s/hydraulische-stimulation/Hydraulische Stimulation/gi
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Das Projekt "UG: GEOSMART: Integrierte Risikoanalyse auf der Grundlage gekoppelter Simulationen für die Nutzung des tiefen geologischen Untergrundes, Vorhaben: Bohrlochintegrität und Fluidleckage" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Ziel des Verbundprojekts GEOSMART ist es, eine transparente und standortunabhängige Methode zur Risikobewertung von hydrothermalen und petrothermalen Tiefengeothermieprojekten sowie von Speicherprojekten auf Grundlage einer modularen Simulation des Gesamtsystems zu entwickeln. Üblicherweise wird bei Risikoanalysen zunächst eine Reihe konzeptioneller Vereinfachungen vorgenommen, um komplexe Prozesse im Rahmen probabilistischer Ansätze beschreiben zu können. Für das Projekt GEOSMART wurde ein entgegengesetzter Ansatz gewählt. Es ist beabsichtigt, die erforderlichen Prozessmodelle zunächst entsprechend dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik einschließlich der Prozesskopplung zu entwickeln. Im Anschluss werden für die Prozessmodelle mittels Sensitivitätsanalysen die Schlüsselparameter identifiziert, die den größten Einfluss auf die einzelnen Risikokomponenten haben. Die Abhängigkeit der Risikokomponenten von den Schlüsselparametern wird dann in Form von Wertetabellen bzw. Antwortfunktionen abgebildet und an ein zentrales Systemsimulationsmodell übergeben, mit dem die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die einzelnen Risikokomponenten berechnet wird. Die Schnittstelle über die Wertetabellen bzw. Antwortfunktionen stellt die wesentliche Vereinfachung dar und ermöglicht eine probabilistische Simulation komplexer Modelle. Der entscheidende Vorteil gegenüber herkömmlichen Risikoanalysen besteht darin, dass die relevanten Prozesse nicht auf Grundlage stark vereinfachter Modelle abgebildet werden, was die Genauigkeit von Prognosen deutlich erhöht. Das Projekt GEOSMART gliedert sich in fünf Arbeitspakete. Im Rahmen des ersten Arbeitspaketes wird mit Hilfe des Programmpaketes GoldSim ein zentrales Systemsimulationsmodell entwickelt, an das sämtliche Prozessmodelle über Schnittstellen gekoppelt werden. Das zweite Arbeitspaket befasst sich mit einem Prozessmodell zur Integrität des Deckgebirges und den Auswirkungen von unkontrolliertem Risswachstum im Rahmen der hydraulischen Stimulation. Hierfür sind gekoppelte strömungsmechanische Simulationen vorgesehen. Im dritten Arbeitspaket wird die Migration von Fluiden aus einem Reservoir über geologische Schwächezonen betrachtet. Dabei wird mit dem Prozessmodell insbesondere der Stoff- und Wärmetransport quantifiziert. Änderungen des Spannungsfeldes und die dadurch möglicherweise induzierte Seismizität stehen im Zentrum des vierten Arbeitspaketes. Es ist geplant, mit einem Prozessmodell Wertetabellen für die Eintrittswahrscheinlichkeit solcher Ereignisse und Erschütterungskarten zu liefern. Im fünften Arbeitspaket wird die Integrität von Bohrungssystemen untersucht. Unter Berücksichtigung aller relevanten Prozesse erfolgt die Quantifizierung von Fluidleckagen für das Gesamtsystem Bohrung mithilfe gekoppelter numerischer Simulationen. (Text gekürzt)
Das Projekt "UG: STIMTEC: STIMulationstests mit charakterisierenden periodischen Pumpversuchen und hochauflösender seismischer Überwachung: Verbesserung von Prognosemodellen und Echtzeit-Überwachungs-TEChnologien für die Erzeugung von Wasserwegsamkeiten im Kristallingestein^Vorhaben: Simulation der Rissnetzwerksgenese während der Stimulationstests zur Mechanismenvalidierung, Vorhaben: Mikroseismisches Monitoring von Simulationstests in strukturell charakterisiertem Kristallingestein und Korrelation der Hypozentrenverteilung von mikroseismischen und akustischen Ereignissen mit dem in Bohrungen direkt bestimmten Rissinventar" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Das Projekt STIMTEC konzentriert sich auf die Optimierung von Stimulationsverfahren und die Erforschung dabei ablaufender hydro-mechanischer Prozesse, um die Prognosefähigkeit für Stimulationsverläufe zu steigern