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Langzeit-Bohrungsverschluss: Konzeptentwicklung, numerische Modellierung und feldtechnische Erprobung

Printausgabe
EUR 63,10

E-Book
EUR 44,17

Langzeit-Bohrungsverschluss: Konzeptentwicklung, numerische Modellierung und feldtechnische Erprobung (Band 25)

Lars Wundram (Autor)

Vorschau

Inhaltsverzeichnis, PDF (96 KB)
Leseprobe, PDF (450 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783954049233
ISBN-13 (E-Book) 9783736949232
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 308
Umschlagkaschierung matt
Auflage 1. Aufl.
Buchreihe Schriftenreihe des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen (EFZN)
Band 25
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Clausthal
Erscheinungsdatum 10.02.2015
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Bergbau- und Hüttenwesen
Schlagwörter Bohrungsverschluss, Konzeptfindung, numerische Modellierung, feld technische Erprobung
URL zu externer Homepage https://www.efzn.de/de/ueber-uns/oeffentlichkeitsarbeit/efzn-schriftenreihe/
Beschreibung

In dieser Dissertation wird ein innovatives Bohrungsverschlusskonzept mit langzeitiger Wirkung präsentiert, das für die Langzeitverwahrung von CO2 in tiefen Erdgaslagerstätten im Rotliegend der Lokation Altmark erprobt worden ist. Das neue Konzept stellt eine Erweiterung der konventionellen Verwahrungstechnologie von Förderbohrungen dar, in dem es die Vorteile des Kriechverhaltens der massiven, homogenen und tief liegenden (>3.000m) Zechsteinsalze, insbesondere in der Region Altmark, in das Bohrungsverschlusskonzept integriert. Es umfasst die folgenden Verschlusskomponenten, die sich in der Materialzusammensetzung, der Lage, dem Wirkungseintritt und der Wirkungsdauer unterscheiden: (1) ein Standardverschlusselement als geotechnische Barriere in Form einer Zementverfüllung vom Speicherhorizont bis zum impermeablen Zechstein, (2) ein Salzverschlusselement, das sich innerhalb einer ausgefrästen und lateral erweiterten Bohrungssektion innerhalb des plastischen Zechsteins befindet und eine geologische Langzeitbarriere mit dem umgebenden Steinsalz bilden wird, (3) zwei Bridge Plugs im ungefrästen Teil der Bohrung oberhalb und unterhalb des Salzverschlusselements als geotechnische Barriere und Widerlager für die Salzkompaktion und (4) ein weiteres Standardverschlusselement aus Zement, das sich vom Bridge Plug oberhalb des Salzstopfens bis zum Bohrungskopf erstrecken wird.
Diese wissenschaftliche Studie legt den Schwerpunkt auf die Entwicklung und feldtechnische Erprobung des natürlich ausgebildeten Salzverschlusselements als Schlüsselkomponente des Langzeitbohrungsverschlusskonzepts. Umfassende numerische Simulationen, die vor und während des Feldversuchs (2010-2011) durchgeführt wurden, haben erfolgreich die zeitliche Entwicklung der Bohrungskonvergenz vorhergesagt, wobei Feldmessdaten zwecks Modellverifikation hinzugezogen wurden. Die Ergebnisse des Gesamtprojektes umfassten: (1) Bewiesene vollständige Konvergenz der Zechsteinformation zum Verschluss der Bohrung sowohl numerisch als auch im Feldversuch, (2) das erfolgreiche Erbohren von Gesteinsbohrkernen aus dem Salzverschluss zwecks Gewinnung von Probekörpern für geomechanische und geohydraulische Laborversuche und (3) die nachgewiesene hydraulische Barriereintegrität der Zechsteinformation anhand eines Formationsintegritätstests mittels hydraulischer Injektion an der für den Feldversuch umgerüsteten Erdgasförderbohrung.
Basierend auf diesen Ergebnissen kann das Langzeit-Bohrungsverschlusskonzept für die Lokation Altmark als erfolgreich bewertet werden. Gemäß den gewonnenen Erkenntnissen sowie der fachspezifischen Expertise kann dieses Konzept auch auf andere für die Gasspeicherung vorgesehene Lagerstätten unterhalb von Salzgesteinen übertragen werden.