INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Bracke, R. und Bussmann, G. GZB – International Geothermal Centre Aktuelle Zielstellungen und Aktivitäten des Internationalen Geothermiezentrums in Bochum Überbrückung der Skalen in der Angewandten Geothermie Arnsberger Energiedialog Mittwoch, 21. Oktober 2015 , Bezirksregierung Arnsberg [100 m] [1m] [1cm] [1µm] [10 km] INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER GZB-Campus INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER MICROSCALE CHARACTERISATION [100 m] [1m] [1cm] [1µm] [10 km] INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER HECTOR High pressure high temperature Equipment for CT-scanning Of Rocks Kombination CT-Scanner + Fluid-Zirkulationszelle Hochauflösende 3D-Scans von Gesteinsproben bei gleichzeitigem Beaufschlagen von Druck entsprechend Tiefen bis ca. 2 km Hohe Temperaturen bis 150°C Gleichzeitiges Durchströmen poröser Gesteine mit Fluiden verschiedener Zusammensetzungen Erkenntnisse über Ausfällungsreaktion und Veränderung des Porenraums Ott et al. Untersuchung der physikalisch-chemischen Interaktionen (Einfluss der hydrothermalen Alteration) der (Langzeit-)Stabiltät von Gesteinen (Mathias Nehler) CT-Scan eines Bentheimer Sandsteins Binärer CT-Scan Grauwerte segmentiert (3 Phasen) Filtered CT-Scan Raw CT-Scan 3D-Visualisierung der luftgefüllten Poren (grün) Detailed analysis of the changing rock properties Permeability measurements with flow-through experiments and simultaneous CT-scanning Mathias Nehler International Geothermal Centre 6 Marc S. Boxberg: Anwendung der Nodal Discontinous Galerkin Method (NDG) zur Simulation der Ausbreitung seismischer Wellen in porösen Medien Solid Connected Porosity Laura Fischer: Bestimmung der Transmissivität und Speichereigenschaften von Gesteinen mithilfe erzwungenen Druck-Oszillationen in Laborexperimenten Occluded Porosity Infinitesimal model of a porous medium Example of a lab experiment. The sample with an oriented crack is exposed to different pressures such as confining pressure, axial pressure and fluid pressure. 7 INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER MESOSCALE CHARACTERISATION [100 m] [1m] [1cm] [1µm] [10 km] Sven Beckhuis: Numerische FE-Simulation von Rissausbreitungen Benoit Nigon: Wärmetransport in geklüfteten Medien als Funktion der Rauheit und der Öffnungsweite Fig.2 : 3 fracture in 3D with aperture heterogeneous distribution . color scale : red : high value, blue : Low value) Christoph Knuth : Characterisierung der Hydrochemie in petrothermalen Reservoirs mithilfe von Hoch-Druck und Hoch-Temperatur Säulenversuchen Coupled phase-field/poroelastic-material model 9 INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER THETIS Thermo-Triaxial in-situ Testing System Festigkeit und Verformung von Gesteine unter in-situ Bedingungen (p /T) •Core Samples: •Confining Pressure: •Pore Pressure: •Axial Pressure : •Temperature: cm - dm (max L=100 / D=40mm) 150 MPa 140 MPa 1 Gpa (1500 kN) 180°C •Ultraschallmessungen •Messungen der Durchlässigkeit / Permeabilität Ott et al. INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Geothermische Reservoir Charakterisierung Laboratory Characterization Digital Rock Physics Integrierte Labor- und numerische Methoden der Gesteinsphysik zur Characterisierung von Reservoirgesteinen INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER MACROSCALE CHARACTERISATION [100 m] [1m] [1cm] [1µm] [10 km] INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER in-situ Bohrloch und Geofluid Simulator (i.BGS) Hoch Temperatur / Hoch Druck Einheit für in-situ Bohrsimulation, Stimulation und Bohrwerkzeugprüfung Bohrkerne: Temperature: Confining P.: Fluid P.: • • • L = 300 cm D = 35 cm 180°C 120 MPa 120 MPa Testen von Pumpentechnik Interaktion von Geofluiden mit dem Bohrloch Bindeglied zwischen Laborversuchen und realer Situation im Untergrund Axial Piston Pressure cell Sample