und damit eine ökonomische und ökologische Gewinnung geothermischer Energie zu ermöglichen. Die Bündelung interdisziplinärer Kompetenzen an drei wissenschaftlichen Einrichtungen und eines KMU nutzend, soll die Ausbreitung hydraulischer Wegsamkeiten unter bekannten Randbedingungen im Feldversuch durch periodische Pumptests und hochauflösendes seismisches 3D-Monitoring analysiert und in Kombination mit numerischen Modellierungen eine Technologie zur kontrollierten Durchführung von Stimulationen entwickelt werden. Die Aussagen über die aktivierten hydraulischen Wegsamkeiten werden durch nachträgliches Erbohren, hydraulisches Testen und Laborexperimente an Kernmaterial des stimulierten Bereichs validiert, was erstmals einen eindeutigeren Nachweis der ablaufenden hydro-mechanischen Prozesse und eine Zuordnung ihrer diagnostischen Phänomene erlaubt. Das Projekt trägt dem Fehlen meso-skaliger Experimente Rechnung, die gegenüber der realen Skala den Vorteil der Kontrolle über Randbedingungen und Kenntnis der Gesteinsstrukturen und gegenüber Laborexperimenten den Sprung auf die praxisrelevante Zehnermeter-Skala bieten. Es wird ein hervorragend charakterisiertes Reservoirlabor mit einzigartigen Möglichkeiten für eine Weiternutzung hinterlassen. Die Projektarbeiten durch das GFZ zu den Arbeitspaketen AP1-3 sind in 6 Teilabschnitte untergliedert, die eng in den Ablaufplan des Gesamtvorhabens eingebunden sind (Details im Antrag). Folgende Schritte sind geplant: (1) Installation und Instrumentierung, (2) Ultraschall-Messungen, (3) Mikroseismische Beobachtungen, (4) Auswertung der Daten, (5) Wiederholungsmessungen, (6) Zusammenfassende Auswertung der Messergebnisse.
Das Projekt "Vorhaben: Mikroseismisches Monitoring von Simulationstests in strukturell charakterisiertem Kristallingestein und Korrelation der Hypozentrenverteilung von mikroseismischen und akustischen Ereignissen mit dem in Bohrungen direkt bestimmten Rissinventar^Vorhaben: Simulation der Rissnetzwerksgenese während der Stimulationstests zur Mechanismenvalidierung^UG: STIMTEC: STIMulationstests mit charakterisierenden periodischen Pumpversuchen und hochauflösender seismischer Überwachung: Verbesserung von Prognosemodellen und Echtzeit-Überwachungs-TEChnologien für die Erzeugung von Wasserwegsamkeiten im Kristallingestein^Vorhaben: Simulation zur hydraulisch erzeugten Rissausbreitung in einem Untertage-Experiment auf Basis von Spannungsfeldsimulationen und laborativer Gesteinsparameterermittlung, Vorhaben: HYSPALAB" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bochum, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Arbeitsgruppe Gesteinsphysik.Das Projekt STIMTEC widmet sich der Optimierung von Stimulationsverfahren und der Erforschung dabei ablaufender hydro-mechanischer Prozesse, um die Prognosefähigkeit für Stimulationsverläufe zu steigern und damit eine ökonomische und ökologische Gewinnung geothermischer Energie zu ermöglichen. Die Bündelung interdisziplinärer Kompetenzen an drei wissenschaftlichen Einrichtungen und eines KMU nutzend, soll die Ausbreitung hydraulischer Wegsamkeiten unter bekannten Randbedingungen im Feldversuch durch hochauflösendes seismisches 3D-Monitoring beobachtet und in Kombination mit hydraulischen Versuchen sowie numerischen Modellierungen eine Technologie zur kontrollierten Durchführung von Stimulationen entwickelt werden. Die Aussagen über die aktivierten hydraulischen Wegsamkeiten werden durch nachträgliches Erbohren, hydraulische Tests und Laborexperimente an Kernmaterial des stimulierten Bereichs validiert, was erstmals einen eindeutigeren Nachweis der ablaufenden hydro-mechanischen Prozesse und eine Zuordnung der für sie diagnostischen Phänomene erlaubt. Das Projekt trägt dem Fehlen meso-skaliger Experimente Rechnung, die gegenüber der realen Skala den Vorteil der Kontrolle über Randbedingungen und Kenntnis der Gesteinsstrukturen und gegenüber Laborexperimenten den Sprung auf die praxisrelevante Zehnermeter-Skala bieten. Es wird ein hervorragend charakterisiertes Reservoirlabor mit einzigartigen Möglichkeiten für eine Weiternutzung hinterlassen.
