Das Projekt "Erfassung und Beschreibung von Mikrotrennflächen in Festgestein" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: GeoForschungsZentrum Potsdam.Mikrotrennflächen spielen eine zentrale Rolle in der Ingenieurgeologie, Gesteinsphysik und Felsmechanik. Um die Entwicklung von Mikrorissen und Risssystemen in Gesteinen besser vorhersagen zu können, soll in Fortsetzung der bisherigen Arbeiten am GeoForschungsZentrum Potsdam das Mikrorisswachstum unter Modus I und II Belastung untersucht werden. Hierzu sollen fortgeschrittene Verfahren zur Analyse der bei der Rissbildung abgestrahlten akustischen Emissionen (AE) eingesetzt werden, um den Anteil unterschiedlicher Mikrorisstypen bei Rissbildung unter Modus I und II Belastung zu bestimmen. Diese Untersuchungen sollen dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen Mikrorissverteilung in der Prozesszone und Bruchzähigkeit für unterschiedliche Belastungsarten zu erfassen. Im ersten Teil der Studie wurde ein Verfahren zur Bestimmung der Modus II Bruchzähigkeit (PTS-Test) entwickelt. Dies soll nun weiterentwickelt werden, um es in der Anwendung als Standardverfahren (International Society of Rock Mechanics (ISRM) Suggested Method) einsetzen zu können. Hierzu sollen der Einfluss der Probengröße und der Belastungsgeschwindigkeit auf die Bruchzähigkeit untersucht werden.
Das Projekt "Umwelt- und paläomagnetische 'Datierung' der mittel- bis hochwürmzeitlichen Lösse der Wachau (Österreich) und der Ostkarpaten (Rumänien)" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Akademie der Wissenschaften / Universität Bayreuth. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl Geomorphologie.Löß ist ein einzigartiges Archiv pleistozäner Umweltbedingungen. Seine weite Verbreitung und seine oft quasi-kontinuierliche Sedimentation ermöglichen zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Rekonstruktionen der Paläoumwelt. Darüber hinaus sind besonders die mittel- und jungwürmzeitlichen Löße hervorragende archäologische Archive. In Zentral- und in SE-Europa findet sich eine große Zahl bedeutender jungpaläolithischer Fundplätze eingebettet in mächtige Lößabfolgen. Löß kann, wie auch andere Sedimente, die zeitlichen Variationen des Erdmagnetfeldes auf Skalen von Jahrhunderten bis Jahrhunderttausenden aufzeichnen. Untersucht der Umweltmagnetismus die magnetischen Eigenschaften des 'Tonbandes' (hier Löß), so ist die möglichst genaue Rekonstruktion der darauf gespeicherte 'Musik' der Erdmagnetfeldvariationen Gegenstand des Paläomagnetismus. Ist die zeitliche Variabilität des Erdmagnetfeldes bekannt, so kann das in einem konkreten Profil erkannte Variationsmuster zur indirekten Datierung des Profils herangezogen werden. Seit September 2005 werden Grabungsprofile in der Wachau und in den rumänischen Ostkarpaten paläo- und umweltmagnetisch bearbeitet. Ziel der Untersuchungen ist -neben einer unabhängigen zeitlichen Einstufung- die Rekonstruktion des Paläoklimas zur Zeit der paläolithischen 'Besiedlung'.
Das Projekt "Gesteinsphysik Boehmische Masse" wird/wurde ausgeführt durch: Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik.
