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 "Vorhaben: Geomechanische Laboruntersuchungen und Modellierungen zur Sicherheit von Untergrundspeichern im Salzgestein bei zyklischer Belastung - Funktions- und Integritätsnachweis^UG: SUBI: Sicherheit von Untergrundspeichern bei zyklischer Belastung: Funktionalität und Integrität von Speichern und Bohrungen, Vorhaben: Zyklische Kompressibilitätstests in Kombination mit Sperrdruckmessungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesteinslabor Dr. Eberhard Jahns e.K..Vorhabensziel: Untertage Gasspeicher (UGS) sollen für eine höhere Frequenz und z.T. auch Amplitude von Speicheroperationen ausgelegt werden. Der Einfluss zyklischer Belastungen auf die Funktionalität und Sicherheit von UGS stehen deshalb im Fokus des Vorhabens und sollen skalenübergreifend sowohl qualitativ als auch quantitativ betrachtet werden. Ziel ist eine holistische Betrachtung betriebsbedingter Eigenschaftsänderungen von Speicher, Deckgebirge und deren Anbindung an technischen Einrichtungen (z.B. Bohrungen). Eng verzahnte experimentelle und numerische Untersuchungen bilden die Basis für Modellvorhersagen, die mit Feldbeobachtungen validiert werden. Diese Modelle werden für Szenarien-Betrachtungen an generischen und realen Speichern genutzt, um optimierte Verfahrensweisen für den Betrieb abzuleiten. Vorhabensbeschreibung: Laborexperimente sind unabdingbar, um die Effekte des Ein-und Ausspeicherns auf UGS quantitativ zufassen. Das zyklische Be- und Entlasten eines UGS lässt sich im Labor durch sog. zyklische Kompressibilitätstests simulieren. Das Gesteinslabor Dr. Eberhard Jahns hat 20 Jahre Erfahrung mit geomechanischen Laborexperimenten. Schwerpunkte der Laborarbeiten bilden Poroelastizität und Kompressibilität. Das Gesteinslabor wird vollständige Kompressibilitätstests und CPV-Tests an Reservoirgestein und dessen Deckgebirge ausführen, um den Übergang von elastischem zu inelastischem Materialverhalten zu dokumentieren und zu quantifizieren. An den Deckschichtproben werden vor und nach den Belastungstests Permeabilität und kapillarer Sperrdruck bestimmt, um die Auswirkung zyklischer Belastung auf die Dichtigkeit von Speicherdeckschichten zu untersuchen. 2017: Entgegennahme Kernmaterial; Kompressibilitätstests (KT) Reservoir (R). 2018: CPV-Tests R; Sperrdrucktests (SDT) ungestörte Deckschicht (D); KT D. 2019: CPV D; SDT D gestört; Abschlussbericht Der ausführliche Arbeitsplan ist als Anlage beigefügt (bzw. siehe V09a).