Das Projekt "Vorhaben: Analyse der Deckgebirgsintegrität am Beispiel eines Gasspeichers sowie der Stabilität der Risssysteme eines Tiefengeothermieprojekts im Rahmen einer Sensitivitäts- und Risikoanalyse^Vorhaben: Bohrlochintegrität und Fluidleckage^UG: GEOSMART: Integrierte Risikoanalyse auf der Grundlage gekoppelter Simulationen für die Nutzung des tiefen geologischen Untergrundes^Vorhaben: Numerische Simulation der induzierten Seismizität am Beispiel eines Erdgasspeichers sowie eines petrothermalen und eines hydrothermalen Geothermiestandortes, Vorhaben: Schadstoff- und Formationsfluidausbreitung unter besonderer Berücksichtigung von Störungssystemen und geochemischen Prozessen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DMT GmbH & Co. KG.Ziel ist die Entwicklung einer integrierten Vorgehensweise zur Durchführung von Risikoanalysen im Bereich der geothermischen Energiegewinnung und Speicherung von Fluiden im tiefen geologischen Untergrund. Der Kern der Methodik besteht dabei auf der gekoppelten Prozesssimulation unter Berücksichtigung von Mehrphasenströmung, Geomechanik und Geochemie. Die entwickelte Methodik wird anhand real existierender Projekte/Standorte angewendet und validiert (Fluidphasentransport hinsichtlich Permeabilitätsänderungen, Transportmechanismen, Rissbildung und Heilung sowie Fluidmobilisierung durch Lösungs- und Fällungsreaktionen auf verschiedenen Skalen). Mit Hilfe eines umfangreichen numerischen Ansatzes, welcher geochemische und geomechanische Aspekte verbindet, soll die Varianz und Charakteristika der Überganszonen von natürlichen und artifiziellen Kavernen zum unveränderten Gestein erfasst und bewertet werden. Zur Validierung der Skalierbarkeit werden Untersuchungen auf verschiedenen Skalen durchgeführt. Mit Hilfe numerischer Simulationen sollen prozessorientierte, übertragbare Modellierungsansätze gefunden werden. Das Projekt ist in 5 Arbeitspakete gegliedert. Dabei ist eine enge Kooperation zwischen den AP's erforderlich, da die Arbeitspakete aufeinander aufbauen. DMT leitet das AP 3 'Schadstoff- und Formationsfluidausbreitung' (DMT, GFZ, GEOS) und benötigt insbesondere Ergebnisse aus dem AP2 (Rissausbreitung) zur Beschreibung der Schwächezonen. Die Ergebnisse des AP sind Grundlage zur ganzheitlichen Bewertung im AP1.
Das Projekt "Vorhaben: Mikroseismisches Monitoring von Simulationstests in strukturell charakterisiertem Kristallingestein und Korrelation der Hypozentrenverteilung von mikroseismischen und akustischen Ereignissen mit dem in Bohrungen direkt bestimmten Rissinventar^Vorhaben: Simulation der Rissnetzwerksgenese während der Stimulationstests zur Mechanismenvalidierung^UG: STIMTEC: STIMulationstests mit charakterisierenden periodischen Pumpversuchen und hochauflösender seismischer Überwachung: Verbesserung von Prognosemodellen und Echtzeit-Überwachungs-TEChnologien für die Erzeugung von Wasserwegsamkeiten im Kristallingestein, Vorhaben: Simulation zur hydraulisch erzeugten Rissausbreitung in einem Untertage-Experiment auf Basis von Spannungsfeldsimulationen und laborativer Gesteinsparameterermittlung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie.Das Projekt STIMTEC konzentriert sich auf die Optimierung von Stimulationsverfahren und die Erforschung dabei ablaufender hydro-mechanischer Prozesse, um die Prognosefähigkeit für Stimulationsverläufe zu steigern und damit eine ökonomische und ökologische Gewinnung geothermischer Energie zu ermöglichen. Die Bündelung interdisziplinärer Kompetenzen an drei wissenschaftlichen Einrichtungen und eines KMU nutzend, soll die Ausbreitung hydraulischer Wegsamkeiten unter bekannten Randbedingungen im Feldversuch durch periodische Pumptests und hochauflösendes seismisches 3D-Monitoring analysiert und in Kombination mit numerischen Modellierungen eine Technologie zur kontrollierten Durchführung