Hier finden sich weitere Details zum Einsatz künstlicher Tracer im Zshg. mit Georeservoirerschließung, -charakterisierung, -bewirtschaftung, -monitoring.

Einen Schwerpunkt der Aktivitäten unserer Gruppe im Bereich der Tiefen Geothermie und der CO2-Speicherung bilden die Konzeption und Anwendung komplexer Tracermethoden (Fluidmarkierungen) zur Charakterisierung kristalliner/sedimentärer Geothermalreservoire bzw. potentieller CO2-Speicher in ausgesuchten Sandstein- und Salinaraquiferen in deren Erkundungs-, Erschließungs- und Ertüchtigungsphase, sowie die Gestaltung und Dimensionierung tracerbasierter Monitoring- und Frühwarnsysteme zur prozessorientierten Kontrolle des Reservoirverhaltens während eines künftigen regelmäßigen Geothermiebetriebs bzw. nach einer massiven CO2-Injektion.

Beteiligung an Tiefbohrprojekten

Im Zeitraum 2003 – 2007 wurden zwei Einzelmarkierungen und drei komplexe Tracertestreihen (alle in ca. 4 km tiefen Formationen in Deutschland) durchgeführt.


  • Kontinentale Tiefbohrung (KTB) Windischeschenbach in der Oberpfalz, im mitteldeutschen Kristallin, 2004 – 2006: Multi-tracer-, Dual-Scale- Push-Pull-Tests in gutdurchlässiger Störungszone an der Vorbohrung (KTB-VB). Hauptergebnis: Charakterisierung der spezifischen Fluid-Gestein-Kontaktfläche und ihrer Änderung im hydraulisch gestressten bzw. stimulierten Zustand.

  • Bohrung Urach-3 im südmittelwestdeutschen Kristallin, August 2003: kurzzeitiges Dual-Tracer-Push-Pull-Test im stimulierten HDR-System. Dabei wurden in den entnommenen Fluidproben die zwei eingesetzten organischen Markierungsstoffe von zwei unterschiedlich geführten Laboren (USA und Schweiz) analysiert; die Interpretation der gemessenen Tracerkonzentrationen ist zurzeit noch unklar.

  • Bohrung Horstberg im Norddeutschen Sedimentärbecken, 2004 – 2006: kurzzeitige Fließwegmarkierung in einem im Rahmen des GenESys-Projekts der BGR und GGA Hannover induzierten Wasserfrac in Ton/Sandsteinformation, im Einbohrloch-Zweischichtverfahren; nach anderthalb Jahren kurzzeitige Auslaufphasen aus früherem Auslauf- sowie Injektionshorizont (–> push-pull). Hauptergebnis: Ermittlung der Dipolfokussierung am Auslaufhorizont basierend auf extrapoliertem Tracerwiedererhalt, Quantifizierung der Speicherdurchflussverteilung der erzeugten Fluidwegsamkeiten basierend auf statistischer Momentenanalyse des Tracerdurchgangs.

  • Bohrung GroßSchönebeck Gt-GrSk-4 im Norddeutschen Sedimentärbecken, ab August 2007: Reihe von vier Fluidmarkierungen im Interhorizont- und Einzelhorizont-Push-Pull-Verfahren begleitend zu den vom GFZ Potsdam vorgenommenen Risserzeugungs- und Poststimulationsmaßnahmen in Vulkanit- und Sandsteinhorizonten; weitere Kurz- und Langzeitversuche folgen 2008-2009. Ergebnis bis dato: Ermittlung der Transporteigenschaften des oberen GStFr.

  • Bohrungen Landau Gt-La1 und Gt-La2, hydrothermales System in Muschelkalk- und Sandsteinformationen des Oberrheingrabens, ab Mai 2007: Einzelmarkierung einer thermalen Fluidzirkulation. Hauptergebnis: Abschätzung der Mindestreservoirgröße (Grundlage für die Prognose eines thermischen Durchbruchs).