Das Projekt "Vorhaben: Modellbildung für die Seismizität konventioneller Gasfelder^UG: SECURE: Nachhaltige und umweltfreundliche Verwendung und Erhaltung von Untergrund Reservoiren, Vorhaben: Automatisierte Überwachung von Mikroseismizität in räumlich begrenzten Reservoiren und einheitliche Behandlung von Unsicherheiten bei der Bestimmung von Herdparametern" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ludwig-Maximilians-Universität München, Department für Geo- und Umweltwissenschaften, Sektion Geophysik.Für eine sichere und nachhaltige Nutzung unterirdischer Geosysteme muss die Integrität von Reservoir- und Barrieregesteinen langfristig gewährleistet sein. Eine besondere Rolle spielen dabei Prozesse, welche durch Rissbildung und Risswachstum zu einer Schwächung des Gesteins führen können. Diese Schwächung kann z. B. durch Diffusions- und Transportprozesse infolge wechselnder Druck- und Spannungsbedingungen hervorgerufen werden. Dabei ist die Rissbildung und Rissausbreitung im Untergrund mit seismischen Ereignissen verbunden. Diese Mikrobeben sind zumeist nur mit entsprechend sensitiver Messtechnik registrierbar, die Seismizität kann allerdings auch spürbare Größenordnungen erreichen oder sogar zu Schädigungen an Bauwerken und Infrastruktur führen. In konventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten wird häufig nach einem längeren Produktionszeitraum eine erhöhte seismische Aktivität festgestellt, die auf Kompaktionsprozesse des Reservoirgesteins und die Aktivierung von Bruchzonen zurückzuführen ist. Bei der hydraulischen Stimulierung unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten oder geothermischer Reservoire werden seismische Ereignisse aufgezeichnet, die je nach Belastungszyklus und Gesteinstyp stark variieren können. Auch in Gasspeichern führen Belastung und Rissbildung zu erhöhter Seismizität, welche Prozesse anzeigt, die sich ungünstig auf die Speicherstabilität auswirken. Im Rahmen des Verbundprojekts SECURE sollen skalenübergreifende Werkzeuge zur Prognose und Charakterisierung hydromechanischer Prozesse bei der Nutzung unterirdischer Reservoirsysteme entwickelt werden. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich dabei auf Rissbildung und Risswachstum in Reservoiren und Deckgesteinen, welche als mikroseismische Ereignisse detektiert werden können. Hierzu sollen Modelle konzipiert werden, die erstmals bruchmechanische Prinzipien mit probabilistischen Seismizitätsmodellen kombinieren. Das Verbundprojekt gliedert sich in drei Arbeitspakete. Im Mittelpunkt des ersten Arbeitspakets steht das Monitoring. Dabei soll geprüft werden, wie schwache Mikroseismizität bestmöglich detektiert und charakterisiert werden kann. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Entwicklung einheitlicher Standards zur Beschreibung von Magnituden und Herdparametern. Das zweite Arbeitspaket umfasst die Entwicklung fluidmechanischer Reservoirmodelle anhand von vier Fallstudien. Hierfür werden von den Industriepartnern Daten aus konventionellen Erdgasfeldern, aus Experimenten zur hydraulischen Stimulierung, aus Gasspeichern und aus geothermischen Aquifersystemen bereitgestellt. Ziel ist es, Druck- und Spannungsfelder als Funktion der Produktions- und Feldparameter zu bestimmen. Im dritten Arbeitspaket sollen auf Basis von Spannungssimulationen Seismizitätsmodelle entwickelt werden, welche zur Kalibrierung der fluidmechanischen Reservoirmodelle dienen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Vorhaben: Modellbildung für die Seismizität konventioneller Gasfelder^Vorhaben: Geomechanische Modellierung von Fluidbewegungen und Seismizität in produzierenden geothermischen Reservoiren^Vorhaben: Automatisierte Überwachung von Mikroseismizität in räumlich begrenzten Reservoiren und einheitliche Behandlung von Unsicherheiten bei der Bestimmung von Herdparametern^UG: SECURE: Nachhaltige und umweltfreundliche Verwendung und Erhaltung von Untergrund Reservoiren, Vorhaben: Gasreservoire und Bruchprozesse" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Für eine sichere und nachhaltige Nutzung unterirdischer Geosysteme muss die Integrität von Reservoir- und Barrieregesteinen langfristig gewährleistet sein. Eine besondere Rolle spielen dabei Prozesse, welche durch Rissbildung und Risswachstum zu einer Schwächung des Gesteins führen können. Diese Schwächung kann z. B. durch Diffusions- und Transportprozesse infolge wechselnder Druck- und Spannungsbedingungen hervorgerufen werden. Dabei ist die Rissbildung und Rissausbreitung im Untergrund mit seismischen Ereignissen verbunden. Diese Mikrobeben sind zumeist nur mit entsprechend sensitiver Messtechnik registrierbar, die Seismizität kann