Convection Exploration ConvEx
Integrierte Explorationsmethoden zur räumlichen Abbildung hydrothermaler Konvektion als Zielstrukturen der tiefengeothermischen Erschließung
Die Wirtschaftlichkeit hydrothermaler Geoenergieprojekte hängt in erster Linie von der Temperatur und der Fließrate am Bohrlochkopf ab. Zur Auffindung (Exploration) tiefengeothermischer Reservoire mit hochpermeablen, hydraulisch aktiven Zonen und hohen Fluidtemperaturen werden Informationen zu den hydrogeologischen Gegebenheiten üblicherweise aus 3D-Seismikdaten und nahegelegenen Bohrungen herangezogen. In einigen Geothermieprojekten (z.B. Trebur und Geretsried) hat sich diese Datenbasis jedoch als nicht ausreichend erwiesen, die Wasserschüttung aus der Zielstruktur war zu gering, sodass die Projekte jeweils eingestellt bzw. mit aufwendig angepasster Technologie weitergeführt werden mussten.
Für die Region des Oberrheingrabens hat sich gezeigt, dass Störungszonen im Untergrund den Aufstieg heißer Wässer und infolgedessen die Ausbildung geothermischer Anomalien lokal fördern können. Mit der üblichen Explorationsstrategie verbleibt jedoch die Unsicherheit, ob etwaige Untergrundstrukturen die nötige Permeabilität aufweisen und an eine großräumige hydrothermale Konvektion angeschlossen sind, bis zur kostenintensiven Abteufung einer Explorationsbohrung. Ziel des Verbundprojekts ConvEx ist es, am Beispiel des Oberrheingrabens verschiedene Explorationsmethoden zur räumlichen Abbildung hydrothermaler Konvektion zu demonstrieren und deren Ergebnisse in integrierten numerischen Modellen miteinander in Beziehung zu setzen. Somit soll die in ConvEx entwickelte Explorationsstrategie allgemein dazu beitragen, das Fündigkeitsrisiko für Tiefengeothermieprojekte zu verringern.
Im Rahmen von ConvEx wird die Kombination folgender Explorationsmethoden mit üblichen Ansätzen vorangetrieben:
- Erkundung mithilfe von Magnetotellurik und controlled source elektromagnetischen Verfahren zur Detektion von Kontrasten der elektrischen Leitfähigkeit im tieferen Untergrund;
- Abteufen und hochauflösende Vermessung von Temperaturgradienten-Bohrungen sowie Bohrlochgeophysik in der geplanten Tiefbohrung Schleidberg;
- Integration vorhandener Schwerefeldmessungen zur Bestimmung lateraler Dichtegradienten als Porositätsindikator;
- Erstellung von 3D-Strukturmodellen und Bestimmung petrophysikalischer Eigenschaften zur Modellparametrisierung;
- Skalenübergreifende Modellierung gekoppelter thermisch-hydraulisch-mechanischer Untergrundprozesse zur Bestimmung des Einflusses von Störungen auf das Potential geothermischer Zielstrukturen
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