Die Hydraulische Stimulation ist ein in der Geothermie übliches Verfahren zu Verbesserung der Lagerstätten Eigenschaften. Dabei werden durch Einpressen von Wasser ohne chemische Zusätzen vorhandene Risse aufgeweitet, so dass sich die Permeabilität (Wasserwegsamkeit) des Gesteins bessert. Es ist nicht Ziel der Stimulation, neue Risse zu erzeugen.
Die Hydraulische Stimulation ist eine Ertüchtigungsmaßnahme im Bereich der Tiefengeothermie. Sie wird eingesetzt, um die Ergiebigkeit eines Aquifers, also die erzielbare Förderrate des Thermalwassers, zu steigern.
Bei der hydraulischen Stimulation wird Wasser in das Kluftsystem des Reservoirgesteins gepumpt. Der Wasserdruck liegt über dem jeweiligen Gebirgsdruck und kann bis zu 300 bar betragen. Durch das Einpressen weiten sich bereits existierende Risse aus und es werden gegebenenfalls neue Risse erzeugt. Auf diese Weise wird das Thermalwasserreservoir vergrößert, die Durchlässigkeit erhöht und die Kontaktfläche zwischen dem Gestein und dem Wasser ausgedehnt. Hydraulische Stimulationen, bei denen lediglich Wasser verwendet wird, werden Wasserfracs genannt. Sie werden bevorzugt bei kristallinem Gestein eingesetzt. Bei Stützmittelfracs wird hingegen ein Proppant mit dem Wasser zusammen in das Reservoir eingebracht. Stützmittelfracs werden vermehrt in porösen Sandsteinen angewendet. Der Proppant hält die geweiteten Klüfte nach der Injektion offen. zum Teil werden dem verpressten Wasser Zusatzstoffe wie Salzsäure beigegeben. Durch die Kombination aus hydraulischer Stimulation und Säuerung wird das Bohrloch von Verunreinigungen und Ablagerungen befreit und somit die Effizienz der Stimulation erhöht. Diese beiden Maßnahmen werden häufig beim Hot-Dry-Rock-Verfahren angewendet.
Bei der hydraulischen Stimulation besteht das Risiko, Erderschütterungen durch den Wasserdruck in der Tiefe hervorzurufen. Um dieses Risiko bei der Auswahl des Standortes und der Ertüchtigungsmaßnahme ausreichend zu berücksichtigen, ist die Kenntnis der Spannungen im Gebirge notwendig.
Da diese Art der Stimulation eine gewisse technischen Nähe zu dem bei der unkonventionellen Gasgewinnung eingesetzten hydraulic fracturing hat, ist auch um die Hydraulische Stimulation eine Akzeptanzdiskussion entstanden. Beim Hydraulic Fracturing wird allerding Wasser mit chemischen Zusätzen als Arbeitsmittel eingesetzt. Ziel ist hier dann auch das Aufbrechen des Gesteins unter hydraulischem Druck, also die Erzeugung neuer Klüfte.
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Weitere Literatur siehe:
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