Das Projekt "Vorhaben: Modellbildung für die Seismizität konventioneller Gasfelder^Vorhaben: Geomechanische Modellierung von Fluidbewegungen und Seismizität in produzierenden geothermischen Reservoiren^Vorhaben: Automatisierte Überwachung von Mikroseismizität in räumlich begrenzten Reservoiren und einheitliche Behandlung von Unsicherheiten bei der Bestimmung von Herdparametern^UG: SECURE: Nachhaltige und umweltfreundliche Verwendung und Erhaltung von Untergrund Reservoiren, Vorhaben: Gasreservoire und Bruchprozesse" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Für eine sichere und nachhaltige Nutzung unterirdischer Geosysteme muss die Integrität von Reservoir- und Barrieregesteinen langfristig gewährleistet sein. Eine besondere Rolle spielen dabei Prozesse, welche durch Rissbildung und Risswachstum zu einer Schwächung des Gesteins führen können. Diese Schwächung kann z. B. durch Diffusions- und Transportprozesse infolge wechselnder Druck- und Spannungsbedingungen hervorgerufen werden. Dabei ist die Rissbildung und Rissausbreitung im Untergrund mit seismischen Ereignissen verbunden. Diese Mikrobeben sind zumeist nur mit entsprechend sensitiver Messtechnik registrierbar, die Seismizität kann allerdings auch spürbare Größenordnungen erreichen oder sogar zu Schädigungen an Bauwerken und Infrastruktur führen. In konventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten wird häufig nach einem längeren Produktionszeitraum eine erhöhte seismische Aktivität festgestellt, die auf Kompaktionsprozesse des Reservoirgesteins und die Aktivierung von Bruchzonen zurückzuführen ist. Bei der hydraulischen Stimulierung unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten oder geothermischer Reservoire werden seismische Ereignisse aufgezeichnet, die je nach Belastungszyklus und Gesteinstyp stark variieren können. Auch in Gasspeichern führen Belastung und Rissbildung zu erhöhter Seismizität, welche Prozesse anzeigt, die sich ungünstig auf die Speicherstabilität auswirken. Im Rahmen des Verbundprojekts SECURE sollen skalenübergreifende Werkzeuge zur Prognose und Charakterisierung hydromechanischer Prozesse bei der Nutzung unterirdischer Reservoirsysteme entwickelt werden. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich dabei auf Rissbildung und Risswachstum in Reservoiren und Deckgesteinen, welche als mikroseismische Ereignisse detektiert werden können. Hierzu sollen Modelle konzipiert werden, die erstmals bruchmechanische Prinzipien mit probabilistischen Seismizitätsmodellen kombinieren. Das Verbundprojekt gliedert sich in drei Arbeitspakete. Im Mittelpunkt des ersten Arbeitspakets steht das Monitoring. Dabei soll geprüft werden, wie schwache Mikroseismizität bestmöglich detektiert und charakterisiert werden kann. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Entwicklung einheitlicher Standards zur Beschreibung von Magnituden und Herdparametern. Das zweite Arbeitspaket umfasst die Entwicklung fluidmechanischer Reservoirmodelle anhand von vier Fallstudien. Hierfür werden von den Industriepartnern Daten aus konventionellen Erdgasfeldern, aus Experimenten zur hydraulischen Stimulierung, aus Gasspeichern und aus geothermischen Aquifersystemen bereitgestellt. Ziel ist es, Druck- und Spannungsfelder als Funktion der Produktions- und Feldparameter zu bestimmen. Im dritten Arbeitspaket sollen auf Basis von Spannungssimulationen Seismizitätsmodelle entwickelt werden, welche zur Kalibrierung der fluidmechanischen Reservoirmodelle dienen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Eine hybride stochastisch-deterministische Methode zur Modellkalibrierung mit Anwendung auf CO2-Speicherung in geologischen Formationen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung.Der natürliche Untergrund gerät für sehr verschiedene und möglicherweise sogar kompetitive Anwendungsbereich verstärkt in den Fokus von Ingenieuren. Einerseits birgt der Untergrund wertvolle Rohstoffe, andererseits wird er genutzt, um temporär oder permanent Stoffe zu speichern, wie z.B. Abfälle oder Gas. Für alle diese Nutzungsarten ist es für unsere Gesellschaft unverzichtbar, die Leistungen, Grenzen, Risiken und wechselseitigen Einschränken zu kennen. Die Qualität von Modellvorhersagen für diesen Zweck hängen stark von der Qualität der Modellparameter ab. Von den Modellen wird jedoch erwartet, dass Vorhersagen mit verbesserter Zuverlässigkeit möglich sind, und dass sie für Simulationen eingesetzt werden