with jacket Module A: hP/hT Pressure Cell Pore fluid inlet Module B: Rotary Drill-Head Module C: GeoFluid Reactor Adapter for attachement of drilling tools with drilling fluid inlet INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER MACROSCALE CHARACTERISATION [100 m] [1m] [1cm] [1µm] [10 km] INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Geostar Sternförmig 17 Erdsonden a 200 m mit Winkeln von 10-15° Bohrungen verlassen unterirdisch nicht HS-Gelände Abstand zum Altbergbau INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Geostar Generelles Abdriften nach NW ( senkrecht zur geol. Hauptstreichrichtung) Soll-Abstandswerte von 8 m werden deutlich überschritten (Gesamtmittelwert bei 9,05 m) 10° Abweichung von der Lotrechten INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Infrastructure Vertical Drilling CT-Drilling Reservoirtechnology Technology Development In-situ Laboratory (7000m2) Test Field + 500m Borehole for R&D on: Development of Microhole – 2“ (5 cm) Technology for Exploration Drilling ? Drilling Technology Geophysics & Geology Instrumentation Rock Mechanics INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER BO.REX Bochum Research & Exploration Drilling Rig 40+20t pull capacity INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Geothermische Reservoirüberwachung und –charakterisierung über die Aufzeichnung, Verarbeitung und Interpretation seismischer Signale Time Lapse Seismic Signals April vs. November Riahi et al. 2013, GJI Advanced Localization of Microseismicity I ( x ) : max ij ( x, t ) ij ( x, t ) t[ 0 ,T ] i j Saenger, 2013, Patent passive seismische 3 D-Daten liefern Informationen über die versch. Reservoireigenschaften INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER MACROSCALE CHARACTERISATION [100 m] [1m] [1cm] [1µm] [10 km] INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Corporation Infrastructure Tooling CT-Drilling Conclusions R&D and Commercial Field „Future Energy“ (50 km2) real-case studies INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Anticlines Synclines R&D and Commercial Field „Future Energy“ (50 km2) real-case studies GZB-Seismic Observatory - Seismisches Langzeit-Monitoring - Seismische Messungen während Bohrungen - Sensibilisierung der Öffentlichkeit Aufzeichnung Bohrgeräusch INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER CT-MUST Hydrothermale Zirkulation im Bereich der tektonischen Störungen bzw. Extensionstektonischen Falten-/ Bruchstrukturen 1. Vertikal re-entry 2. Horizontal CT-(Multilateral) Drilling (200-300m) 3. Hydraulic activation / circulation of fracture zones Namur C Untere Sprockhöveler Schichten Bernhardt-Horizont (ca. 120m) konglomeratischer Sengsbänksgen Sandstein Bernhard-Sandstein (=Kaisberg Konglomerat) Grenzsandstein INTERNATIONALES GEOTHERMIEZENTRUM INTERNATIONAL GEOTHERMAL CENTER Total heating demand: 23.500 PJ / a @ 2.500 MW peakload Geothermal potential: 39.000 PJ / a GZB Wärmespeicherung in vorhandenen Grubengebäude gefördert durch Förderinitiative Energiespeicher, Projektzeitraum: 2014 – 2017 In Kooperation mit RAG und delta h GmbH Offene Wärmespeicher in Strecken/Abbaubereichen Erschließung über vorh. Schächte oder Richtbohrungen Potenzialabschätzung für das Ruhrgebiet aufgefahrene Strecken im Flutungsbereich: > 1.000 km Streckenquerschnitt: ca. 20 m² Wasservolumen in den Strecken: ca. 20.000.000 m³ Speichertemperatur: 100 °C Nutzbares dT: ca. 40 K Nutzbare Energie: ca. 930 GWh/a Saisonale Leistung (0,5 a) : 210 MW 26 Geothermische Nutzung am Standort des ehem. Opel-Werks / Zeche Dannenbaum Bereitstellung von Wärmeenergie aus einem gefluteten Bergwerk Dublette mit Richtbohrungen in die ehem. Versorgungsstrecken Saisonale Einspeicherung von Wärme in das Grubengebäude Kopplung mit BHKW/Solarthermie Versorgung des Standortes und Einspeisung in das FW-Netz Bochum-Süd Quelle E.ON Thank you for your attention 28
© Copyright 2024 ExpyDoc
