INHALT

Seite 1 IM FOKUS EGS und

induzierte Seismizitaumlt

Seite 2 IN SITU LABOR

Groszlig SchoumlnebeckTag der Offenen Tuumlr

AUS DEN PROJEKTENNeuer Ansatz

in der Erkundung

Monitoring super-kritischer Systeme

Seite 3 IN KUumlRZE

Kurzmeldungen Publikationen Termine

NEWSletter 032014wwwgfz-potsdamdeicgr

Von D Bruhn A Zang

Ein im Oktober 2014 publizierter Sonderband der Fachzeitschrift GEO-THERMICS (International Journal of Geothermal Research and its Applica-tions) analysiert raum-zeitliche Muster von Erdbeben die durch menschliche Eingriffe in den Untergrund bei Geo-thermieprojekten ausgeloumlst wurden

Ziel der Betrachtungen ist es die seis-mische Aktivitaumlt in der Tiefen Geother-mie besser zu verstehen und durch geeignete Strategien (insbesondere bei der Entwicklung und beim Betrieb von Enhanced Geothermal Systems EGS) zu minimieren Der Sonderband wurde von Wissenschaftlern des GFZ zusammen mit Wissenschaftlern des Lawrence Berkeley National Labora-tory herausgegeben Durch menschli-che Eingriffe in den Untergrund her-vorgerufene kleinere Erdbeben sind in den letzten Jahren immer staumlrker in den Fokus der Oumlffentlichkeit geraten

In der Kohlenwasserstofffoumlrderung CO2-Speicherung oder Tiefen Geo-thermie ndash fuumlr jede dieser Technologi-en birgt Hydraulic Fracturing Chancen und Risiken Forscher des EU-Projek-tes GEISER (Geothermal Enginee-ring Integrating Mitigation of Induced Seismicity in Reservoirs) aus sieben europaumlischen Laumlndern vergleichen in diesem Sonderband Erdbeben die mit der Erschlieszligung von geothermischen Speichern in Verbindung gebracht wurden insbesondere durch den Ein-satz von Enhanced Geothermal Sys-tems Der GEOTHERMICS Sonderband untersucht in zwanzig Artikeln raum-zeitliche Muster von Erdbeben die mit Geothermie Bergbau und Hydraulic-Fracturing in Zusammenhang stehen

Geothermics Vol 52 (October 2014) Special Issue Ana-lysis of Induced Seismicity in Geothermal Operations Guest Editors Arno Zang (GFZ 26 Seismic Hazard and Stress Field) Ernest Majer (Lawrence Berkeley National Laboratory USA) David Bruhn (GFZ International Cen-ter for Geothermal Research)

IM FOKUS

EGS und induzierte Seismizitaumlt

Internationales Geothermiezentrum ICGR

Multirisskonzept fuumlr kristalline Gesteine Von G Zimmermann

Die Machbarkeit der geothermischen Energiegewinnung aus kristallinen Gesteinen ist prinzipiell nachgewiesen In Deutschland besitzen sie das groumlszligte geothermische Potential (TAB 2003) Jedoch bestehen ungeloumlste Prob-leme in der Konzeption und beim Betrieb petrothermaler Systeme mit Flieszligraten gt50 ls und einer Nutzungsdauer gt20 Jahre Diesen Fragen geht das vom BMWi gefoumlrder-te Projekt bdquoErschlieszligung petrothermaler Geothermiere-servoireldquo nach Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von Multirisskonzepten nach denen aus einer abgelenkten Bohrung oder einer Horizontalbohrung heraus vielfache kuumlnstliche Risse erzeugt werden um mindestens 2 Bohrungen hydraulisch miteinander zu verbinden Die Chancen und Risiken in allen Phasen (Abteufen der Boh-rungen Erschlieszligung mittels hydraulischer Stimulatio-nen Betrieb des untertaumlgigen Waumlrmetauschers) werden betrachtet und bewertet Die Untersuchungen sind auf die Bedingungen Mitteleuropas in ca 5000 Metern Tiefe ausgerichtet Die Ergebnisse sollen als Entscheidungshil-fe fuumlr den Einsatz des Konzeptes in Demonstrationsvor-haben dienen Projektpartner sind die Bundesanstalt fuumlr Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover (BGR) die Technische Universitaumlt Bergakademie Freiberg (TUBAF) und das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZICGR)

Abb Schematische Darstellung der petrothermalen Erschlieszligung mittels Multiriss-Konzept im kristallinen Gestein in ca 5000 Metern Tiefe (T Tischner BGR)

2 bull NEWSletter 032014Internationales Geothermiezentrum ICGR

Von E Jolie

Unter der Annahme dass Stoumlrungen die im Untergrund geothermische Fluide transportieren Migrationswe-ge fuumlr Gase bis hin zur Erdoberflaumlche darstellen wurden Oberflaumlchengas-Messungen in der Basin-and-Range Province (USA) durchgefuumlhrt

