Effiziente Seismische Exploration und Überwachung geothermischer Reservoire unter Nutzung ortsverteilter faseroptischer DehnungsSensorik entlang Existierender Telekommunikationsinfrastruktur - SENSE

Im Rahmen des Projektes SENSE soll eine neuartige seismische Explorations- und Überwachungsmethode entwickelt und getestet werden, welche weder die Auslage eines dichten Empfängernetzwerkes während der Explorationsphase noch die Installation eines engmaschigen Netzwerkes zur Detektion von Mikrobeben benötigt. Darüber hinaus kann unter optimalen Bedingungen auf die Nutzung einer aktiven Quelle während Explorationsmessungen verzichtet werden. Das Verfahren basiert auf der Nutzung passiver seismischer Signale sowie der natürlichen Bodenunruhe als Quellsignal. Als Empfänger dienen faseroptische Kabel, welche zur Datenkommunikation im innerstädtischen Bereich, sowie als Fernverbindungen weit verbreitet sind. Entlang existierender Kabel soll das seismische Wellenfeld mittels eines neu entwickelten Verfahrens für ortsverteilte faseroptische Dehnungsmessungen aufgezeichnet und zur Exploration von geologischen Strukturen sowie der Überwachung von Prozessen im Untergrund (z.B. Änderung physikal. Eigenschaften, Fließbewegungen, …) ausgewertet werden. Die Ergebnisse der passiven Datenaufzeichnung sollen durch Messungen mit einer aktiven seismischen Quelle und mit Ergebnissen einer Explorationsbohrung lokal kalibriert, und in die Fläche extrapoliert werden. Weiterhin sollen die Daten genutzt werden um die Detektionsschwelle für ein mikroseismisches Monitoring zu ermitteln.

Die im Verbundprojekt SENSE entwickelte Messtechnik soll vom GFZ zur Datenerhebung im Feld angewendet werden. Die Ergebnisse der Studie sollen helfen eine neuartige Explorationstechnologie zu testen und auf einen technologischen Reifegrad (TRL) von 5-6 zu heben,

  • welche die existierende Telekommunikationsinfrastruktur, welche in urbanen Räumen in der Regel flächendeckend vorhanden ist, zur Messung seismischer Signale nutzt und somit eine große Auslage/Installation von klassischen seismischen Sensoren ersetzen kann
  • welche zur Verringerung des Fündigkeitsrisikos bei der Exploration potentieller geothermischer Standorte beitragen kann. Dies ist insbesondere der Fall in anderweitig für eine Exploration schwer oder unzugänglichen Gebieten wie dem dicht besiedelten innerstädtischen Raum.
  • welche im Vergleich zu konventionellen seismischen Explorationsverfahren bei ähnlicher Datenqualität durch die Nutzung existierender Infrastruktur
    • einen deutlich verringerten „footprint“ im Vergleich zu konventionellen seismischen Explorationskampagnen hat und damit sowohl umweltverträglicher ist als auch geringere Akzeptanzprobleme mit sich bringt. Eine passive Messung erfordert kein aufwendiges Genehmigungsverfahren.
    • kostengünstiger ist, da der personelle und technische Aufwand für die Datenerhebung auf ein Minimum reduziert werden kann.
    • 3D seismische Untersuchungen signifikant zu ergänzen, in machen Anwendungsfällen möglicherweise auch zu ersetzen.
  • welche zur mikroseismischen Überwachung eines Standortes während der Bohr- und Testphase, einer möglichen Stimulationsphase als auch während einer Betriebsphase geeignet ist.
  • die zur Überwachung kritischer Komponenten während des Betriebs einer geothermischen Anlage (Rohrleitungen, Wärmetauscher,…) geeignet ist und sich somit Reparaturzyklen besser planen lassen, sowie der Betrieb der Anlage optimiert und Ausfallzeiten minimiert werden können
  • GFZ (Koordination)
  • Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
  • Digos Potsdam GmbH
  • gempa GmbH

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi

Laufzeit: 01.03.2020 - 28.02.2023

Kontakt

Charlotte Krawczyk
Leitung
Prof. Dr. Charlotte Krawczyk
Geophysikalische Abbildung des Untergrunds
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