Pilotprojekt zur Erforschung innovativer Verfahren für CO2-freie Energiegewinnung

Forschungsvorhaben ZoKrateS

Zonierte Reservoirbehandlung an natürlichen Kluftzonen in tiefliegenden Karbonaten zur Entwicklung eines petrothermalen Standortes in Deutschland -Akronym ZoKrateS

Das Ziel des Forschungsvorhabens ZoKrateS ist der Nachweis der hydraulischen Wirksamkeit von Stützmitteln, die bislang nicht in der Tiefengeothermie eingesetzt wurden. In Kombination mit zonierter Säuerung sollen diese Stützmittel in natürliche Kluftzonen tiefliegender Karbonate eingetragen werden und zur Entwicklung eines petrothermalen Standortes in Deutschland dienen. In Bezug auf die Auswahl geeigneter Stützmittel ist insbesondere die Unbedenklichkeit des Einsatzes der Stützmittel aus Umweltgesichtspunkten von besonderer Bedeutung. 

Teilvorhaben Materialtests

Für das Forschungsprojekt ZoKrateS werden zunächst im Felslabor der RUB Gesteinsproben geomechanisch charakterisiert, sodass ein mechanisches Untergrundmodell (mechanical earth model) erstellt werden kann. Ferner erfolgen Laborversuche an Gesteins-Stützmittel-Proben zur Bestimmung geeigneter Stützmittelkonfigurationen für die operativen Arbeiten an der Bohrung. Weitere Experimente sollen zeigen, ob:

a)    die Stützmittel in der Lage sind, den in-situ-Spannungen im geologischen Zielhorizont standzuhalten?

b)    die Stützmittel in der Lage sind, Trennflächen offen zu halten, oder ob die Stützmittel über ein tolerierbares Maß hinaus in die karbonatische Formation gedrückt werden?

c)    aufgrund der Trennflächenoberflächenschädigung durch Eindrücken der Stützmittel Gesteinsfragmente mobilisiert werden, die den bestehenden Riss zusetzen könnten?
Als Analogmaterial für den geologischen Zielhorizont dient ein dickbankiger und zum Teil verkarsteter Kalkstein des oberen Juras, der im Steinbruch Pappenheim in der fränkischen Alb an der Erdoberfläche aufgeschlossen ist. 

Teilvorhaben Analog Kartierung

Um das strukturelle Verständnis des Oberen Jura im Tiefen Untergrund im Raum München zu verbessern wird eine Kartierung auf der Fränkischen Alb durchgeführt. Dieses Teilprojekt analysiert die strukturelle Variation der Ablagerung, welche sich deutlich in Gesteinsfestigkeit, Trennflächenverteilung und Ausbildung des Großstrukturinventars unterscheidet.

Im Fokus steht die Variation des Trennflächen- und Störungssystems im Studiengebiet, sowie Möglichkeiten zur Anpassung der Datenaufnahme an regionale Gegebenheiten (z.B. Karst Problematik).  Hierfür werden verschiedene Aufschlüsse im Untersuchungsgebiet geologisch-strukturell charakterisiert und mit klassischen Geländemethoden bearbeitet (z.B. Scanline, Schmidt-Hammer). Im weiteren Verlauf des Projektes sollen die Ergebnisse der Aufschlussstudie mit den Reservoirdaten (Seismik, Bohrlochmessmethoden) des Oberen Jura aus dem Raum München gekoppelt werden um ein möglichst umfassendes Reservoirmodell zu erhalten.

Das gesamte Forschungsvorhaben ZoKrateS findet in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für angewandte Geophysik (LIAG), Geothermie Neubrandenburg GmbH (GTN), G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH, Enex Power Germany statt und wird durch das Bundewirtschaftsministerium gefördert.