Within the framework of the GEOSTOR Project, the CO2 storage potential of the Jurassic succession in the German Central Graben was analysed. Twelve potential trap structures were initially mapped along the base of the Kimmeridge Clay Formation, which serves as the primary seal for potential reservoir sandstones within the Central Graben Subgroup. The Kimmeridge Clay Formation is generally continuously distributed across the German Central Graben, with only localized penetrations by rising salt diapirs. In contrast, the Central Graben Subgroup, serving as a potential reservoir unit, exhibits an uneven distribution across the area, limiting the presence and continuity of reservoir rocks within each trap structure. To further delineate the spatial extent of the mapped reservoir structures, the base of the Central Graben Subgroup was used as an additional reference layer. Due to the intermittent nature of Jurassic sandstones within the Central Graben Subgroup, a subsequent analysis classified each structure based on borehole data to confirm the presence of reservoir sands. Structures were categorized as ‘proven,’ ‘not present,’ or ‘uncertain’ depending on sandstone availability and continuity within the trap. All mapped reservoir structures are buried at depths ranging from 2225 to 3043 meters (apex depth) and are considered closed systems, situated within a complex structural network of salt diapirs, faults, and pinch-outs. Capacity calculations were conducted following the method outlined by Fuhrmann et al. (2024), and the horizons used for mapping are based on the work of Müller et al. (2023) and Thöle et al. (2021). Fuhrmann, A., Knopf, S., Thöle, H., Kästner, F., Ahlrichs, N., Stück, H.L., Schlieder-Kowitz, A., Kuhlmann, G., (2024). CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup-German sector of the North Sea. International Journal of Greenhouse Gas Control 136. Müller, S.M., Jähne-Klingberg, F., Thöle, H., Jakobsen, F.C., Bense, F., Winsemann, J. & Gaedicke, C. (2023). Jurassic to Lower Cretaceous tectonostratigraphy of the German Central Graben, southern North Sea. – Netherlands Journal of Geosciences, 102: e4. DOI:10.1017/njg.2023.4 Thöle, H., Jähne-Klingberg, F., Doornenbal, H., den Dulk, M., Britze, P. & Jakobsen F. (2021). Deliverable 3.8 – Harmonized depth models and structural framework of the NL-GER-DK North Sea. GEOERA 3DGEO-EU; 3D Geomodeling for Europe; project number GeoE.171.005. Report.
Die Karte "Basis des oberen Grundwasserleiterkomplexes" verdeutlicht die großräumige Verbreitung und die Tiefenlage (in Meter zu NN) des oberen überregional bedeutenden Grundwasserleiterkomplexes. Je nach Informationsdichte werden die Angaben zur Tiefenlage mehr oder weniger stark zusammengefasst. Sind innerhalb einer Farbfläche nur teilweise weitere Untergliederungen möglich, erscheinen diese Tiefeninformationen als farbige Linien in den Flächen. Als Grundwasserleiter werden bei dieser Kartendarstellung alle Sande (bis in den Feinstsandbereich) und Kiese eingestuft, deren Schluff- oder Tongehalt unter 5% liegt. So wird auf Grund der Schichtbeschreibung z.B. ein sehr schwach schluffiger Feinsand noch als Grundwasserleiter angesprochen, während ein schwach schluffiger Feinsand als gering wasserleitend bezeichnet wird. In den Lockergesteinsgebieten Niedersachsens werden großräumig zwei übergeordnete Grundwasserleiterkomplexe unterschieden. Der obere Grundwasserleiterkomplex setzt sich aus Sanden und Kiesen des Pleistozän sowie aus Sanden des Pliozän und des Obermiozän zusammen. Der untere Grundwasserleiterkomplex besteht aus durchlässigen Sedimenten des Unter- bis Mittelmiozän, den sog. Braunkohlensanden. Getrennt werden die beiden Grundwasserleiterkomplexe durch den Grundwasserhemmer Oberer Glimmerton, der aus schluffig-tonigen Sedimenten des Mittel- bis Obermiozän besteht. In den Gebieten, in denen als trennende Zwischenschicht (Grundwasserhemmer) der Obere Glimmerton fehlt, ist - großräumig betrachtet - in der Regel nur ein Grundwasserleiterkomplex ausgebildet. Dieser Fall tritt sowohl im Bereich tief eingeschnittener Rinnen, als auch im Bereich stark herausgehobener Salzstöcke auf. Im östlichen Teil von Niedersachsen ist der Obere Glimmerton flächenhaft abgetragen worden. Im Kartenbild wird daher in diesen Gebieten nur ein Grundwasserleiterkomplex dargestellt und als oberer Grundwasserleiterkomplex bezeichnet, obwohl ihm in diesen Gebieten auch die durchlässigen Sedimente der Braunkohlensande, die