Einbohrloch Tracerversuche in einem hydraulisch stimulierten tiefen geothermischen Reservoir

Wolfram Rühaak1, Roland Stumpf1, Judith Orilski1, Vera Hehn1, Torsten Tischner1
1 BGR

O 3.6 in Deep geothermal energy and deep groundwater

23.03.2018, 17:00-17:15, 2

Das Norddeutsche Becken ist aufgrund seiner Ausdehnung von großer Bedeutung für die tiefe Geothermie in Deutschland. Entscheidend hierfür ist die Entwicklung von geeigneten Erschließungs- und Nutzungskonzepten für die geringporösen, wenig durchlässigen Sedimentgesteine im tiefen Untergrund.

Eine Möglichkeit sie als Wärmetauscher nutzbar zu machen, besteht in der Erzeugung von künstlichen Rissen im Gestein durch das Einpressen von Wasser unter hohem Druck (Wasserfrac).

Weltweit ist die Bohrung Horstberg eine der wenigen Geothermiebohrungen, in der in gering durchlässigem Sedimentgestein ein großflächiger künstlicher Riss geschaffen wurde.

Horstberg Z1 liegt ca. 70 km nordöstlich von Hannover und erschließt in einer Tiefe von ca. 3.700 m die für die Geothermie wichtigen Schichten des Mittleren Buntsandsteins. In den Jahren 2003/04 wurde dort mitthilfe einer hydraulischen Stimulation ein großflächiger Riss geschaffen. Die Temperatur des Thermalwassers beträgt in dieser Tiefe ca. 145°C.

In Horstberg besteht die einmalige Gelegenheit, die hydraulischen und mechanischen Eigenschaften einer künstlich geschaffenen Rissfläche zu untersuchen, Betriebserfahrungen bei deren langfristiger Durchströmung zu sammeln und das Potenzial der geothermischen Erschließung mittels Risserzeugung zu beurteilen.

Über den künstlich geschaffenen Riss, der nachweislich die Buntsandsteinschichten Detfurth und Solling verbindet, ist die Thermalwasserzirkulation in ca. 3.700 m möglich. Kaltes Wasser wird im mittleren Rohr der Bohrung nach unten in den Detfurth-Sandstein gepumpt, erwärmt sich, während es über den Riss zum Solling-Sandstein fließt, und steigt von dort über den Ringraum der Bohrung wieder auf. Übertage kann das Thermalwasser untersucht, genutzt und anschließend wieder verpresst werden.

Um die hydraulischen Eigenschaften des Systems besser zu verstehen sind mehrere Tracerexperimente geplant um die vertikale Rissfläche zu charakterisieren.

Es wird das generelle Vorgehen bei dem Tracerversuch als auch Konzepte der numerischen Auswertung des Tracerversuchs vorgestellt.



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