können, welche robuste Entscheidungsfindung für den Speicherbetrieb erlaubt. Aus früheren Studien ist bekannt, dass die wesentlichen Prognosefehler und Unsicherheiten bei der Gasspeicherung bzw. der Injektion von Fluiden im Untergrund aus Unsicherheiten über geologische Strukturen und in den entsprechenden der Materialeigenschaften resultieren. Dieses Vorhaben will effiziente und zuverlässige Methoden für History Matching bei CO2-Speicherprojekten entwickeln. Methoden zur Quantifizierung von Unsicherheiten und Parametersensitivitäten während des History Matchings können in zwei Kategorien unterteilt werden: (1) Statistisch/ Stochastische Ansätze (z.B. Multiple Samples aus bedingten Verteilungen) und (2) deterministische optimierungsbasierte Ansätze (z.B. Ein optimales Modell wird kalibriert und Schätzungen der Unsicherheit nach der Kalibrierung berechnet). Dieses Projekt möchte beide Ansätze diskutieren. Das Ziel ist dabei zunächst ein Vergleich und des Weiteren eine Hybridisierung stochastischer und optimierungsbasierter Methoden für die Quantifizierung von Unsicherheiten bei Modellkalibrierung bzw. History Matching, um die Vorteile beider Welten zu kombinieren.
Das Projekt "ACT-Detect-Bestimmung des Risikos des Entweichens von CO2 durch Risse in der primären Sperrschicht unter Verwendung eines integrierten Ansatzes mit Überwachung und hydromechanisch-chemischer Modellierung; Teilvorhaben: RWTH Aachen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Lehreinheite Geowissenschaften, EMR Energie- mineralische Ressourcen Gruppe, Lehrstuhl für Erdöl und Kohle & Ton- und Grenzflächenmineralogie.Der Projektname DETECT steht für 'Determining the risk of CO2 leakage along fractures of the primary caprock using an integrated monitoring and hydro-mechanical-chemical approach'. Die deutsche Übersetzung lautet: 'Bestimmung des Risikos von CO2 Austritten durch Bruchzonen in der primären Abdeckschicht unter Verwendung eines integrierten Ansatzes mit Überwachung und hydromechanisch-chemischer Modellierung' Rahmenthema des Projekts ist die Reduzierung von klimaschädlichen Treibhausgasemissionen durch die geologische Speicherung von CO2. - Die Gesteinsschichten ('Deckschichten') über potenziellen CO2-Speichergesteinen stellen eine zentrale Komponente des Speichersystems dar. Sie müssen so beschaffen sein, dass ein unkontrolliertes Austreten des gespeicherten Gases verhindert wird. - In allen geologischen Formationen können Störungszonen auftreten, die durch tektonische Ereignisse in Jahrmillionen entstanden sind. Diese Störungszonen stellen potenzielle Schwachpunkte in den Barriereeigenschaften dar. - Ziel des DETECT Projektes ist die Entwicklung und Anwendung einer Methodik zur Risiko-Quantifizierung von CO2 Leckageraten durch Bruchzonen in den Deckschichten. Diese basiert auf Laborexperimenten, numerischer Modellierung von realistischen Leckageraten sowie den potenziellen positiven Effekten von Überwachungsmaßnahmen auf das Leckagerisiko. Als Instrument für die finale Risikoabschätzung wird die qualitative 'bow-tie' Methode verwendet. - Die experimentellen Untersuchungen an der RWTH Aachen (Deutschland) am Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle sowie dem Forschungsgebiet Ton- und Grenzflächenmineralogie befassen sich mit dem potenziellen Schließen von offenen Klüften durch von CO2 induzierte Effekte. Diese sind Kluftmineralisation und Quellung von Tonmineralen. In Zusammenarbeit mit der Partnergruppe von der Heriot-Watt University (Vereinigtes Königreich) führen die beiden RWTH-Institute Laborversuche zur Durchlässigkeit (Permeabilität) von Klüften durch. Die dabei erfassten Messgrößen dienen zur Modellierung von CO2 Leckageraten und zur Überprüfung der Gültigkeit der Modelle. Darüberhinaus untersucht die Shell-Gruppe (Niederlande) verlässliche und kosteneffiziente Überwachungstechnologien, die es ermöglichen Leckage zu detektieren. Durch geeignete Maßnahmen (z.B. Stopp der CO2 Einspeicherung) kann dann die Leckagerate verringert werden. Die Risktec Solutions Arbeitsgruppe (Vereinigtes Königreich) integriert diese Erkenntnisse in ein System zur standortspezifischen Risikoanalyse ('Bowtie' Methode), welches vom Projektpartner Shell Global Solutions für proaktives und reaktives Risikomanagement verwendet werden kann. Die Finanzierung des Projekts erfolgt auf der Basis der europäischen ERA-NET Cofund Vereinbarung (http://www.eubuero.de/era-net.htm) Accelerating CCS Technologies (ACT).
