Das Projekt "Einfluss von Vergletscherung, Permafrost und tektonischen Bedingungen auf die Ausbreitung von Radionukliden im Fernfeld eines Tiefenlagers nach einem potenziellen Schadensfall" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung.Die Entsorgung nuklearer Abfälle in geologischen Tiefenlagern muss in Gebieten erfolgen, die vom Grundwasserstrom ausreichend isoliert bleiben. Andernfalls können Fluidströmungsprozesse bei einer gestörten Entwicklung des Endlagers die Migration von Radionukliden in die Biosphäre begünstigen. Nur wenige Studien befassen sich mit den Folgen des weiträumigen Radionuklidtransports in solchen Worst-Case-Szenarien. Die hydrogeologischen Bedingungen des Gesamtsystems in der Nachbetriebsphase werden sich jedoch letztendlich von denen zum Zeitpunkt des Endlagerbaus unterscheiden und werden sowohl von äußeren Faktoren (z.B. Klimawandel) als auch von intrinsischen Beckeneigenschaften stark beeinflusst. Dieses Vorhaben im Bereich der Umweltrisiken zielt darauf ab, die Auswirkungen von (i) Vereisung, (ii) Permafrost und (iii) tektonischen Ereignissen auf die hydrologischen und hydromechanischen Grenzen zu untersuchen, die den großräumigen Grundwasserfluss in der Nähe von hypothetischen Abfalldeponien bestimmen. Zu diesem Zweck dient der Yeniseisky-Standort (YS) in Russland, ein potenzielles geologisches Tiefenlager für radioaktive Abfälle in kristallinem Gestein, als Fallstudie, der auf einzigartige Weise alle drei oben genannten Merkmale der geologischen Umgebung umfasst. Multiphysikalische Simulationen von thermisch-hydraulisch-mechanisch-chemisch gekoppelten Prozessen (THM-C) werden angewendet, um Szenarien der Fernfeld-Radionuklidentwicklung im Extremfall eines Endlagerstörfalls zu liefern. Die Neuartigkeit der THM-C-Modelle und der Zugang zu einer einzigartigen Datenbank der YS werden das klassische Verständnis von anomaler Fluid-, Wärme- und Massentransportvorgänge innerhalb tektonisch aktiver Becken erweitern. Während sich das vorgeschlagene Vorhaben auf die Thematik der nuklearen Entsorgungsforschung bezieht, können die den entwickelten Modellen zugrunde liegenden physikalischen und numerischen Konzepte auf eine Vielzahl von Nutzungsszenarien der Geosphäre (z.B. CO2-Speicherung, Abfallentsorgung, Entstehung seismischer Ereignisse) angewendet werden. Darüber hinaus sind entsprechende Benchmarkstudien in ähnlichen kristallinen geologischen Formationen geplant.
Das Projekt "Methoden zur experimentellen und numerischen Analyse der geologischen Barriere eines Endlagers in tonreichen Sedimentgesteinsformationen (MAGNUS)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Bereich Endlagerung.
Das Projekt "Internationales Benchmarking zur Verifizierung und Validierung von TH²M-Simulatoren insbesondere im Hinblick auf fluiddynamische Prozesse in Endlagersystemen - Erweiterung auf multiphysikalische Ansätze und mehrdimensionale Modellgeometrien, Teilprojekt A" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Clausthal, Fakultät für Energie- und Wirtschaftswissenschaften, Institut für Endlagerforschung, Lehrstuhl für Geomechanik und multiphysikalische Systeme.
Das Projekt "Internationales Benchmarking zur Verifizierung und Validierung von TH²M-Simulatoren insbesondere im Hinblick auf fluiddynamische Prozesse in Endlagersystemen - Erweiterung auf multiphysikalische Ansätze und mehrdimensionale Modellgeometrien" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Clausthal, Fakultät für Energie- und Wirtschaftswissenschaften, Institut für Endlagerforschung, Lehrstuhl für Geomechanik und multiphysikalische Systeme.