allerdings auch spürbare Größenordnungen erreichen oder sogar zu Schädigungen an Bauwerken und Infrastruktur führen. In konventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten wird häufig nach einem längeren Produktionszeitraum eine erhöhte seismische Aktivität festgestellt, die auf Kompaktionsprozesse des Reservoirgesteins und die Aktivierung von Bruchzonen zurückzuführen ist. Bei der hydraulischen Stimulierung unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten oder geothermischer Reservoire werden seismische Ereignisse aufgezeichnet, die je nach Belastungszyklus und Gesteinstyp stark variieren können. Auch in Gasspeichern führen Belastung und Rissbildung zu erhöhter Seismizität, welche Prozesse anzeigt, die sich ungünstig auf die Speicherstabilität auswirken. Im Rahmen des Verbundprojekts SECURE sollen skalenübergreifende Werkzeuge zur Prognose und Charakterisierung hydromechanischer Prozesse bei der Nutzung unterirdischer Reservoirsysteme entwickelt werden. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich dabei auf Rissbildung und Risswachstum in Reservoiren und Deckgesteinen, welche als mikroseismische Ereignisse detektiert werden können. Hierzu sollen Modelle konzipiert werden, die erstmals bruchmechanische Prinzipien mit probabilistischen Seismizitätsmodellen kombinieren. Das Verbundprojekt gliedert sich in drei Arbeitspakete. Im Mittelpunkt des ersten Arbeitspakets steht das Monitoring. Dabei soll geprüft werden, wie schwache Mikroseismizität bestmöglich detektiert und charakterisiert werden kann. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Entwicklung einheitlicher Standards zur Beschreibung von Magnituden und Herdparametern. Das zweite Arbeitspaket umfasst die Entwicklung fluidmechanischer Reservoirmodelle anhand von vier Fallstudien. Hierfür werden von den Industriepartnern Daten aus konventionellen Erdgasfeldern, aus Experimenten zur hydraulischen Stimulierung, aus Gasspeichern und aus geothermischen Aquifersystemen bereitgestellt. Ziel ist es, Druck- und Spannungsfelder als Funktion der Produktions- und Feldparameter zu bestimmen. Im dritten Arbeitspaket sollen auf Basis von Spannungssimulationen Seismizitätsmodelle entwickelt werden, welche zur Kalibrierung der fluidmechanischen Reservoirmodelle dienen. (Text gekürzt)
Das Projekt "UG: TestUM-Aquifer: Testfeld zur Untersuchung und zum Monitoring durch die Nutzung des Untergrundes induzierter reaktiver Mehrphasentransportprozesse in oberflächennahen Aquiferen, Vorhaben: Methoden und Strategien zur adaptiven Erkundung und Beobachtung reaktiver Prozesse im Grundwasser" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Monitoring- und Erkundungstechnologien.Der begrenzte und bereits stark genutzte geologische Untergrund besitzt eine herausragende volkwirtschaftliche Bedeutung als Grundwassereservoir und Energiespeicher, sowie als Lagerstätte für energetische und mineralische Rohstoffe. Eine besondere Bedeutung bei der Nutzung des Untergrundes kommt dabei dem Grundwasserschutz zu. Gerade bzgl. der Detektion und Bewertung von Leckageereignissen in oberflächennahe Grundwasserleiter ergaben sich jedoch wissenschaftliche Wissensdefizite im Hinblick auf die reaktiven Transportprozesse. Entsprechendes gilt auch für die direkte Nutzung oberflächennaher Grundwasserleiter z.B. bei der Wärmespeicherung. Das Verbundvorhaben greift diese Problemstellungen für oberflächennahe poröse Grundwasserleiter und deren Deckschichten wie folgt auf: 1.) Untersuchung der Detektierbarkeit, Prognostizierbarkeit und Kontrollierbarkeit des reaktiven Mehrphasen-Transportverhaltens von reaktiven und 'nicht'-reaktiven Gasen ('Luft' (N2, O2, CO2), CH4, H2; als Gasphase, im Grundwasser gelöste Fahne, Reaktionsprodukte) in oberflächennahen Grundwasserleitern und deren Deckschichten sowie deren geophysikalische, hydrochemische, mikrobielle und geomechanische Aus- und Wechselwirkungen. 2.)Untersuchung der Detektierbarkeit, Prognostizierbarkeit und Kontrollierbarkeit der durch Wärmeeinspeicherung bzw. des Wärmeentzugs in oberflächennahen Grundwasserleiter und deren Deckschichten induzierten reaktiven Transportprozessen sowie deren geophysikalische, hydrochemische, mikrobielle und geomechanische Aus- und Wechselwirkungen (inkl. Gasphasenbildungen). Das Vorhaben gliedert sich in vier Hauptarbeitspakete: (1) Teilprojekt Experimentelle und Numerische Modelle, (2) Teilprojekt Geophysikalisches und geomechanisches Monitoring und Parametrisierung, (3) Teilprojekt Hydrogeochemische, isotopenchemische und mikrobiologische Prozesse und (4) Verbundkoordination und Standortmanagement. Der Projektpartner UFZ ist an allen TPs beteiligt, siehe detaillierter Arbeits- und Zeitplan.