Das Projekt "Vorhaben: Bestimmung der Löslichkeit von Wasserstoff in Porenfluiden und des Einflusses von Wasserstoff auf abiotische Mineral/Gestein-Fluid-Wechselwirkungen^Vorhaben: Bestimmung kinetischer Daten für abiotische und mikrobielle Redoxreaktionen sowie Untersuchung von mikrobiell besiedelten durchströmten Gesteinssystemen^UG: H2_ReacT: Transport von Wasserstoff in Gesteinen unter Berücksichtigung abiotischer und mikrobieller Redoxreaktionen, Vorhaben: Bestimmung kinetischer Daten für abiotische Redoxreaktionen mit H2 und Untersuchung der Auswirkung von H2-Reaktionen auf TransporTeilprojekt rozesse in Gesteinssystemen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Fachgruppe für Geowissenschaften und Geographie, Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle (LEK).Das Forschungsvorhaben H2-ReacT befasst sich mit der Speicherung von Wasserstoff in geologischen Formationen. Molekularer Wasserstoff (H2) ist ein wichtiger Rohstoff in der chemischen Industrie. Da sich das Gas leicht durch Elektrolyse von Wasser gewinnen lässt, kann es auch für die Zwischenspeicherung überschüssiger Primärenergie, z.B. aus Windkraftanlagen verwendet werden. Dabei könnten ausgeförderte Erdgas- und Erdöl-Lagerstätten oder Salzkavernen als Wasserstoffspeicher genutzt werden. Da Wasserstoff ein sehr reaktives Gas ist und insbesondere von vielen Mikroorganismen als Energiequelle genutzt werden kann, muss untersucht werden, welche Reaktionen in geologischen Wasserstoffspeichern stattfinden können und wie schnell sie ablaufen. Außerdem muss festgestellt werden, wie sich das Gas in den unterirdischen Hohlräumen verteilt und ob es möglichst verlustfrei wieder an die Oberfläche gefördert werden kann. Zu diesem Zweck führen die an H2-ReacT beteiligten Forschungsinstitute Experimente durch in welchen die Wechselwirkungen von H2-Gas mit verschiedenen Gesteinstypen untersucht werden. Dabei geht es sowohl um anorganische Reaktionen (z.B. mit Eisenoxiden) als auch um mikrobielle Prozesse (z.B. Bildung von Biofilmen in den Gesteinsporen). Die Experimente müssen dazu unter ähnlichen Druck- und Temperaturbedingungen durchgeführt werden, wie sie im tiefen Untergrund herrschen. Reaktionen und Transportportprozesse von molekularem Wasserstoff spielen auch bei der nuklearen Endlagerung eine Rolle. Durch Korrosionsprozesse wird langsam aber stetig H2 gebildet und kann zu einem Druckaufbau führen wenn das Gasvolumen nicht durch Diffusion oder Reaktionen reduziert wird. Im H2-ReacT Projektverbund werden exemplarisch drei Speicherszenarien untersucht: H2-Porenspeicher mit toniger Abdeckung, H2-Porenspeicher mit Salz Abdeckung und H2-Speicher in Salzkavernen. Projektpartner sind zwei Hochschulinstitute der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) und zwei außeruniversitären Forschungseinrichtungen (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe; BGR; GeoForschungsZentrum Potsdam; GFZ). Alle verfügen über langjährige Erfahrungen in der experimentellen geowissenschaftlichen Forschung und bringen ihre Expertise auf den Gebieten Geochemie, Mineralogie und Grenzflächenchemie, Geomikrobiologie, Sedimentologie und Petrophysik ein. Die wissenschaftlichen Arbeiten sind in vier Arbeitspakete unterteilt. AP1: Abiotische und mikrobielle Redoxreaktionen von H2 (BGR) AP2: H2-Adsorption an Mineraloberflächen (RWTH/CIM) AP3: Einfluss H2-bedingter Reaktionen auf die Transporteigenschaften von Gesteinen (RWTH/LEK) AP4: Löslichkeit von H2 in Porenfluiden (GFZ)
