SURE - Novel Productivity Enhancement Concept for a Sustainable Utilization of a Geothermal Resource

Projekt: The SURE Project - Novel Productivity Enhancement Concept for a Sustainable Utilization of a Geothermal Resource

Projektpartner: GFZ - Helmholtz Zentrum Potsdam, Deutsches Geoforschungszentrum; TU DELFT - Delft University of Technology; GZB - Geothermiezentrum Bochum; ISOR - Iceland Geosurvey; TNO - The Netherlands Organisation for Applied Scientific Research; Well Services Group; Imperial College London - Department of Earth Science and Engineering; JSC Geoterma; Nature Research Centre

Industriepartner: Norduroka; RARIK; ON Power; Californie Wijnen Geothermie BV; Aardwarmtecluster 1 KKP BV

Bearbeitung: 01/2016 bis 12/2018

Website: http://www.sure-h2020.eu/ Icon externer Link

Im SURE-Projekt soll die Anwendbarkeit eines Bohrverfahrens auf die Erschließung geothermischer Reservoire untersucht werden, welches konzentrierte Hochdruckwasserstrahlen zur Herauslösung des Gesteins aus der Formation nutzt. Dieses Verfahren wird als „Radial Water Jet Drilling“ bezeichnet. Ausgehend von einer vorhandenen Bohrung werden weitere Zweige in die Formation gebohrt, um Strömungszonen im Abstand von maximal 100m anzuschließen. Dieses Konzept wurde von der Öl- und Gasindustrie adaptiert und stellt eine umweltschonende Alternative zur hydraulischen oder säurebasierten Stimulierung von Formationen dar, um hochpermeable Zonen im Gestein zu erschließen.

Im Rahmen der Geothermie muss bei diesem Bohrverfahren jedoch besonders auf die Wirtschaftlichkeit geachtet werden, welche durch den Einsatz von mobilen und kostengünstigen Bohrgeräten, sog. „Coiled Tubing Rigs“, gegeben ist. Die Anwendung dieses Bohrverfahrens zur Erschließung geothermischer Reservoire stellt eine Neuerung dar und wurde bisher nur an der Oberfläche getestet und nicht unter den Bedingungen wie sie in einer entsprechenden Formation vorzufinden sind. Um ein besseres Verständnis über die Wechselwirkung zwischen Bohrflüssigkeit und Formation zu erhalten, wird der Bohrprozess von verschiedenen Projektpartnern auf unterschiedlichen Ebenen untersucht.

Auf Mikroskala werden diejenigen Gesteinseigenschaften bestimmt, die notwendig sind um den Abtragprozess durch Wasserstrahlen physikalisch beschreiben zu können, ebenso wie die Effektivität der zusätzlichen Zweige in der Formation im Vergleich zu herkömmlicher hydraulischer Stimulierung. Auf Mesoskala wird der Bohrprozess an sich untersucht, indem unter Umgebungs- und simulierten Reservoirbedingungen Versuche durchgeführt werden. Auf Basis der gewonnen Erkenntnisse wird dann das Bohrverfahren optimiert und mit Hinblick auf die Erschließung geothermischer Formationen weiterentwickelt. An dieser Stelle setzt das Geothermie Zentrum Bochum mit seinen vorhandenen Testeinrichtungen und Infrastruktur an.Auf Ebene der Makroskala wird das „Radial Water Jet Drilling“ in einer echten Bohrung untersucht um festzustellen, ob sich permeable Gesteinszonen zuverlässig lokalisieren und anschließen lassen, und in wie weit sich die Produktivität der Lagerstätte steigern lässt. Begleitet werden die Untersuchungen auf Mikro-, Meso- und Makroskala durch die Entwicklung modellbasierter Simulationen und Methoden, deren Ergebnisse anhand der Auswertung der durchgeführten Experimente und Versuche verifiziert werden sollen.

Die Ergebnisse des SURE-Projekts werden durch eine Steigerung der Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Anzahl von Geothermiebohrungen maßgeblichen Einfluss auf die Erschließung und Entwicklung von geothermalen Energiesystemen haben. Durch den technologischen Fortschritt im Bereich des „Radial Water Jet Drilling“ Bohrverfahrens, den verbesserten Anschluss hoch permeabler Gesteinsschichten und Strömungszonen an das Bohrloch und die Reduktion der Umweltbelastung durch den Bohrprozess und die Stimulierung des geothermischen Reservoirs, soll dies realisiert werden.

Zusätzliche Information

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Volker Wittig

Leiter der Abteilung Advanced Drilling Technologies

Raum: G1 1-003
Tel.: +49 (0)234 32-10768

Volker Wittig

Simon Hahn, M. Sc. Maschinenbau

Doktorand

Abteilung: Advanced Drilling Technologies

Raum: G1 1-002

Tel: +49 (0)234 32-10767

Simon Hahn

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