ReSalt

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Promotionsprojekt: D. Gottron

Reaktive Reservoirsysteme – Lösung und Fällung von Salzen und die Auswirkungen auf die hydraulischen und mechanischen Gebirgseigenschaften

Im Zuge der tiefen geothermischen Energiegewinnung kann es durch Reinjektion der Reservoirfluide zur Ausfällung von Mineralen im vorliegenden Kluftnetzwerk kommen (Reservoirscaling). Daraus resultierend verändern sich die hydraulischen sowie mechanischen Gebirgseigenschaften. Im Rahmen des vom BMWi geförderten Verbundprojektes ReSalt konzentrieren sich die Arbeiten des Fachgebietes Ingenieurgeologie auf die Charakterisierung von Reservoiranalogen (Abb. 1) hinsichtlich der Geometrie des Kluftnetzwerkes, die Bestimmung der felsmechanischen Eigenschaften der Gesteine und Klüfte, sowie das Upscaling vom Labor- auf den Reservoirmaßstab.

Abbildung 1: Sandstein Reservoiranalog Remlingen. (Foto: Philipp Zuber)
Abbildung 1: Sandstein Reservoiranalog Remlingen. (Foto: Philipp Zuber)

Die geologische Aufnahme und Beprobung von zwei Steinbrüchen, welche als Aufschlussanaloge dienen, erfolgt mittels terrestrischem Laserscanner und Bohrkernen. Der Fokus liegt hierbei insbesondere auf der Charakterisierung des Kluftnetzwerks und der Kluftparameter. Die felsmechanischen Kennwerte der Gesteine und Trennflächen werden mit Uniaxial- und Triaxialversuchen, sowie direkten Scherversuchen im Labor untersucht. Die Aufskalierung auf die Reservoirskala basiert zum einen auf üblichen Gebirgsklassifikationen (RMR, Q-System) für die mechanischen Eigenschaften. Einen alternativen Ansatz verfolgen Upscaling-Konzepte auf Basis der Discrete Fracture Network (DFN) Methode welche eine Aufskalierung der hydraulischen und mechanischen Parameter erlaubt. Hierbei wird aus einem deterministisch-stochastischen Kluftmodell ein räumlich variables und anisotropes Gebirgs-E-Modul bzw. eine Gebirgspermeabilität berechnet. Zudem sollen diese DFN Modelle mit synthetic rock mass (SRM) Modellen verknüpft werden.

Ziel des ReSalt Projektes ist somit die Anwendung von Aufskalierungskonzepten und Entwicklung von neuen Konzepten zum Übertragen der hydromechanischen Kennwerte, welche im Gelände und Labor bestimmt werden, auf den Reservoirmaßstab.

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