Das Projekt "UG: ProSalz: Prozessverständnis, Skalierbarkeit und Übertragbarkeit von reaktivem Mehrphasentransport in Salzlagerstätten^Vorhaben: Die geogene Entstehung und Entwicklung von kavernösen Strukturen im Salzgestein in Abhängigkeit der hydrodynamischen, hydraulischen, geochemischen und geologischen Randbedingungen im Gebirge, Vorhaben: Stabile Isotopenuntersuchungen zum Prozessverständnis von Fluidverhalten in und um Salzkavernen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie.Aufgrund ihrer hohen Abdichtungswirkung dienen Salzlagerstätten bevorzugt als Speichermedium für verschiedene Fluide. Hierzu werden künstliche Kavernenhohlräume geschaffen, die zur Untergrundspeicherung von Erdöl oder Erdgas nutzbar sind, um Bedarfsspitzen auszugleichen und eine stabile Energieversorgung zu gewährleisten. Damit die langfristige Integrität solcher Kavernen sichergestellt werden kann, ist eine umfangreiche Überwachung der Speicher sowohl während der Betriebs- als auch der Nachbetriebsphase erforderlich. Im Untergrund zirkulierende wässrige Fluide bergen aufgrund ihrer lösenden Wirkung ein hohes Gefahrenpotential für die Integrität von Kavernenspeichern. Gleiches gilt für das natürliche Vorkommen von Fluiden im aktiven Kalisalzbergbau. In beiden Fällen können eindringende Fluide eine Auflockerung des Gesteinsverbandes verursachen, die zur Subsidenz mit erheblichem Schadenspotential für Bergwerksgebäude und oberirdische Schutzgüter führen kann. Das Verbundprojekt befasst sich mit offenen Fragen zur zeitlichen und räumlichen Entwicklung der Fluidmigration zwischen Kavernenhohlraum und Salzgestein, die mit Hilfe geochemischer und geophysikalischer Methoden sowie experimentellen Simulationen auf verschiedenen Skalen beantwortet werden sollen. Da Speicherkavernen für direkte Untersuchungen nicht zugänglich sind, ist geplant, großskalige Untersuchungen in einem aktiven Salzbergwerk durchzuführen. In einem Bergwerksstollen sollen dabei etwa 100 Meter lange Messprofile erstellt werden, welche die Übergangszone zwischen Salzgestein und einem natürlich entstandenen Kavernenhohlraum abdecken. Weiterhin ist beabsichtigt, in einem Salzpfeiler des Bergwerks einen künstlichen Hohlraum zu schaffen, um kavernentypische Prozesse in situ zu simulieren und die Dimensionen von Fluidmigration beobachten zu können. Vergleichbare Experimente sind auch im Labormaßstab mit Autoklaven geplant. Dabei soll auch der Einfluss variierender Prozessparameter wie Salzmineralogie, Feuchtegehalt, Gaszusammensetzung sowie Temperatur- und Druckgradienten ermittelt und durch gas-, isotopen- und gesteinsgeochemische sowie petrologische Untersuchungen ergänzt werden. Die vergleichenden, skalenübergreifenden Untersuchungen - von in situ Zuständen bis hin zu mikroskopischen Maßstäben - werden für numerische Simulationen eingesetzt, wobei Modelle erarbeitet werden sollen mit denen die Übertragbarkeit auf verschiedenste natürliche und technische Situationen realisiert werden soll. ProSalz gliedert sich in drei Teilprojekte. Im Rahmen des ersten Teilprojekts werden die Salzgesteine in einem Bergwerksstollen strukturell erfasst und beprobt sowie Gas- und Isotopenzusammensetzungen bestimmt. Weiterhin wird ein Hohlraum in einem Salzpfeiler hergestellt, in dem die Gegebenheiten technischer Kavernen simuliert und die Fluidausbreitung detektiert werden können. Das zweite Teilprojekt umfasst zu den Feldversuchen komplementäre Autoklavenexperimente im Labormaßstab. (Text gekürzt)