Durch die Oberflaumlchengas-Signatu-ren wurden Stoumlrungen mit hohen Gasflussraten detektiert man erhielt daruumlber hinaus zusaumltzliche Informa-tionen uumlber deren innere Struktur Das ist besonders in den Bereichen von Bedeutung in denen Stoumlrungen gegeneinander versetzt sind (step-over faults) und erhoumlhte Permeabi-litaumlten beobachtet werden die fuumlr eine nachhaltige Reservoirnutzung erforderlich sind Das Zusammenfuumlh-ren von Oberflaumlchengas-Signaturen und Daten der Stoumlrungs-Spannungs-analyse hat das Ziel Gasemissionen entlang von Stoumlrungszonen bis in das Reservoir zu verfolgen Die Ergeb-nisse zeigen dass Trennflaumlchen mit erhoumlhten Gas-Emissionen gleichzeitig hohe dehnungsscherende Tendenzen aufweisen Diese Stoumlrungen domi-nieren wahrscheinlich den Thermal-wasserfluss in den geothermischen Systemen dieser Region Dieser neue Ansatz in der Erkundung stoumlrungs-kontrollierter Systeme wurde in der Dissertation bdquoDetection and charac-

terization of permeable fault zones by surface methods in the Basin-and-Range Province USAldquo (Egbert Jolie)entwickelt Der besondere Fokus lag auf Gasen wie CO2 H2S und Radon Eingesetzt wurden auch gamma-spektroskopische Methoden die fuumlr die geothermische Erkundung der-zeit weiterentwickelt werden Fuumlr zukuumlnftige Studien soll das Analy-sespektrum um weitere Parameter ergaumlnzt werden Die Ergebnisse tra-gen zu einer verbesserten und dabei kostenguumlnstigeren Exploration in der fruumlhen Erkundungsphase geothermi-scher Reservoire bei Fuumlr ein Moni-toring des Stoumlrungsverhaltens unter Betriebsbedingungen ist der Einsatz dieser Methoden ebenfalls denkbar (siehe auch Seite 3)

Der Blick durch ein Polarisationsmikroskop gibt Auf-schluss uumlber die Eigenschaften von Gesteinen

Foto ICGR

AUS DEN PROJEKTEN

Neuer Ansatz in der Erkundung

Monitoring superkritischer Systeme Von J Henninges T Reinsch

Die Methode des bdquoDistributed Acou-stic Sensingldquo (DAS) ermoumlglicht akus-tische Signale entlang eines faserop-tischen Messkabels aufzuzeichnen Im EU-Projekt IMAGE (wir berichte-ten 0214) wird die Anwendbarkeit fuumlr seismische Messungen in heiszligen geothermischen Reservoiren erprobt

Die Erforschung superkritischer geo-thermischer Reservoire stellt neue Anforderungen an geophysikalische Explorations- und Monitoringmetho-den Bei DAS dient eine optische Fa-ser als Sensor Dehnungen koumlnnen aus der Charakteristik des zuruumlckge-streuten Lichts bestimmt und so Vi-brationen entlang des Sensorkabels mit hoher raumlumlicher und zeitlicher

Aufloumlsung aufgezeichnet werden Das passive Sensorkabel ist gegenuumlber konventionellen elektronischen Sen-soren robuster und einfacher einzu-setzen Erste Feldtests haben gezeigt dass die Methode gute Ergebnisse fuumlr bohrlochseismische Messungen mit aktiven Quellen liefert Jedoch be-stehen auch Einschraumlnkungen zB hinsichtlich der richtungsabhaumlngigen Sensitivitaumlt Die Installation eines solchen Bohrlochmesskabels in einer Hochtemperatur-Geothermiebohrung im Suumldwesten Islands ist in Vorberei-tung Mit einem zweiten Messkabel an der Oberflaumlche sollen DAS-Messdaten aufgezeichnet werden In Verbindung mit Daten aus einem Messnetz mit konventionellen seismischen Statio-nen wird so die Anwendung passiver Monitoringmethoden erprobt

Wissenschaft zum AnfassenVon A Spalek

Wie warm ist es eigentlich da un-ten Warum forscht das GFZ gera-de hier Kuumlhlt der Untergrund nicht irgendwann aus Wissenschaft-ler Ingenieure und Techniker des ICGR stellten sich am 22 August 2014 beim bdquoTag der Offenen Tuumlrldquo den Fragen der Oumlffentlichkeit Rund 250 interessierte Buumlrgerinnen und Buumlrger der umliegenden Gemein-den nahmen die Gelegenheit wahr hinter die Kulissen des Geothermie-forschungslabors Groszlig Schoumlnebeck zu schauen An Infostaumlnden und Modellversuchen in Fuumlhrungen und Gespraumlchen wurde bdquoWissenschaft zum Anfassenldquo geboten Bohrkerne Handwerkszeug des Geologen und ein Polarisationsmikroskop begeis-terten Kinder und Erwachsene Mit groszligem Interesse wurden die Geo-logie des Barnims Methoden zur Uumlberwachung der Arbeiten im Un-tergrund und das Funktionsprinzip eines geothermischen Kraftwerkes hinterfragt Besucher und Wissen-schaftler gingen mit erkenntnisrei-chen Eindruumlcken nach Hause Ein herzliches Dankeschoumln an alle Beteiligten insbesondere an den Buumlrgerverein und die Freiwillige Feuerwehr der Gemeinde fuumlr die organisatorische Unterstuumltzung Auf Wiedersehen beim Tag der Of-fenen Tuumlr 2015