sonst den unteren Grundwasserleiterkomplex bilden, zugerechnet werden. Die Basis des oberen Grundwasserleiterkomplexes bildet also entweder der Obere Glimmerton oder, bei dessen Fehlen, untermiozäne bis oligozäne Tone und Schluffe. Auf der Karte werden in der Farbskala zwei Bereiche unterschieden: 1. Gebiete, in denen der Aquiferkomplex ungegliedert ist, weil entweder die Trennschicht Glimmerton fehlt oder ein unterer untermiozäner Grundwasserleiter nicht ausgebildet ist. 2. Gebiete, in denen der Aquiferkomplex gegliedert ist, d.h. der Obere Glimmerton ist großflächig verbreitet und trennt ein oberes von einem unteren Stockwerk. Es ist möglich, dass regional andere geringdurchlässige Sedimente, wie z.B. quartäre Beckentone, die Funktion von trennenden Zwischenschichten übernehmen können, die dann eine räumlich begrenzte Aufteilung des Grundwasserleiterkomplexes in zwei oder mehrere Grundwasserstockwerke bewirken. Auf Grund der vorliegenden Daten lassen sich aber zu wenig Aussagen über die flächenhafte Verbreitung von gering durchlässigen quartären Sedimenten machen, da sie nicht wie der Glimmerton über größere Bereiche eine konstante Erscheinungsform aufweisen, sondern in ihrer Fazies auch über kurze Distanzen sehr unterschiedlich ausgebildet sein können. Daher können sie in dieser Übersichtskarte nicht berücksichtigt werden, obwohl sie für die regionale Grundwasserhydraulik oft eine große Bedeutung haben. Die Mächtigkeit des oberen Grundwasserleiterkomplexes wird in einer separaten Karte dargestellt.
Within the GeoEra research project "3D Geomodeling for Europe” (3DGEO-EU, 2018-2021), a harmonized cross-border seismic velocity model for time-depth conversion was developed, covering main parts of the Danish, German, and northern Dutch North Sea. The model was created through collaboration between the Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO, NL), the Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS, DK) and the Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR, GER). The transnational velocity model combines a V0-K layer-cake velocity model for Cenozoic and Mesozoic units with a Vint-DeltaT velocity model used for the Zechstein interval. In total, seven main stratigraphic layers were selected by the project partners to build the velocity model. As input data, velocity information gathered from 724 wells was used. For the Entenschnabel region covering the northwestern part of the German North Sea sector and adjacent areas in Denmark and the Netherlands, the original layer-cake velocity model compiled in Petrel (Doornenbal et al., 2021) was converted into two seismic velocity volumes with average velocities using Paradigm SeisEarth (Thöle et al., 2021). One volume was computed with salt structures modeled as vertical shapes, consistent with the original Petrel model, while the other was modeled without salt structures down to the base of the Triassic to correct for velocity pull-down effects beneath salt dome overhangs. For details on the creation of the transnational velocity model and the seismic velocity volumes, the reader is referred to Doornenbal et al. (2021), Thöle et al. (2021) and Bense et al. (2022). Doornenbal, H., den Dulk, M., Thöle, H., Jähne-Klingberg, F., Britze, P. & Jakobsen, F. (2021): Deliverable 3.7 – A harmonized cross-border velocity model. GEOERA 3DGEO-EU; 3D Geomodeling for Europe; project number GeoE.171.005, Report. Thöle, H., Jähne-Klingberg, F., Doornenbal, H., den Dulk, M., Britze, P. & Jakobsen F. (2021): Deliverable 3.8 – Harmonized depth models and structural framework of the NL-GER-DK North Sea. GEOERA 3DGEO-EU; 3D Geomodeling for Europe; project number GeoE.171.005, Report. Bense, F., Deutschmann, A., Dzieran, L., Hese, F., Höding, T., Jahnke, C., Lademann, K., Liebsch-Dörschner, T., Müller, C.O., Obst, K., Offermann, P., Schilling, M., Wächter, J. (2022): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB) - Phase 2: Parametrisierung. Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), p. 193.
Basierend auf den Daten der Bohrdatenbank Niedersachsen und aeroelektromagnetischen Daten (SkyTEM) wurde am Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) ein hydrogeologisches 3D-Modell nahe Zeven erstellt. Insgesamt bildet das Modell in 22 geologischen Einheiten den Untergrund ab. Die Schichtfolge umfasst die Ablagerungen des Zechstein (Salzstöcke), des Tertiärs, der Elster-, Saale- und Weichsel-Kaltzeit bis zu den jüngsten Ablagerungen des Holozäns.