Das Projekt "Vorhaben: Wegsamkeiten im Tongestein durch Quell- und Schrumpfungsprozesse sowie druckgetriebene Perkolation: Entwicklung, Validierung und Verifizierung von neuen Modellierungsansätzen in OpenGeoSys unter Einbeziehung von Ergebnissen aus in situ Experimenten^UG: GeomInt: Geomechanische Integrität von Wirts- und Barrieregesteinen - Experiment, Modellierung und Analyse von Diskontinuitäten, Vorhaben: Wegsamkeiten durch Spannungsumlagerungen - Numerik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Mechanik (Bauwesen), Lehrstuhl II (Kontinuumsmechanik).Eingriffe in den geologischen Untergrund, z. B. zur Gewinnung und Speicherung von Energie oder zur sicheren Verwahrung toxischer und radioaktiver Abfälle, erfordern im Verbund verschiedener Disziplinen sorgfältige geowissenschaftliche Zustandsanalysen und Prognosestudien, um nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden. Insbesondere Deformationsprozesse und physikalisch-chemische Alterationen können zu einer tiefgreifenden Schädigung von Gesteinen führen und damit die Integrität geologischer Reservoire und Barrieren ungünstig beeinflussen. Die dabei auftretenden vielfältigen mikro- und makromechanischen Strukturen (Fissuren, Risse, Klüfte etc.) schwächen das Gestein aus mechanischer Sicht und können in ungewollten Wegsamkeiten für fluide Phasen resultieren. Sie können unter dem Oberbegriff Diskontinuitäten zusammengefasst werden, deren Entstehung zumeist nur unzureichend verstanden und mit den derzeit verfügbaren kommerziellen Simulationssystemen nicht adäquat modellierbar ist. Ziel des Verbundprojekts GeomInt ist die realitätsnahe experimentell-numerische Analyse der Entstehung und Entwicklung von Diskontinuitäten in untertägigen Gesteinen am Beispiel von Salz-, Ton- und Kristallingesteinen. Als Forschungsschwerpunkte sollen typische Prozesse betrachtet werden, die zur Entstehung spezifischer Diskontinuitäten führen. Hierzu gehören Quell- und Schrumpfungsprozesse, druckgetriebene Perkolation und Spannungsumlagerungen. Das Projekt GeomInt gliedert sich in insgesamt drei Arbeitspakete. Im Rahmen des ersten Arbeitspaketes sollen Wegsamkeiten untersucht werden, die durch Quell- und Schrumpfungsprozesse hervorgerufen werden. Hierfür sind verschiedene Laborexperimente an Tongesteinen geplant, um Materialparameter zu bestimmen und die Entstehung von Diskontinuitäten zu beobachten. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen ist auf Selbstheilungsprozesse des Tongesteins ausgerichtet. Das zweite Arbeitspaket befasst sich mit der Entstehung von Wegsamkeiten in Salz- und Tongesteinen infolge druckgetriebener Perkolation. Mit Hilfe von Laborexperimenten soll u. a. geklärt werden, inwieweit die Höhe der Perkolationsschwelle vom Spannungszustand und von der Temperatur des Gesteins abhängig ist. Im Zentrum des dritten Arbeitspaketes stehen Wegsamkeiten, die infolge von Spannungsumlagerungen im Kristallin gebildet werden. Dabei richtet sich das Hauptaugenmerk der Laborexperimente auf die Rissausbreitung und das Verhalten von Klüften. Die Ergebnisse der Experimente dienen in allen Arbeitspaketen numerischen Simulationen zur Nachbildung der grundlegenden Prozesse. Während mit den Laborexperimenten insbesondere das spezifische Prozessverständnis für Bildung und Entwicklung der betrachteten Diskontinuitäten verbessert werden soll, dienen die numerischen Analysen u. a. auch einem Progress im Methodenverständnis. (Text gekürzt)