  • Bruchsal, hydrothermales System im Oberrheingraben. Voraussichtlich ab 2009: Möglichkeit, methodische Untersuchungen zu einem tracerbasierten Monitoring des Reservoirverhaltens während des tatsächlichen Geothermiebetriebs vorzunehmen)



Arbeitsmethodenhinweise und bisherige Ergebnisse der Tracertests in tiefen Geothermalreservoiren


  • Ghergut, I.; H. Behrens, M. Sauter (2007) Sind Tracertestergebnisse für den Wärmetransport in tiefen Reservoiren relevant? In: Geothermische Vereinigung - Bundesverband Geothermie (Hrsg.), Energie für alle Fälle (Tagungsband Geothermiekongress 29.-31. Okt. 2007, Bochum), 242-250.
  • Ghergut, I.; M. Sauter, H. Behrens, T. Licha, C. I. McDermott, M. Herfort, P. Rose, G. Zimmermann, J. Orzol, R. Jung, E. Huenges, O. Kolditz, M. Lodemann, S. Fischer, U. Wittig, F. Güthoff, M. Kühr (2007) Tracer tests evaluating hydraulic stimulation at deep geothermal reservoirs in Germany. SGP-TR-183, 36, 1-8.
  • Ghergut, I.; H. Behrens, T. Licha, M. Sauter (2007): Tracer BTC sensitivity w.r. to fracture-matrix parameters in single-well push-pull tests with changing hydraulic regime. In: SAMO-Proceedings (5th International Conference on Sensitivity Analysis of Model Output), Budapest, 100-101.
  • Ghergut, I.; M. Sauter, H. Behrens, P. Rose, T. Licha, M. Lodemann, S. Fischer (2007) Tracer-assisted evaluation of hydraulic stimulation experiments for geothermal reservoir candidates in deep crystalline and sedimentary formations. In: EGC Proceedings (European Geothermal Congress, May 30 - June 1, 2007, Unterhaching, CD-ROM publication), 9(1), 1-12.
  • McDermott, C. I.; G. Kosakowski, H. Moog, I. Ghergut, M. Sauter, O. Kolditz (2007) The description of coupled transport in fractured systems; geomechanical facies concept and the application of hybrid numerical and analytical techniques. International ICDP/IODP Colloquium, Potsdam, 154-156.
  • Ghergut, I.; C. I. McDermott, M. Herfort, M. Sauter, O. Kolditz (2006) Reducing ambiguity in fractured-porous media characterization using single-well tracer tests. IAHS Publication 304: 17-24.
  • Behrens, H.; I. Ghergut, T. Licha, M. Lodemann, J. Orzol, M. Sauter (2006) Reactive behaviour of uranine (fluorescein) in a deep geothermal-reservoir tracer test. Geophysical Research Abstracts 8, 10448.
  • McDermott, C. I.; M. Lodemann, I. Ghergut, H. Tenzer, M. Sauter, O. Kolditz (2006) Investigation of coupled hydraulic-geomechanical processes at the KTB site: pressure-dependent characteristics of a long-term pump test and elastic interpretation using a geomechanical facies model. Geofluids 6 (1): 67-81.
  • McDermott, C. I.; I. Ghergut, O. Kolditz, M. Sauter, H. Tenzer , M. Herfort , T. Kalbacher (2004) Investigation of thermo-hydro-mechanical processes in deep crystalline rock: Experiments and numerical modelling (coupled hydraulic-geomechanical effective stress model with application to the KTB site; discrete fracture shear zone parameters from the KTB pilot hole pump test; push-pull test predictive modelling; identification of optimal heat extraction schemes). Poster, International ICDP/IODP Colloquium, Bremen.



Kurze Übersichtsaufsätze


  • Ghergut, I.; H. Behrens, M. Sauter, T. Licha (2008) Five-year experience with deep-crustal fluid spikings: was it worth? Geophysical Research Abstracts 10, 10276.
  • Ghergut, I.; H. Behrens, T. Licha, M. Sauter, S. Fischer (2008) Tracer-assisted characterization of deep geothermal reservoirs: some German experiences. Geophysical Research Abstracts 10, 10940.
  • Ghergut, I.; M. Sauter, H. Behrens, T. Licha, P. Rose, J. Orzol, M. Lodemann (2007) Comparative evaluation of tracer tests in deep crystalline and sedimentary, candidate geothermal reservoirs in Germany. Geophysical Research Abstracts 9, 09734.
  • Herfort, M.; I. Ghergut, M. Sauter (2003) Investigation of Matrix Diffusion in Deep Hot-Dry-Rock Reservoirs Using Single-Well Injection-Withdrawal Tracer Tests. Eos Trans. AGU, 84(46), Fall Meet. Suppl., Abstract H51H-02.



Förderungen

Die Untersuchungen werden überwiegend durch Drittmittel finanziert (DFG: Sa501/16/1-4, Sa501/21; BMU: FKZ0327579; BGR Hannover, GGA Hannover, GFZ Potsdam, sowie BMU- und Landesmittel der Firmen geoX und BESTEC in Baden-Württemberg).