceland.
  • Erbas, K., Jaya, M., Jousset, P., Deon, F., Sule, R. M., Frick, S., Huenges, E., Bruhn, D. (2015): German-Indonesian Cooperation on Sustainable Geothermal Energy Development in Indonesia - Status and Perspectives - Proceedings, World Geothermal Congress 2015 (Melbourne, Australia 2015), p. 7. | GFZpublic | PDF |

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Förderung: 03G0858A
01.08.2015-30.06.2019

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