Das Projekt "Vorhaben: Geomechanische und mikrobiologische Untersuchungen - Einfluss auf die Sicherheit des Speichers und die Bohrungsintegrität^Vorhaben: Untersuchung von geologischen Analoga, Bestimmung von kritischen Spannungszuständen und Strainraten in der Vergangenheit^Vorhaben: THM-Multiphasen-Modellierungen im Reservoirmaßstab zur Nutzung von Untertage-Porengasspeichern als Kurzzeitspeicher^Vorhaben: Quantifizierung der Fernfeldspannungsänderungen und Kritikalität von tektonischen Störungen im Umfeld eines Porenspeichers^Vorhaben: Zyklische Kompressibilitätstests in Kombination mit Sperrdruckmessungen^Vorhaben: Geomechanische Laboruntersuchungen und Modellierungen zur Sicherheit von Untergrundspeichern im Salzgestein bei zyklischer Belastung - Funktions- und Integritätsnachweis^UG: SUBI: Sicherheit von Untergrundspeichern bei zyklischer Belastung: Funktionalität und Integrität von Speichern und Bohrungen, Vorhaben: Technikums-Experimente, THMC-Modellierung und Überwachung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung Petrophysik.Eine sichere und effiziente Speicherung großer Energiemengen ist entscheidend für das Gelingen der Energiewende. Als chemischer Energieträger ist Erdgas, insbesondere Methan (aus Kohlenwasserstofflagerstätten, Power to Gas etc.) auf absehbare Zeit das Rückgrat für kurz-, mittel- und langfristige Speicherung großen Energiemengen. Wegen Bedarfsschwankungen werden v.a. in Deutschland die Untergrundspeicher (UGS) zyklischen Belastungen ausgesetzt, Kavernenspeicher ebenso wie Porenspeicher. Das Vorhaben SUBI fokussiert auf zeitliche Veränderungen der Funktionalität (z.B. Speichervolumen und Permeabilität) und Sicherheit von UGS und deren Überwachung beim Betrieb bis hin zur Speicherverwahrung. Dabei steht die langfristige Sicherung von Schutzgütern (z.B. oberflächennahes Grundwasser) im Mittelpunkt. Dazu müssen die Eigenschaftsänderungen von Speichergestein und Deckgebirge qualitativ, quantitativ und skalenübergreifend verstanden werden, um geeignete Handlungsanweisungen ableiten und den Nachweis für sicheren Speicherbetrieb bzw. Speicherverwahrung führen zu können. Betrachtet wird daher die zeitliche Veränderung der Integrität des Speichersystems mit für die Sicherheit von Speichern wesentlichen Komponenten in einem ganzheitlichen Ansatz: Technische Untertage-Infrastruktur (insbes. die Bohrungsintegrität), das Speichergestein (Salzkaverne oder Porenspeichergestein), Barrieregestein (Deckgebirge), sowie natürliche (Störungen) und anthropogene Diskontinuitäten (Ankopplung Bohrung-Gestein). Dabei müssen komplexe Wechselwirkungen zwischen den natürlichen und anthropogenen Bestand-teilen des Systems integriert betrachtet werden. Die zyklische Belastung des Untergrunds durch Ein- und Ausspeicherung führt zu zeitlich variierenden Porendrücken, daran gekoppelten Änderungen des lokalen und regionalen Spannungsfelds und damit zu Deformationen im Speicher sowie der Bohrlochumgebung. Die Kombination von Experimenten und numerischen Modellen, die z.B. mit in-situ Beobachtungen u. Fernerkundungsmethoden validiert werden, bildet die Basis für Speicherszenarien an realen und modellhaften Speichern, um optimierte Verfahrensweisen für Betrieb und Nachbetriebsphase abzuleiten, zur Steigerung der Sicherheit bei erhöhter zyklischer Belastung. Für konkrete Reservoire wird für den zurückliegenden Betrieb ein History Match durchgeführt