Das Projekt "UG2: Geomechanische Integrität von Wirts- und Barrieregesteinen - Experiment, Modellierung und Analyse von Diskontinuitäten, Vorhaben: Modellierung von Wegsamkeiten - Numerische Simulation komplexer Prozesse, Datenvisualisierung und Datenmanagement" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltinformatik.
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 "Teil 2^GEO.Cool: Kühlung mit oberflächennaher Geothermie - Möglichkeiten, Grenzen, Innovation^Teil 3^Teil 1, Teil 4" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Solites - Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme.Der vorliegende Verbundantrag von Partnern im Landesforschungszentrum Geothermie (LFZG) hat zum Ziel, Möglichkeiten sowie Grenzen der Kühlung mit oberflächennaher Geothermie in interdisziplinärer Arbeit zu erheben und daraus Impulse für Innovationen in diesem Bereich zu gewinnen. Das Vorhaben ist in die folgenden Arbeitspakete (AP) gegliedert: AP 1: Bedarfe und Systemaspekte AP 2: Systemtechnik und Planung von Anlagen zur Kühlung mit oberflächennaher Geothermie AP 3: Analyse von Best-Practice-Beispielen AP 4: Thermisches und hydrogeologisches Verhalten des Untergrunds AP 5: Genehmigungspraxis und Grenzwerte AP 6: Synopse, Innovationspotenzial und Transfer Innerhalb der Arbeitspakete werden von einzelnen Partnern punktuelle Untersuchungen zu relevanten Fragestellungen durchgeführt und darüber hinaus diese Ergebnisse sowie vorhandene Erfahrungen und Know-how interdisziplinär und systematisch zusammengeführt. Letzteres soll u. a. in Form von FuE-Workshops geschehen, in denen Empfehlungen zur Planung und zum Betrieb von Anlagen mit oberflächennaher geothermischer Kühlung sowie Anregungen und Ideen für weitere Entwicklungen und Innovationen in diesem Bereich erarbeitet werden.
Das Projekt "UG: GEOSMART: Integrierte Risikoanalyse auf der Grundlage gekoppelter Simulationen für die Nutzung des tiefen geologischen Untergrundes, Vorhaben: Bohrlochintegrität und Fluidleckage" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Ziel des Verbundprojekts GEOSMART ist es, eine transparente und standortunabhängige Methode zur Risikobewertung von hydrothermalen und petrothermalen Tiefengeothermieprojekten sowie von Speicherprojekten auf Grundlage einer modularen Simulation des Gesamtsystems zu entwickeln. Üblicherweise wird bei Risikoanalysen zunächst eine Reihe konzeptioneller Vereinfachungen vorgenommen, um komplexe Prozesse im Rahmen probabilistischer Ansätze beschreiben zu können. Für das Projekt GEOSMART wurde ein entgegengesetzter Ansatz gewählt. Es ist beabsichtigt, die erforderlichen Prozessmodelle zunächst entsprechend dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik einschließlich der Prozesskopplung zu entwickeln. Im Anschluss werden für die Prozessmodelle mittels Sensitivitätsanalysen die Schlüsselparameter identifiziert, die den größten Einfluss auf die einzelnen Risikokomponenten haben. Die Abhängigkeit der Risikokomponenten von den Schlüsselparametern wird dann in Form von Wertetabellen bzw. Antwortfunktionen abgebildet und an ein zentrales Systemsimulationsmodell übergeben, mit dem die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die einzelnen Risikokomponenten berechnet wird. Die Schnittstelle über die Wertetabellen bzw. Antwortfunktionen stellt die wesentliche Vereinfachung dar und ermöglicht eine probabilistische Simulation komplexer Modelle. Der entscheidende Vorteil gegenüber herkömmlichen Risikoanalysen besteht darin, dass die relevanten Prozesse nicht auf Grundlage stark vereinfachter Modelle abgebildet werden, was die Genauigkeit von Prognosen deutlich erhöht. Das Projekt GEOSMART gliedert sich in fünf Arbeitspakete. Im Rahmen des ersten Arbeitspaketes wird mit Hilfe des Programmpaketes GoldSim ein zentrales