Exploration Lehren aus der Praxis und aktueller Forschungsbedarf Rüdiger Schulz

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1 Exploration Lehren aus der Praxis und aktueller Forschungsbedarf Rüdiger Schulz Geothermische Strombereitstellung in Deutschland, Potsdam,

2 Fündigkeit Wann ist eine geothermische Bohrung erfolgreich? wenn ein geothermisches Reservoir mit einer (oder mehreren) Bohrung(en) in ausreichender Quantität und Qualität erschlossen wird. Die Quantität wird definiert über Leistung P = ρ F c F Q (T i T o ) Q T i Fließrate (l/s) Temperatur ( C) Unter Qualität versteht man i. W. die Zusammensetzung (Chemismus) des Fluids. Es könnten Bestandteile im Fluid auftreten (Gase, Salinität, o. ä.), die bei einem Überschreiten von Grenzwerten eine geothermische Nutzung ausschließen oder erschweren.

3 Hydrothermale Systeme Geeignete Strukturen Sandsteine (porös, klüftig) Karbonatgestein (klüftig, karstig) Meßwagen Reflektor Quelle Geophone Meßwagen Bohrlochgeophon Reflektor VSP Reflexionsseismik Explorationsmethode: Seismik (2D oder 3D) Processing (Geschwindigkeitsfeld) liefert Tiefe und damit indirekt (Temperaturfeld) Temperatur

4 Hydrothermale Systeme? Fließrate? Mächtigkeit Klüftung / Verkarstung hohe Permeabilität hohe Porosität Geeignete Strukturen Sandsteine (porös, klüftig) Karbonatgestein (klüftig, karstig) Explorationsmethode: Seismik (2D oder 3D) Processing: Stapelung Migration Tiefendarstellung Geologische Interpretation: Fazielle Auswertung (im Anfangsstadium)

5 Hydrothermale Systeme? Fließrate? Mächtigkeit Klüftung / Verkarstung hohe Permeabilität hohe Porosität Geeignete Strukturen Sandsteine (porös, klüftig) Karbonatgestein (klüftig, karstig)? Weitere Explorationsmethoden? Magnetotellurik: Anthropogenes Rauschen in besiedelten Gebieten Widerstandskontrast (nur bei salinen Wässern) Elektromagnetik: Geringe Eindringtiefen

6 Petrothermale Systeme Geeignete Strukturen Kristallin (ungestört, Multi-Frac-System) Kristallin (klüftig) Vulkanite (?)? Explorationsmethode: Seismik? Zwei Vorurteile 1. Wir wissen genug (aus Bergbau und Feldstudien), um gleich bohren zu können. 2. Seismik bringt nichts. Das Grundgebirge weist keine Schichtung mehr auf, so dass Verwerfungen und Klüfte im Granit im Allgemeinen nicht mehr klar erkennbar sind. Damit ist die Aussagekraft der Seismik in diesen Gebieten minimal. (Graf, R. (2013): GEOTHERMIE:CH) TAB-Studie (2003)

7 Petrothermale Systeme! Explorationsmethode: Seismik! Sächs. LfLUG (2011) Fallbeispiel 3D-Seismik im Erzgebirge Lüschen (2014)

8 Tiefe Geothermie Sedimente Kristallin Explorationsmethode: Seismik Strukturen Tiefe Temperatur 100 m Lüschen et al. (2011) 150 m

9 Forschungsbedarf Sedimente Kristallin? Fließrate? Klüftung / Verkarstung hohe Permeabilität hohe Porosität Fazielle Auswertung Explorationsmethode: Seismik Geschwindigkeitsanalyse Diffraktionen Seismische Attribute Kalibrierung anhand von Bohrungen Seismik als Grundlage für Reservoirmodelle Exploration weiterer geothermisch relevanter Schichten Rotliegend-Sandsteine Unterkarbon (Kohlenkalke)

10 Forschungsbedarf Sedimente Kristallin? Fließrate? Mächtigkeit hohe Permeabilität Explorationsmethode: Seismik Nachweis aktiver Störungen (Methodenkombination) Abbild der internen Struktur Ergänzungsmethode: Magnetotellurik (bei salinaren Wässern) Einsetzbarkeit Spannungsfeldanalysen Genese (mechanische und mineralogische Veränderungen) Nachweis der hydraulischen Verbindung von Störungen

11 Forschungsbedarf Sedimente Kristallin? Fließrate? Bruchverhalten Permeabilität Explorationsmethode: Seismik Geschwindigkeitsanalyse Diffraktionen Seismische Attribute Bohrungen zur Erkundung Nachweis von Fracs durch VSP (vertical seismic profiling) Nachweis von Veränderungen: 4D-Seismik?

12 Exploration S c h ö n e n D a n k f ü r I h r e A u f m e r k s a m k e i t

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