von Stimulationen entwickelt werden. Die Aussagen über die aktivierten hydraulischen Wegsamkeiten werden durch nachträgliches Erbohren, hydraulisches Testen und Laborexperimente an Kernmaterial des stimulierten Bereichs validiert, was erstmals einen eindeutigeren Nachweis der ablaufenden hydro-mechanischen Prozesse und eine Zuordnung ihrer diagnostischen Phänomene erlaubt. Das Projekt trägt dem Fehlen meso-skaliger Experimente Rechnung, die gegenüber der realen Skala den Vorteil der Kontrolle über Randbedingungen und Kenntnis der Gesteinsstrukturen und gegenüber Laborexperimenten den Sprung auf die praxisrelevante Zehnermeter-Skala bieten. Es wird ein hervorragend charakterisiertes Reservoirlabor mit einzigartigen Möglichkeiten für eine Weiternutzung hinterlassen. Der Arbeitsplan umfasst folgende Schritte: 1.) Analyse spezifischer Daten aus dem Forschungsbergwerk sowie Literaturrecherche zum Stand von W+T 2.) Numerische Spannungsfeldsimulation 3.) Mechanische Laborversuche Deformationsparametern sowie bruchmechanischen Kennwerten an Freiberger Gneisproben 4.) Numerische Simulation der Rissausbreitung
Das Projekt "UG: STIMTEC: STIMulationstests mit charakterisierenden periodischen Pumpversuchen und hochauflösender seismischer Überwachung: Verbesserung von Prognosemodellen und Echtzeit-Überwachungs-TEChnologien für die Erzeugung von Wasserwegsamkeiten im Kristallingestein, Vorhaben: Simulation der Rissnetzwerksgenese während der Stimulationstests zur Mechanismenvalidierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: geomecon GmbH.Das Projekt STIMTEC konzentriert sich auf die Optimierung von Stimulationsverfahren und die Erforschung dabei ablaufender hydro-mechanischer Prozesse, um die Prognosefähigkeit für Stimulationsverläufe zu steigern und damit eine ökonomische und ökologische Gewinnung geothermischer Energie zu ermöglichen. Die Bündelung interdisziplinärer Kompetenzen an drei wissenschaftlichen Einrichtungen und eines KMU nutzend, soll die Ausbreitung hydraulischer Wegsamkeiten unter bekannten Randbedingungen im Feldversuch durch periodische Pumptests und hochauflösendes seismisches 3D-Monitoring analysiert und in Kombination mit numerischen Modellierungen eine Technologie zur kontrollierten Durchführung von Stimulationen entwickelt werden. Die Aussagen über die aktivierten hydraulischen Wegsamkeiten werden durch nachträgliches Erbohren, hydraulisches Testen und Laborexperimente an Kernmaterial des stimulierten Bereichs validiert, was erstmals einen eindeutigeren Nachweis der ablaufenden hydro-mechanischen Prozesse und eine Zuordnung ihrer diagnostischen Phänomene erlaubt. Das Projekt trägt dem Fehlen meso-skaliger Experimente Rechnung, die gegenüber der realen Skala den Vorteil der Kontrolle über Randbedingungen und Kenntnis der Gesteinsstrukturen und gegenüber Laborexperimenten den Sprung auf die praxisrelevante Zehnermeter-Skala bieten. Es wird ein hervorragend charakterisiertes Reservoirlabor mit einzigartigen Möglichkeiten für eine Weiternutzung hinterlassen. Der Projektpartner geomecon GmbH analysiert numerisch das durch die Stimulation hervorgerufenen Rissmuster mittels roxol. Der Schwerpunkt der Simulationen wird auf der Identifizierung der maßgeblichen Mechanismen bei der Evolution des Rissnetzwerkes liegen. Der Arbeitsplan der Arbeitspakete der geomecon beinhaltet folgende Einzelpunkte: Felskartierung, Modellbildung, Risswachstumsmodelle und Modellerweiterungen, Vergleichende Simulation des Risswachstums, Modellerweiterung und Validierung