Systemsimulationsmodell entwickelt, an das sämtliche Prozessmodelle über Schnittstellen gekoppelt werden. Das zweite Arbeitspaket befasst sich mit einem Prozessmodell zur Integrität des Deckgebirges und den Auswirkungen von unkontrolliertem Risswachstum im Rahmen der hydraulischen Stimulation. Hierfür sind gekoppelte strömungsmechanische Simulationen vorgesehen. Im dritten Arbeitspaket wird die Migration von Fluiden aus einem Reservoir über geologische Schwächezonen betrachtet. Dabei wird mit dem Prozessmodell insbesondere der Stoff- und Wärmetransport quantifiziert. Änderungen des Spannungsfeldes und die dadurch möglicherweise induzierte Seismizität stehen im Zentrum des vierten Arbeitspaketes. Es ist geplant, mit einem Prozessmodell Wertetabellen für die Eintrittswahrscheinlichkeit solcher Ereignisse und Erschütterungskarten zu liefern. Im fünften Arbeitspaket wird die Integrität von Bohrungssystemen untersucht. Unter Berücksichtigung aller relevanten Prozesse erfolgt die Quantifizierung von Fluidleckagen für das Gesamtsystem Bohrung mithilfe gekoppelter numerischer Simulationen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Vorhaben: Geomechanische Laboruntersuchungen und Modellierungen zur Sicherheit von Untergrundspeichern im Salzgestein bei zyklischer Belastung - Funktions- und Integritätsnachweis^UG: SUBI: Sicherheit von Untergrundspeichern bei zyklischer Belastung: Funktionalität und Integrität von Speichern und Bohrungen, Vorhaben: Zyklische Kompressibilitätstests in Kombination mit Sperrdruckmessungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesteinslabor Dr. Eberhard Jahns e.K..Vorhabensziel: Untertage Gasspeicher (UGS) sollen für eine höhere Frequenz und z.T. auch Amplitude von Speicheroperationen ausgelegt werden. Der Einfluss zyklischer Belastungen auf die Funktionalität und Sicherheit von UGS stehen deshalb im Fokus des Vorhabens und sollen skalenübergreifend sowohl qualitativ als auch quantitativ betrachtet werden. Ziel ist eine holistische Betrachtung betriebsbedingter Eigenschaftsänderungen von Speicher, Deckgebirge und deren Anbindung an technischen Einrichtungen (z.B. Bohrungen). Eng verzahnte experimentelle und numerische Untersuchungen bilden die Basis für Modellvorhersagen, die mit Feldbeobachtungen validiert werden. Diese Modelle werden für Szenarien-Betrachtungen an generischen und realen Speichern genutzt, um optimierte Verfahrensweisen für den Betrieb abzuleiten. Vorhabensbeschreibung: Laborexperimente sind unabdingbar, um die Effekte des Ein-und Ausspeicherns auf UGS quantitativ zufassen. Das zyklische Be- und Entlasten eines UGS lässt sich im Labor durch sog. zyklische Kompressibilitätstests simulieren. Das Gesteinslabor Dr. Eberhard Jahns hat 20 Jahre Erfahrung mit geomechanischen Laborexperimenten. Schwerpunkte der Laborarbeiten bilden Poroelastizität und Kompressibilität. Das Gesteinslabor wird vollständige Kompressibilitätstests und CPV-Tests an Reservoirgestein und dessen Deckgebirge ausführen, um den Übergang von elastischem zu inelastischem Materialverhalten zu dokumentieren und zu quantifizieren. An den Deckschichtproben werden vor und nach den Belastungstests Permeabilität und kapillarer Sperrdruck bestimmt, um die Auswirkung zyklischer Belastung auf die Dichtigkeit von Speicherdeckschichten zu untersuchen. 2017: Entgegennahme Kernmaterial; Kompressibilitätstests (KT) Reservoir (R). 2018: CPV-Tests R; Sperrdrucktests (SDT) ungestörte Deckschicht (D); KT D. 2019: CPV D; SDT D gestört; Abschlussbericht Der ausführliche Arbeitsplan ist als Anlage beigefügt (bzw. siehe V09a).
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)
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| Boden | 179 |
| Lebewesen & Lebensräume | 113 |
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