IN SITU LABOR Groszlig Schoumlnebeck

Installation eines Radon-Messpunktes im Bradylsquos Geothermalfeld

Foto M D Pope

3 bull NEWSletter 032014Internationales Geothermiezentrum ICGR

Personalia

Publikationen- Hofmann H Babadagli T Zim-mermann G (2014) Numerical Simulation of Complex Fracture Network Development by Hydrau-lic Fracturing in Naturally Fractured Ultratight Formations - Journal of Energy Resources Technology 136 4 p 042907- Kastner O Sippel J Zimmer-mann G (2015) Regional-scale assessment of hydrothermal heat plant capacities fed from deep se-dimentary aquifers in BerlinGer-many - Geothermics 53 p 353-367 - Jolie E Klinkmueller M Moeck I 2014 Diffuse surface ema-nations as indicator of structural permeability in fault-controlled geothermal systems Journal of Volcanology and Geothermal Re-search

IMPRESSUM

Herausgeber Internationales Geothermiezentrum ICGR

am Helmholtz-Zentrum PotsdamDeutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Redaktion amp SatzAngela Spalek

Dr Kemal Erbaş Kontakt

redaktion-icgrgfz-potsdamde

LayoutPatricia Baumluchler

Redaktionsschluss10 Dezember 2014

ViSdP Franz Ossing

IN KUumlRZE

Seismische Messungen in West Java fortgesetzt

Die seit Herbst 2012 laufenden seismischen Messun-

gen (wir berichteten 012014) werden mit 14 Stationen

fortgefuumlhrt Mehr als 400 gesicherte seismische Ereignisse

konnten bisher in die Auswertungen einflieszligen Die

Abbildung zeigt Horizontalschnitte des modellierten 3D

Geschwindigkeitsmodells fuumlr Tiefen bis 5 Kilometer Die

schwarzen Dreiecke kennzeichnen die Stationen an der

Oberflaumlche die roten Punkte die Hypozentren (Tiefenbe-

reich +-500 m zur Darstellungstiefe) Niedrige Geschwin-

digkeiten sind roumltlich gekennzeichnet Im Ergebnis ist eine

Zone niedriger Geschwindigkeiten zu erkennen die einen

deutlichen Hinweis auf eine moumlgliche strukturelle Verbin-

dung der Vulkane Wayang Windu und Papandayan liefert

Die Ergebnisse werden auf dem WGC 2015 (Jousset et al

2015 WGC) vorgestellt

KurzmitteilungenNachwuchspreis 2014

Der bdquoPreis zur Foumlrde-rung des wissenschaft-lichen Nachwuchsesldquo ging in diesem Jahr an Egbert Jolie vom ICGR Potsdam Der Bundesverband wuumlr-digt damit alljaumlhrlich auf seiner Fachtagung

einen Nachwuchswissenschaftler der hervorragende Leistungen auf dem Gebiet der Geothermie in Form einer wissenschaftlichen Arbeit erbracht hat In seiner Dissertation entwickel-te Egbert Jolie einen neuen Ansatz im Bereich der Erkundung stoumlrungskont-rollierter geothermischer Systeme am Beispiel eines Feldes in NevadaUSA Mehr Seite 2

Termine26-28 Januar 2015Stanford Geothermal Workshop Stanford University California USAwwwpangeastanfordedu

26 Februar 2015EGPD 2015 6th European Geother-mal PhD Day TU Delft The Nether-landswww citgtudelftnl

19-24 April 2015World Geothermal Congress 2015 Melbourne AustralienNeuseelandwwwwgc2015comau

Wir wuumlnschen Ihnen eine besinnli-che Weihnachtszeit und einen guten Start inlsquos Jahr 2015

Wir gratulieren zur erfolgrei-chen Promotion

Muksin Umar bdquoA fault-controlled geothermal system in Tarutung (North Sumatra Indonesia) investigated by seis-mological analysisldquo

Matthis Thorade bdquoEntropiebasierte Be-wertungskriterien fuumlr den Waumlrmeuumlbergang in Kraftwerksprozes-sen und ihre Relevanz fuumlr praktische Anwen-dungenldquo

Korean Paper Award 2014

Den Preis der Korean So-ciety of Rock Mechanics fuumlr die beste Publikati-on 2014 der zu Ehren von Prof em Hee-Kun Lee Seoul National Uni-

versity verliehen wird erhielt J Seok Yoon Die im Journal bdquoTunnel and Un-derground Spaceldquo veroumlffentlichte Ar-beit ldquoParticle based discrete element modeling of hydraulic stimulation of geothermal reservoirs induced seis-micity and fault zone deformationrdquo entstand im Projekt bdquoErschlieszligung pe-trothermaler Geothermiereservoireldquo (s Seite 1) an dem Wissenschaftler des ICGR und der Sektion bdquoErdbeben-gefaumlhrdung und Spannungsfeldldquo am GFZ beteiligt sind