und bewertet, um über Vergleich modellierter Deformationen mit Beobachtungen das Prozessverständnis zu verbessern. Dabei sollen zyklische Signalanteile der PSInSar-Satelliten Sentinel zur Erfassung von betriebsbedingten Subsidenz- und Hebungsraten durch neue Algorithmen extrahiert und mit aus Speicherbetriebsdaten extrahiertem Deformationen verglichen werden. Über die Kombination von Modellrechnungen und Beobachtungen auf unterschiedlichen Skalen, sollen die Beobachtungsgrößen extrahiert werden, welche besonders sensitiv für ein Frühwarnsystem für kapazitäts- und sicherheitsrelevante Alterungserscheinungen verwendet werden können.
Das Projekt "Vorhaben: Methoden und Strategien zur adaptiven Erkundung und Beobachtung reaktiver Prozesse im Grundwasser^UG: TestUM-Aquifer: Testfeld zur Untersuchung und zum Monitoring durch die Nutzung des Untergrundes induzierter reaktiver Mehrphasentransportprozesse in oberflächennahen Aquiferen, Vorhaben: Gas- und Wärmeeintrag, geochemische Veränderungen & Modellierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe angewandte Geologie - Aquatische Geochemie und Hydrogeologie.Die Beeinflussung des oberflächennahen Grundwassers durch geotechnologische Nutzungen des Untergrundes ist ein wichtiges Kriterium bei der öffentlichen Akzeptanz und politischen Bewertung bestimmter Geotechnologien. Leider existieren dazu jedoch auch international nur wenige Geländeexperimente unter kontrollierten Randbedingungen, die die Entwicklung und Validierung von Fachdisziplinen übergreifenden Erkundungs- und Monitoringansätzen wie auch von numerischen Prognosewerkzeugen und Interventionsmethoden zur Reduktion derartiger Grundwassergefährdungen ermöglichen. Übergeordnete Zielsetzung des Verbundprojektes ist daher der Aufbau, der Betrieb und die Etablierung eines entsprechenden Testfeldes an einem Standort in der Nähe der Stadt Wittstock zur Durchführung derartiger Experimente. Dort sollen im Rahmen einer nationalen Geo:N-Infrastrukturbildung mittelfristig auch anderen nationalen und internationalen Arbeitsgruppen die Möglichkeit für entsprechende Forschungen eröffnet werden. Schwerpunkte der Feldexperimente im Rahmen des Verbundprojektes stellen zum einen geophysikalische, mikrobiologische und hydrogeochemische Untersuchungen sowie die Entwicklung und Validierung numerischer Modelle (THMC) bzw. von 'Invers-Modellen' zu experimentellen Gasleckagensimulationen (N2-, (CO2-), O2-Gemisch als 'Luft', CH4, H2) und den damit in Verbindung stehenden bzw. induzierten reaktiven Mehrphasentransportprozessen dar. Zum anderen sollen die Auswirkungen von Wärmeeinspeicherungen (T kleiner als 80 Grad Celsius) auf reaktive z.T. mehrphasige Transportprozesse in natürlichen Grundwasserleitern untersucht werden. Übergeordnete Fragestellungen sind dabei Detektierbarkeit, Prognostizierbarkeit und Kontrollierbarkeit der reaktiven Mehrphasen- und Wärmetransportprozesse in natürlichen oberflächennahen Grundwasserleitern unter besonderer Berücksichtigung der Erprobung und Validierung geophysikalischer und numerischer Verfahren. Konkretisiert und fachlich untersetzt werden diese übergeordneten Fragestellungen in drei wissenschaftlichen Teilprojekten (TP 1 'Experimentelle und Numerische Modelle'; TP 2 'Geophysikalisches Monitoring und Parametrisierung' und TP 3 'Hydrogeochemische, isotopenchemische und mikrobiologische Prozesse') sowie dem TP 4 'Verbundkoordination und Standortmanagement'.