Gemeinsame Pressemitteilung von Umweltbundesamt und Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Grundwasser nicht gefährdet – seismische Überwachung inzwischen Standard Die tiefe Geothermie birgt in Deutschland keine unbeherrschbaren Risiken für die Umwelt. Das ist das Ergebnis einer Studie, die die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) erstellt hat. Grundlage war eine Verwaltungsvereinbarung mit dem Umweltbundesamt (UBA). Die tiefe Geothermie setzt meist erst unterhalb von 2.000 Metern an. Dort herrschen Temperaturen von mehr als 60 Grad Celsius. Um diese Erdwärme zu nutzen, kann es manchmal nötig sein, Wasser mit hohem Druck in die dortigen Gesteinsschichten zu pressen. Damit werden Fließwege für die spätere Wasserzirkulation des Geothermie-Kraftwerkes geschaffen. Bei dieser Methode kommen keine wassergefährdenden Zusätze zum Einsatz. Lediglich in Kalkstein werden gegebenenfalls verdünnte Säuren umweltverträglich eingesetzt. Schäden durch seismische Ereignisse sind bei kontrolliertem Vorgehen nicht zu befürchten. Beim Einpressen von Wasser in den Untergrund kann es in seltenen Fällen zu spürbaren Erschütterungen kommen. Auf derart induzierte Seismizität kann, im Gegensatz zu natürlichen Erdbeben, durch Regulierung des Wasserdrucks eingewirkt werden. Dafür ist ein seismologisches Monitoring notwendig, das mittlerweile Standard ist. Dieses überwacht seismische Ereignisse, erlaubt deren Ortung und ein schnelles Eingreifen. Generell gilt: Die maximale Stärke von induzierten seismischen Ereignissen ist in der Geothermie deutlich niedriger als bei vielen weiteren Bergbauaktivitäten. Die Risiken sind bei Beachtung der in der Genehmigung festgelegten Vorsichtsmaßnahmen weder wahrscheinlich noch schwerwiegend. Gefahren für das zur Trinkwassergewinnung nutzbare Grundwasser sind mit den angewandten Methoden bei Einhaltung der Vorgaben des Bergrechts sowie der Beachtung der Anforderungen des Trink- und Grundwasserschutzes nicht zu erwarten. Falls Störfälle im Betrieb etwa durch undichte Bohrungen auftreten, sind sie erkennbar und in ihrer Auswirkung räumlich begrenzt. Allenfalls die natürlichen Tiefengrundwässer in dem geothermischen Reservoir bergen ein gewisses Risikopotential. So kann bei der Erschließung von Erdwärme je nach Region Tiefenwasser mit hohem Salzgehalt und weiteren trinkwasserhygienisch relevanten Spurenstoffen mitgefördert werden. Auch hier sind die bestehenden Standards zu beachten und das belastete Tiefenwasser muss demnach gegebenenfalls über Tage fachgerecht entsorgt werden. Beim Betrieb selbst handelt es sich um einen obertägig geschlossenen Wasserkreislauf, zu entsorgendes Lagerstättenwasser fällt dabei nicht an. Zur Vorausplanung und Begleitung der hydraulischen Stimulationen, die zur Schaffung von Fließwegen dienen (Fracking), werden spezielle Voruntersuchungen und begleitende Monitoringmaßnahmen sowie die Auswertung sämtlicher Daten empfohlen. Zukünftige Projekte sollten wegen der noch geringen Anzahl bestehender Anlagen intensiv wissenschaftlich begleitet werden. Zudem werden Empfehlungen für die Einrichtung von seismischen und hydrogeologischen Beobachtungsstationen gegeben. Beprobungen sollten bereits im Vorfeld der Errichtungsphase beginnen. Insgesamt wird so ein wirkungsvolles Frühwarnsystem geschaffen, das Risiken entgegenwirkt. Für das Gutachten wurden aktuelle Studien ausgewertet und mithilfe von Literatur- sowie mit bislang unveröffentlichten Betreiberdaten Pilotprojekte in Deutschland und im angrenzenden Ausland analysiert.
Die vorliegende Studie untersucht die wasserbezogenen Umweltauswirkungen und Risiken für Mensch und Umwelt, die mit dem Einsatz der Fracking-Technologie (hydraulische Stimulation) im Rahmen der Erkundung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten verbunden sein können. Die Studie befasst sich mit den naturwissenschaftlich-technischen Sachverhalten und den bestehenden berg- und umweltrechtlichen Bestimmungen. Alle Aspekte wurden im Hinblick auf die gemeinsamen Schnittmengen, Differenzen sowie Wissens- und Informationsdefizite analysiert. Veröffentlicht in Texte | 61/2012.
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