Im Verbundprojekt Restless soll die Frage geklärt werden, ob und in wieweit das Risiko induzierter Seismizität von der Lithologie des erschlossenen geothermischen Reservoirs abhängt. Gesamtziel des Projekts ist es, mit einer Kombination von Gelände-, Labor- und numerischen Methoden die notwendigen Bedingungen zur Reaktivierung von Störungen und die resultierende Seismizität in Abhängigkeit von deren geometrischen und lithologischen Eigenschaften genauer zu untersuchen.

Steckbrief

Kooperationspartner und Teilprojekte

Institut für Geothermisches Ressourcenmanagement im Institut für Innovation Transfer und Beratung gGmbH, Ziel dieses Teilprojekts ist es zu untersuchen, bei welchen definierten Druckveränderungen in einem geothermischen Reservoir es bei gegebenen regionalen Spannungsverhältnissen zu induzierter Seismizität kommen kann. Dies soll durch die Weiterentwicklung hauseigener Simulationscodes erfolgen. Die geplanten transienten THM-Simulationen sowohl die räumliche und zeitliche Verteilung der seismischen Ereignisse als auch deren Quellsignalcharakteristik liefern. Diese Informationen werden dann genutzt, um die vom Quellort (Hypozentrum) ausgehenden seismischen Wellen im dreidimensionalen Raum zu simulieren und die daraus resultierenden Bodenschwinggeschwindigkeiten abzuschätzen. Notwendige Eingangsdaten und Randbedingungen der Simulationen, z.B. zu Modellgeometrien und gesteinsphysikalischen Parametern, werden durch die Verbundpartner zur Verfügung gestellt und durch eigene H/V-Messungen im Gelände ergänzt. Die Simulation erfolgen zunächst an generischen Modellen zur Erlangung eines besseren Prozessverständnisses sowie zur Untersuchung des möglichen Effekts unterschiedlicher Lithologien auf die induzierte Seismizität. Anschließend werden Simulationen für zwei Beispielstandorte durchgeführt. Die Arbeiten werden ergänzt durch eine Literaturstudie, welche neben der Recherche zu gesteinsphysikalischen Eigenschaften insbesondere eine Aufarbeitung existierender Geothermiestandorte hinsichtlich ihrer durchteuften Lithologien und induzierter Seismizität beinhaltet.

Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Material- und Geowissenschaften - Institut für Angewandte Geowissenschaften - Fachgebiet Ingenieurgeologie, Die Projektarbeiten der TUDa zielen zum einen auf die Bestimmung der felsmechanischen Kennwerte von Reservoir- und Störungszonengesteinen sowie Trennflächen. Neben statischen Parametern werden in Ringscherversuchen auch Verformungsraten-abhängige Materialeigenschaften gemessen. Diese Kenngrößen werden in einem zweiten Arbeitspaket zur Parametrisierung von geomechanischen Modellen genutzt. Der Einfluss der Geometrie und Internstruktur von Störungszonen auf die induzierte Seismizität werden zunächst anhand von generischen Modellen untersucht. So kann ein grundlegendes Prozessverständnis entwickelt bzw. können Parameterstudien und Sensitivitätstest zur Bestimmung der wesentlichen Kontrollparameter durchgeführt werden. Anschließend erfolgt die Anwendung der Modellierungstechniken auf zwei Geothermiestandorte im Oberrheingraben, wobei der Fokus der numerischen Simulationen auf einer realitätsnahen Einbeziehung von Störungszonen und der Prognose der Spannungszustände auf den Störungen liegt. Von den Projektergebnissen werden konkrete Handlungsempfehlungen für Genehmigungsbehörden und Projektentwickler zur Beurteilung der Risiken induzierter Seismizität erwartet.

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Geologie, Geozentrum Nordbayern, Das Teilvorhaben untersucht die hydraulischen Eigenschaften des Kluftnetzwerkes im Nahbereich von Störungszonen im Granit. Im GranitLab des GZN können die hydraulischen, petrophysikalischen und geomechanischen Eigenschaften von spröden Störungszonen in Graniten untersucht werden. Das Granitlab verfügt über 15 hydraulisch und bohrlochgeophysikalisch untersuchte Bohrungen mit einer Tiefe von ca. 25 m. Diese sollen im Zuge von RESTLESS durch drei Schrägbohrungen mit einer Tiefe von 100 m erweitert werden. Die Kernbohrungen werden bohrlochgeophysikalisch vermessen. Produktions- und Injektionsversuche dienen der Bestimmung der Permeabiliät des Kluftnetzwerkes, des Rissöffnungsdruckes und der Richtung der minimalen Hauptspannung. Geometrie und Vernetzung des Kluftnetzwerkes werden mit Bohrlochradar und Bohrlochtomographie bestimmt. Hierzu sind wiederholte Messungen vorgesehen, u.a. auch vor und nach der Injektion eines Salzwassertracers, der dazu dient, die Fließwege und -geschwindigkeiten im Kluftnetz nachvollziehen zu können. Die analytischen Auswertungen der Messdaten sollen zu einem besseren Verständnis Fließbedingungen, der Druckausbreitung und den hydraulisch relevanten Reservoirbedingungen führen. Daneben werden im Labor Gesteinsproben aus Analogaufschlüssen petrophysikalisch untersucht, um mit den Messergebnissen die Modellierungen zu parametrisieren. Darüber hinaus werden mit XRD-Analyse der Tonmineralgehalt und die Art der Tonminerale ermittelt.

Johannes Gutenberg-Universität Mainz - FB 09 Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften - Institut für Geowissenschaften, Ziel dieses Teilprojekts ist es, die typische Struktur, Topologie und Kinematik charakteristischer Störungszonen zu bestimmen, die wahrscheinlich in tiefen geothermischen Reservoiren des ORG anzutreffen sind, indem mikro- bis makroskalige Beobachtungen integriert werden, und kinematische Daten zu verwenden, um die Deformationsgeschichte sowohl von Störungssystemen als auch von dazwischen liegenden Blöcken zu rekonstruieren.

Deutsche Erdwärme GmbH, Das Teilprojekt der DEW wird hierzu maßgebliche Forschungsdaten aus Tiefbohrungen gewinnen und zur wissenschaftlichen Analyse bereitstellen, ohne diese die wesentlichen Erkenntnisgewinne des Gesamtvorhabens nicht möglich wären und die Aussagekraft des Forschungsprojektes maßgeblich eingeschränkt wäre. Die DEW als auch die gesamte geothermische Industrie hat an der Evaluierung dieser zu generierenden geophysikalischen, hydraulische und seismischen Forschungsdaten ein vitales Interesse, da die Geothermievorhaben in einer frühen Entwicklungsphase wesentlich besser hinsichtlich einer möglichen seismischen Gefährdung beurteilt werden können und folglich die Erfolgswahrscheinlichkeit des Projekts erhöht werden und damit auch deren Akzeptanz in der Öffentlichkeit verbessert werden kann.

Weblinks

https://www.enargus.de/search/?q=Restless

zuletzt bearbeitet Oktober 2023, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de