RESTLESS

Störungszonen und induzierte Seismizität

Störungszonen mit ihrer potentiell erhöhten hydraulischen Durchlässigkeit sind ein bevorzugtes Explorationsziel für tiefengeothermische Projekte, insbesondere im Oberrheingraben. Das Verbundprojekt RESTLESS beschäftigt sich mit dem Einfluss, den die Störungszonenlithologie und -architektur sowie der Spannungszustand auf das Auftreten von induzierter Seismizität im Zusammenhang mit Porendruckänderungen haben. Verbundpartner sind neben den Universitäten Mainz und Erlangen das Institut für geothermisches Ressourcenmanagement in Bingen sowie die Deutsche Erdwärme GmbH.

RESTLESS Faktenbox

Fakten zum Projekt

Projektbearbeiter: Dr. Tesfay Mebrahtu Promotionsprojekt: Sornnalad Wittayasettakul +++ Laufzeit: 01.8.2023 bis 31.07.2026 +++ Projektfinanzierung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Projektträger Jülich (PTJ)

Felsmechanische und bruchmechanische Untersuchungen im Oberrheingraben.
Felsmechanische und bruchmechanische Untersuchungen im Oberrheingraben.

Zur Parametrisierung geomechanischer Störungszonenmodelle werden sowohl intakte und deformierte Gesteine als auch Klüfte untersucht. Das Probenmaterial stammt dabei aus Oberflächenaufschlüssen mit Störungen im Muschelkalk, Buntsandstein und Kristallin. Mittels Uniaxial-, Triaxial- und Spaltzugversuchen sowie direkten Scherversuchen werden die elastischen Eigenschaften und Versagenskriterien der verschiedenen Störungszonengesteine bestimmt. An Störungsletten werden zudem Ringscherversuche durchgeführt.

Geomechanisches Modell der Bruchsaler Störung.
Geomechanisches Modell der Bruchsaler Störung.

Für Störungszonen in Muschelkalk, Buntsandstein und Kristallin typische Geometrien werden in hydromechanische Finite Element Modelle umgesetzt und entsprechend parametrisiert. Mit den numerischen Simulationen werden in verschiedenen Szenarien die Auswirkungen von Porendruckänderungen auf die effektiven Spannungen und die Lokalisierung von Deformation in der Störungszone untersucht. Die Modellergebnisse sollen anschließend auf geomechanische Lagerstättenmodelle aufskaliert werden, die aufgrund des Reservoirmaßstabs die Details einer Störungszone nicht abbilden können. Für die praktische Umsetzung und Erprobung des Arbeitsansatzes wird ein aktuelles Geothermieprojekt aus dem mittleren Oberrheingraben genutzt.

In Vorbereitung.

Status Quo & Ausblick

Aktuell laufen die verschiedenen felsmechanischen Untersuchungen an intaktem Probenmaterial und Klüften aus Störungszonen für den Oberrheingraben typischen Lithologien. Darüber hinaus wird ein geomechanisches Modell für die Fallstudie im mittleren Oberrheingraben erstellt.