Das Projekt "Vorhaben: Modellbildung für die Seismizität konventioneller Gasfelder^UG: SECURE: Nachhaltige und umweltfreundliche Verwendung und Erhaltung von Untergrund Reservoiren, Vorhaben: Automatisierte Überwachung von Mikroseismizität in räumlich begrenzten Reservoiren und einheitliche Behandlung von Unsicherheiten bei der Bestimmung von Herdparametern" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ludwig-Maximilians-Universität München, Department für Geo- und Umweltwissenschaften, Sektion Geophysik.Für eine sichere und nachhaltige Nutzung unterirdischer Geosysteme muss die Integrität von Reservoir- und Barrieregesteinen langfristig gewährleistet sein. Eine besondere Rolle spielen dabei Prozesse, welche durch Rissbildung und Risswachstum zu einer Schwächung des Gesteins führen können. Diese Schwächung kann z. B. durch Diffusions- und Transportprozesse infolge wechselnder Druck- und Spannungsbedingungen hervorgerufen werden. Dabei ist die Rissbildung und Rissausbreitung im Untergrund mit seismischen Ereignissen verbunden. Diese Mikrobeben sind zumeist nur mit entsprechend sensitiver Messtechnik registrierbar, die Seismizität kann allerdings auch spürbare Größenordnungen erreichen oder sogar zu Schädigungen an Bauwerken und Infrastruktur führen. In konventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten wird häufig nach einem längeren Produktionszeitraum eine erhöhte seismische Aktivität festgestellt, die auf Kompaktionsprozesse des Reservoirgesteins und die Aktivierung von Bruchzonen zurückzuführen ist. Bei der hydraulischen Stimulierung unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten oder geothermischer Reservoire werden seismische Ereignisse aufgezeichnet, die je nach Belastungszyklus und Gesteinstyp stark variieren können. Auch in Gasspeichern führen Belastung und Rissbildung zu erhöhter Seismizität, welche Prozesse anzeigt, die sich ungünstig auf die Speicherstabilität auswirken. Im Rahmen des Verbundprojekts SECURE sollen skalenübergreifende Werkzeuge zur Prognose und Charakterisierung hydromechanischer Prozesse bei der Nutzung unterirdischer Reservoirsysteme entwickelt werden. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich dabei auf Rissbildung und Risswachstum in Reservoiren und Deckgesteinen, welche als mikroseismische Ereignisse detektiert werden können. Hierzu sollen Modelle konzipiert werden, die erstmals bruchmechanische Prinzipien mit probabilistischen Seismizitätsmodellen kombinieren. Das Verbundprojekt gliedert sich in drei Arbeitspakete. Im Mittelpunkt des ersten Arbeitspakets steht das Monitoring. Dabei soll geprüft werden, wie schwache Mikroseismizität bestmöglich detektiert und charakterisiert werden kann. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Entwicklung einheitlicher Standards zur Beschreibung von Magnituden und Herdparametern. Das zweite Arbeitspaket umfasst die Entwicklung fluidmechanischer Reservoirmodelle anhand von vier Fallstudien. Hierfür werden von den Industriepartnern Daten aus konventionellen Erdgasfeldern, aus Experimenten zur hydraulischen Stimulierung, aus Gasspeichern und aus geothermischen Aquifersystemen bereitgestellt. Ziel ist es, Druck- und Spannungsfelder als Funktion der Produktions- und Feldparameter zu bestimmen. Im dritten Arbeitspaket sollen auf Basis von Spannungssimulationen Seismizitätsmodelle entwickelt werden, welche zur Kalibrierung der fluidmechanischen Reservoirmodelle dienen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Vorhaben: