PROTECT

Prediction of deformation to ensure carbon traps – Geomechanische Modellierung eines CO2 Speichers in Australien

Für die Speicherung von CO2 im Untergrund muss die Integrität des Speichers sichergestellt werden. Geomechanische Modelle helfen bei der Festlegung des maximalen Speichervolumens und der maximalen Speicherdrücke.

Modellierung der Reaktivierung von Störungen durch Porendruckerhöhung.

Fakten zum Projekt

Promotionsprojekt: Dr. Chiara M. Aruffo +++ Laufzeit: 01.03.2012 bis 28.02.2015 +++ Projektfinanzierung: BMBF Projektträger Jülich

Das PROTECT-Projekt ist ein deutsch-australisches Forschungsvorhaben zur Entwicklung eines räumliche Skalen übergreifenden, seismo-mechanischen Arbeitsablaufs. Dadurch soll eine bessere Charakterisierung von Untergrundspeichern für die dauerhafte Speicherung von CO2 erreicht werden. Um den praktischen Wert verschiedener Modellierungstechniken zu testen, wurde als Fallstudie das CO2CRC Otway Projekt, eine Demonstrationsstudie zur Kohlendioxidsabscheidung und –speicherung (CCS) in Südost-Australien, ausgewählt.

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3D Modell des CO2CRC Otway Speichers.
3D Modell des CO2CRC Otway Speichers.

Für den Otway Speicher wurde ein gekoppeltes hydromechanisches Modell erstellt. Die Untergrundgeometrie mit mehreren Störungen und lithostratigraphischen Horizonten wurde anhand von 3D Seismik interpretiert. Dieses Strukturmodell wurde in ein geomechanisches 3D Modell überführt, das bis zur Erdoberfläche reicht, und soweit als möglich mit spezifischen Materialparametern für die einzelnen Schichten und Störungen parametrisiert. Für den Reservoirbereich wurde zusätzlich ein hydraulisches Modell erstellt. Aus der Kopplung der beiden Modellierungsansätze konnte für den Otway-Speicher der kritische Spannungszustand, der zu einer Reaktivierung der Störungen führen würde, bestimmt werden. Damit ist auch der maximale Speicherdruck und damit das maximale Speichervolumen für einen sicheren Betrieb des Speichers festgelegt.

  • Ziesch, J., Aruffo, C. M., Tanner, D. C., Beilecke, T., Dance, T., Henk, A., Weber, B., Tenthorey, E., Lippmann, A. and Krawczyk, C. M., 2017, Geological structure and kinematics of normal faults in the Otway Basin, Australia, based on quantitative analysis of 3-D seismic reflection data. Basin Research, 29: 129–148. doi:10.1111/bre.12146.
  • Krawczyk, C.M., Henk, A., Tanner, D.C., Trappe, H., Ziesch, J., Beilecke, T., Aruffo, C.M., Weber, B., Lippmann, A., Görke, U.-J., Bilke, L. & Kolditz, O., 2015. Seismic and sub-seismic deformation prediction in the context of geological carbon trapping and storage. Advanced Technologies in Earth Sciences, Springer, ISBN 978-3-319-13929-6; pp. 97-113.
  • Aruffo, C.M., Rodriguez Herrera, A., Tenthorey, E., Krzikalla, F., Minton, J., & Henk, A., 2014. Geomechanical Modelling to Assess Fault Integrity at the CO2CRC Otway Project, Australia. – Australian Journal of Earth Sciences, 61, 987-1000.