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Geologisches Modell (WP2.1)
Die Kenntnis der geologischen Verhältnisse ist eine Grundvoraussetzung für die unterirdische Speicherung von CO2 . Das Arbeitspaket 2.1 (engl.: Work Package 2.1) nimmt deshalb eine zentrale Stellung innerhalb des CO2SINK-Projekts ein. Eine erfolgreiche Speicherung von Kohlendioxid im Untergrund von Ketzin erfordert die geologische Charakterisierung dieser Region. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die geologische Struktur, die geologische Ausbildung der Speicher- und Abdeckergesteine sowie auf die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse im oberflächennahen Untergrund, der die quartären Grundwasserleiter enthält, gelegt. Diese Daten sind wesentlicher Bestandteil der Risikobewertung einer CO2-Speicherung.
Von vorangegangenen Erkundungskampagnen liegen zahlreiche Daten über den geologischen Untergrund des Standorts Ketzin vor. Diese Daten werden in einer umfangreichen Datenbank, die allen Work Packages des CO2SINK-Projekts zur Verfügung steht, zusammengefasst. Die Zusammenstellung beinhaltet strukturgeologische, lithologische, petrophysikalische, hydrogeologische und geothermische Daten. Diese Daten bilden die Basis für ein integriertes geologisches Modell, das in unterschiedlichen Maßstäben und mit Hilfe von verschiedenen Computer-Programmen erstellt wird.
Neue Daten zur Geologie in Ketzin sind von den in CO2SINK neu abzuteufenden Bohrungen zu erwarten. Bohrklein- und Bohrkern-Analysen sowie geophysikalische Bohrlochmessungen werden zusätzliche Daten zur Stratigraphie, Lithologie und zu den petrophysikalischen Eigenschaften der Gesteine (WP 2.1 und WP 5.1) bereitstellen. Labormessungen an Bohrkernen von Reservoir- und Abdeckergesteinen (WP 2.1, WP 3.1) ermöglichen Einblicke in die Zusammensetzung dieser Gesteine und in zu erwartende Gesteins-Fluid (CO2)-Wechselwirkungen. Die Ergebnisse von Oberflächen- und Bohrloch-Seismik (WP 2.3) vor und nach der CO2-Injektion ermöglichen das Erkennen von Störungssystemen sowie eine Charakterisierung der räumlichen Verteilung der Speichereigenschaften in verschiedenen Maßstäben. Ein hydrogeologisches Modell, das für den oberflächennahen, quartären Bereich der Antiklinale erarbeitet wird (WP 2.1) , unterstützt die Interpretation der Ergebnisse des oberflächennahen geochemischen Monitoring (WP 2.2) und dient der Gefährdungsabschätzung/Risikoanalyse (WP 4.1) einer möglichen CO2-Ausbreitung in den flacheren Untergrund. Die geologischen Daten und Modelle bilden unter anderem die Grundlage für Berechnungen der dynamischen CO2-Ausbreitung (WP 6.1) im CO2SINK-Speichergestein (der Stuttgart-Formation) im Sinne von Vorhersagemodellen.
Arbeitsprogramm
Vor-Bohrungsphase
- Zusammenstellung und Aufbereitung von Daten aus früheren Stadien der Exploration in Ketzin (Zugriff auf über 200 Bohrungen und auf eine Vielzahl seismischer Profile) und Aufbau des CO2SINK Informationssystems CO2SIS
- Aufbau eines geologischen Basismodells (Landmark-System)
- Analyse der Gesteinseigenschaften (Petrographie und Mineralogie) des CO2-Reservoirs und seiner abdeckenden Schichten anhand alter Bohrkerne
- Geologische Interpretation der 3-D-seismischen Basisdaten von CO2SINK und Einpflege in das numerische Landmark-Modell
- Erstellung eines geologischen Vorprofils für die Bohrungsplanung
Bohrungsphase
- Probenahme und Probenlagerung
- Unterstützung der operativen Tätigkeiten (Bohren, Bohrkleinanalyse und Perforationsplanung)
- Erstellung des geologischen Bohrprofils (Stratigraphie und Lithologie)
Nach-Bohrungsphase
- Untersuchung von lithologischen und ausgewählten petrophysikalischen Eigenschaften von Bohrkernproben
- Charakterisierung von Reservoir- und Abdecker-Gesteinen unter Einbeziehung von Bohrungsdaten
- Aktualisierung des geologischen Modells, insbesondere der Internstruktur der Stuttgart-Formation, anhand der Ergebnisse des geophysikalischen Monitoring während und nach der Injektion von CO2
Die Arbeiten im WP 2.1 werden am GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam, Sektion 5.2 (www.gfz-potsdam.de/pb5/pb52/welcome.html) und am Staatlichen Geologischen Dienst von Dänemark und Grönland (GEUS) in Kopenhagen ( www.geus.dk ) durchgeführt. Kooperationspartner: Landesamt für Bergbau und Geologie des Landes Brandenburg.
Geologie und Hydrogeologie der Struktur Ketzin
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