Wegsamkeiten im Tongestein durch Quell- und Schrumpfungsprozesse sowie druckgetriebene Perkolation: Entwicklung, Validierung und Verifizierung von neuen Modellierungsansätzen in OpenGeoSys unter Einbeziehung von Ergebnissen aus in situ Experimenten^UG: GeomInt: Geomechanische Integrität von Wirts- und Barrieregesteinen - Experiment, Modellierung und Analyse von Diskontinuitäten, Vorhaben: Wegsamkeiten durch Spannungsumlagerungen - Numerik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Mechanik (Bauwesen), Lehrstuhl II (Kontinuumsmechanik).Eingriffe in den geologischen Untergrund, z. B. zur Gewinnung und Speicherung von Energie oder zur sicheren Verwahrung toxischer und radioaktiver Abfälle, erfordern im Verbund verschiedener Disziplinen sorgfältige geowissenschaftliche Zustandsanalysen und Prognosestudien, um nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden. Insbesondere Deformationsprozesse und physikalisch-chemische Alterationen können zu einer tiefgreifenden Schädigung von Gesteinen führen und damit die Integrität geologischer Reservoire und Barrieren ungünstig beeinflussen. Die dabei auftretenden vielfältigen mikro- und makromechanischen Strukturen (Fissuren, Risse, Klüfte etc.) schwächen das Gestein aus mechanischer Sicht und können in ungewollten Wegsamkeiten für fluide Phasen resultieren. Sie können unter dem Oberbegriff Diskontinuitäten zusammengefasst werden, deren Entstehung zumeist nur unzureichend verstanden und mit den derzeit verfügbaren kommerziellen Simulationssystemen nicht adäquat modellierbar ist. Ziel des Verbundprojekts GeomInt ist die realitätsnahe experimentell-numerische Analyse der Entstehung und Entwicklung von Diskontinuitäten in untertägigen Gesteinen am Beispiel von Salz-, Ton- und Kristallingesteinen. Als Forschungsschwerpunkte sollen typische Prozesse betrachtet werden, die zur Entstehung spezifischer Diskontinuitäten führen. Hierzu gehören Quell- und Schrumpfungsprozesse, druckgetriebene Perkolation und Spannungsumlagerungen. Das Projekt GeomInt gliedert sich in insgesamt drei Arbeitspakete. Im Rahmen des ersten Arbeitspaketes sollen Wegsamkeiten untersucht werden, die durch Quell- und Schrumpfungsprozesse hervorgerufen werden. Hierfür sind verschiedene Laborexperimente an Tongesteinen geplant, um Materialparameter zu bestimmen und die Entstehung von Diskontinuitäten zu beobachten. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen ist auf Selbstheilungsprozesse des Tongesteins ausgerichtet. Das zweite Arbeitspaket befasst sich mit der Entstehung von Wegsamkeiten in Salz- und Tongesteinen infolge druckgetriebener Perkolation. Mit Hilfe von Laborexperimenten soll u. a. geklärt werden, inwieweit die Höhe der Perkolationsschwelle vom Spannungszustand und von der Temperatur des Gesteins abhängig ist. Im Zentrum des dritten Arbeitspaketes stehen Wegsamkeiten, die infolge von Spannungsumlagerungen im Kristallin gebildet werden. Dabei richtet sich das Hauptaugenmerk der Laborexperimente auf die Rissausbreitung und das Verhalten von Klüften. Die Ergebnisse der Experimente dienen in allen Arbeitspaketen numerischen Simulationen zur Nachbildung der grundlegenden Prozesse. Während mit den Laborexperimenten insbesondere das spezifische Prozessverständnis für Bildung und Entwicklung der betrachteten Diskontinuitäten verbessert werden soll, dienen die numerischen Analysen u. a. auch einem Progress im Methodenverständnis. (Text gekürzt)
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