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 "UG: SUBI: Sicherheit von Untergrundspeichern bei zyklischer Belastung: Funktionalität und Integrität von Speichern und Bohrungen, Vorhaben: Geomechanische Laboruntersuchungen und Modellierungen zur Sicherheit von Untergrundspeichern im Salzgestein bei zyklischer Belastung - Funktions- und Integritätsnachweis" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: IFG Institut für Gebirgsmechanik GmbH.Aufgrund der Energiewende sollten Untertage Gasspeichern (UGS) für eine höhere Frequenz und z.T. auch Amplitude von Speicheroperationen ausgelegt werden. Der Einfluss dieser zyklischen Belastungen auf die geologischen und technischen Komponenten und damit auf die Funktionalität und Sicherheit von UGS steht deshalb im Fokus des Vorhabens. Zur langfristigen Sicherung der Schutzgüter müssen die zugrundeliegenden Prozesse und Mechanismen skalenübergreifend sowohl qualitativ als auch quantitativ berücksichtigt werden. Im Mittelpunkt stehen deshalb die holistische Betrachtung betriebsbedingter Eigenschaftsänderungen von Speicher, Deckgebirge und deren Anbindung an technischen Einrichtungen (z.B. Bohrungen). Eng verzahnte experimentelle und numerische Untersuchungen bilden die Basis für Modellvorhersagen, die mit Feldbeobachtungen validiert werden. Diese Modelle werden für Szenarien-Betrachtungen an realen und modellhaften Speichern genutzt um optimierte Verfahrensweisen für Betrieb und Nachbetriebsphase abzuleiten, welche die Sicherheit auch bei erhöhter zyklischer Belastung der Speicher steigern. Das IfG ist schwerpunktmäßig an folgenden Arbeitsgebieten beteiligt: Teilprojekt 1: Cyclic Load Experiments / AP Exp-3: Laborexperimente an Salzgroßproben Teilprojekt 2 Cyclic Load Modelling: Modellierung zyklischer Belastungen / AP Mod-2: Modellrechnungen (Rückrechnung von Labortests zur Verifizierung der Rechenansätze / Simulation von zyklischem Kavernenbetrieb) Teilprojekt 3: Validierung, Geomechanik & Synthese - auf dem Weg zu Handlungsempfehlungen: AP VGS-1: Data base (Auswertung der vorliegenden Datenbasis für die Verifizierung von Modellansätzen) AP VGS-2: History Match & Prognose der Speicherentwicklung (Bewertung der Ergebnisse, die mit unterschiedlichen Methoden auf verschiedenen Skalen gewonnen wurden.) AP VGS-3: Konsequenzen für UGS Operation (Ableitung von Empfehlungen für den Speicherbetrieb und zukünftige Arbeiten)
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 178 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 173 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 6 |
| offen | 173 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 144 |
| Englisch | 38 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 56 |
| Webseite | 122 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 179 |
| Lebewesen & Lebensräume | 114 |
| Luft | 90 |
| Mensch & Umwelt | 179 |
| Wasser | 93 |
| Weitere | 175 |
