Mitglied werden Sponsor werden

Produktivität

Wie bereits in SCHULZ et al. (2003, 2004) und SCHULZ (2004, 2006, 2008, 2012) beschrieben, ist der relevante Parameter jeder geothermischen Anwendung die thermische Leistung oder Produktivität Pth, welche wie folgt definiert ist:

Pth = ρF x cF x Q x (TE-TA)

Man bezeichnet die Dichte und Wärmekapazität als qualitative Eigenschaften und die Förderrate und die Temperaturdifferenz am Wärmetauscher als quantitative Eigenschaften. Die quantitativen Eigenschaften sind jene, die versicherungsfähig sind und somit mittels POS-Studien bewertet werden. Dabei wird die Förderrate auf eine definierte Absenkung des Wasserspiegels bezogen, was somit der Produktivität der Bohrung bzw. des Aquifers entspricht. Der Produktivitätsindex PI istdefiniert als:

PI = Q/Δp

  • Q Förderrate, Volumenstrom [m3 x s-1]
  • Δp, Δh Depression, Absenkung des Wasserspiegels [m], [bar] oder [MPa]

Die sicherste Möglichkeit zur Bestimmung des Produktivitätsindexes ist ein mindestens 20-tägiger Probebetrieb an einer Bohrungsdublette (Förder- und Injektionsbohrung). Nach Abteufen einer Bohrung wird diese häufig durch einen hydraulischen Kurzzeittest geprüft. Auch hier werden Förderrate und Druckabsenkung bestimmt, allerdings häufig bei Förderraten, die geringer als in der späteren Betriebsphase sind. Sind hydraulische Testdaten von umliegenden Bohrungen bekannt, lässt sich eine sichere Prognose zu den PI und möglichen Förderraten treffen. Sind keine Bohrungen mit Testdaten vorhanden, lassen sich die PI entsprechend eines geologischen Modells abschätzen. Basis der Durchlässigkeitsangaben sind dann Kerndaten von Bohrungen oder abgeleitete Werte aus bohrloch-geophysikalischen Messungen. Meist ist hier die Nutzporosität nach elektrischen Widerstandsmessungen bekannt. Diese wiederum lässt eine grobe Abschätzung der Permeabilität zu (vgl. auch WOLFGRAMM et al. 2008).

Die Grundlage der Bestimmung der Förderrate Q bzw. des PI ist die Darcy-Dupuit‘sche Brunnengleichung, welche als quantitative Parameter die effektive Mächtigkeit und Permeabilität des Aquifers beinhaltet und als qualitative Parameter die Dichte und Viskosität des Reservoirfluids
(vgl. WOLFGRAMM et al. 2014). Für die Abschätzung der möglichen Förderrate im Rahmen einer POS-Studie sind somit Permeabilität und effektive Mächtigkeit des Aquifers relevant.

Litertur

Wolfgramm,Markus, Ingmar Budach, Kerstin Nowak, Jens Zimmermann: Bewertung des Fündigkeitsrisikos bei geothermischen Bohrungen im Norddeutschen Becken. In: DGK (2017) 

Schulz, R.: Fündigkeitsrisiko.- Vortrag auf der 23. Fachtagung der SVG., (2012), 2.12.2018, Bern.

Schulz, R.: Beurteilung des Fündigkeitsrisikos bei geothermischen Bohrungen.- Vortrag auf der FH-DGG, Offenburg, (2008), 27.02.2008.

Schulz, R., Agemar, T., Alten, A.-J., Kühne, K., Maul, A.-A., Pester, S. & Wirth, W.: Aufbau eines geothermischen Informationssystems für Deutschland.- Erdöl Erdgas Kohle 123, 2, (2007), 76-81; Hamburg.

Schulz, R.: Beurteilung des Fündigkeitsrisikos bei geothermischen Bohrungen.- Vortrag auf dem 1. Tiefengeothermie-Forum, TU Darmstadt, (2006), 08.11.2006.

Schulz, R., Thomas, R., Schellschmidt, R.: Geoscientific prospect evaluation for the Unterhaching geothermal power plant.- Z. Angew. Geol., 2, (2004), 28-36.

Schulz, R., Jung, R., Schellschmidt, R.: Abschätzung der Erfolgswahrscheinlichkeit bei geothermischen Bohrungen.- Tagungsband der GtV-Tagung, (2003), 55-65.

Schulz, R. et al.: Regionale Untersuchungen von geothermischen Ressourcen in Nordwestdeutschland.- Bericht des NLfB, Archiv-Nr. 111 758, (1991), 1-161.

Wolfgramm, M., Franz, M., Agemar, T.: Explorationsstrategie tiefer geothermischer Ressourcen am Beispiel
des Norddeutschen Beckens. In: Bauer, M., Freeden, W., Jacobi, H., Neu, T. (Hg.): Handbuch Tiefe Geothermie. – Springer Spektrum, Berlin Heidelberg, (2014), 463-505.

Wolfgramm, M., Rauppach, K., Seibt, P.: Reservoir-geological characterization of Mesozoic sandstones in the North German Basin by petrophysical and petrographical data.- Z. geol. Wiss, 36, 4-5, (2008), 249-265.