Basierend auf den Daten der Bohrdatenbank Niedersachsen und aeroelektromagnetischen Daten (SkyTEM) wurde am Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) ein hydrogeologisches 3D-Modell nahe Zeven erstellt. Insgesamt bildet das Modell in 22 geologischen Einheiten den Untergrund ab. Die Schichtfolge umfasst die Ablagerungen des Zechstein (Salzstöcke), des Tertiärs, der Elster-, Saale- und Weichsel-Kaltzeit bis zu den jüngsten Ablagerungen des Holozäns.
Die Anwendung „Informationssystem Salzstrukturen“ liefert Informationen zur räumlichen Verteilung von Salzstrukturen (Salzstöcke und Salzkissen) in Norddeutschland. Zusammen mit allgemeinen Struktur beschreibenden Angaben, wie beispielsweise Teufenlage und sekundärer Mächtigkeit, sowie Internbautyp, Nutzungsarten oder Erkundungsgrad lassen sich Abfragen durchführen und Salzstrukturumrisse in vier Tiefenschnitten bis zu einer maximalen Tiefe von 2000 m u. NN anzeigen. Zu jeder Salzstruktur ist ein Datenblatt mit Informationen und weiterführender Literatur hinterlegt. Der Darstellungsmaßstab hat eine untere Grenze von 1:300.000, da der Bearbeitungsmaßstab des Systems nicht für Einzelstrukturuntersuchungen geeignet ist. Die Webanwendung ist das Produkt eines BMWi-geförderten Forschungsprojektes „InSpEE“(Laufzeit 2012-2015). Das Akronym steht für „Informationssystem Salzstrukturen: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potenzialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (Wasserstoff und Druckluft).
Der Geologische Dienst SH beschäftigt sich mit der Erkundung des tieferen Untergrundes. Zur Landesaufnahme und für Potenzialstudien wurde ein landesweites geologisches 3D-Modell entwickelt, das die Tiefe und Verbreitung von relevanten Formationen des Norddeutschen Beckens zeigt. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des Projektes Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken - TUNB, das die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Zusammenarbeit mit den Norddeutschen Geologischen Diensten durchführte. Das Modell besteht aus 17 Basisflächen lithostratigraphischer Horizonte zwischen der Basis des Zechsteins und der Geländeroberfläche, Hüllflächen von Salzdiapiren und Störungsflächen. Die Eingangsdaten der Modellierung sind Daten des Geotektonischen Atlas von NW-Deutschlands (Baldschuhn et al. 2001), Bohrungen und seismische Profile der KW-Industrie sowie Bohrungen des Landesarchivs SH.
Dargestellt ist die Verbreitung von untersuchungswürdigen Salinar-Gesteinen innerhalb der Salzstockumgrenzung zur Anlage von Wasserstoff-/Erdgas-Speicherkavernen und die maximal vertretbare Tiefe des Salzstockdaches. Die Salzstöcke sind aufgrund ihrer strukturellen Entwicklung intern komplex - aus den Salzgesteinen des Zechstein und des Rotliegend - als Doppelsalinare aufgebaut und weisen in ihren Flankenbereichen Überhänge auf. Zur Abgrenzung von untersuchungswürdigen Horizonten zur Speicherung von Wasserstoff bzw. Erdgas diente im Wesentlichen die Tiefenlage des Salzstockdaches (Top der Zechstein und Rotliegend-Ablagerungen) bis 1300 m u. NHN als maximal für die Aussolung von Kavernen vertretbare Tiefe (derzeitiger Kenntnisstand). Aus Bohrergebnissen lässt sich ableiten, dass lokal aufgrund der Ausbildung von mächtigen Hutgesteinen das solfähige Gestein auch innerhalb der ausgewiesenen Bereiche tiefer als 1300 m unter NHN liegen kann. Eine Nutzung der Flankenbereiche wird aufgrund der zu erwartenden, unterschiedlich ausgebildeten Überhänge nicht möglich sein.
Nutzung der Salzlagerstaetten zur Speicherung von Energietraegern und Produkten in ausgesolten Kavernen oder aufgelassenen Bergwerken. Umweltfreundliche und sichere Deponie von Schadstoffen in Kavernen oder Grubenraeumen. Endlagerung radioaktiver Abfaelle in Salzformationen.
Die Messungen im erweiterten Festpunktnetz zur Erfassung der Gebirgsbewegungen im Grubengebaeude werden fortgesetzt. Die Untersuchungen zu einer moeglichen Subrosion oder einem Salzauftrieb am Asse-Sattel werden durch die Einrichtung einer ca. 1 km langen Festpunktlinie entlang der neuen Eisenbahntrasse erweitert. Zur Erkundung der Salzstruktur werden geophysikalische Methoden eingesetzt. Die geologischen Detailuntersuchungen fuer die versuchsweise Einlagerung von hochaktiven Abfaellen werden fortgefuehrt. Im Rahmen der Umgebungsueberwachung werden Proben aus der Umgebung und aus Kontrollbereichen gammaspektroskopisch analysiert.
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