BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Projektverlauf GeneSys Hannover

Vorarbeiten:

Februar 2005: Positives externes Review der Ergebnisse Horstberg

Januar 2006: Zulassung des Rahmenbetriebsplanes

Mai 2006: Seismisches Profil in Hannover

März 2007: Ausschreibung der Bohrarbeiten

Juni 2008: Beginn Bohrplatzbau

November 2008: Einrichten eines mikroseismischen Netzwerks um den Bohransatzpunkt Groß Buchholz Gt1
 

Bohrarbeiten:

Juni 2009: Beginn der Bohrarbeiten

Dezember 2009: Erreichen der Endteufe: 3901m. Freimelden der Bohranlage 

In der Monographie „Erdwärmegewinnung mittels generierter Geothermischer Systeme (GeneSys) – Band 1: Testarbeiten in der Bohrung Horstberg Z1 und Abteufen der Bohrung Groß Buchholz Gt1 können ausführliche Details und Hintergrundinformationen zu den genannten Vorarbeiten, der technischen Durchführung der GeneSys-Bohrung, den Untersuchungen der Bohrkerne und den Erkenntnissen daraus, dem Schichtenverzeichnis sowie den Auswertungen der Bohrlochmesssungen nachgelesen werden.

 

Test- und Erschließungsarbeiten:

Juni 2010: Perforation der Verrohrung im Zielhorizont  in ca. 3700 m Tiefe und Injektionstest („Minifrac-Versuch“)

Im Juni 2010 wurde die Verrohrung im Bereich der Zielformation perforiert. Dafür wurden mit einer Perforationskanone Löcher in die Verrohrung geschossen, um so den Anschluss an die Formation zu schaffen. Durch einen anschließenden Minifrac-Versuch mit einer kleinen Fließrate wurde der Gebirgsdruck ermittelt und grundlegende Daten für die geplante massive Frac-Operation geschaffen.

 

August und September 2010: Wiederholen des Minifrac-Versuchs und weitere hydraulische Tests

Im August 2010 fand ein erster erfolgreicher Injektionstest über den Ringraum der Bohrung statt, um die hydraulische Durchlässigkeit der Wealden-Sandsteine zu testen. Erneute Temperaturmessungen bestätigten eine ungewöhnlich hohe Temperatur von 169°C im Bohrlochtiefsten.

Im September 2010 wurde erneut bei kleiner Fließrate in den bereits bestehenden Minifrac injiziert. Die Wiederholung des Minifrac-Versuchs bestätigte den ermittelten Gebirgsdruck. Mehrere Druckentlastungen und Beobachtungen der Wiederanstiegskurven wurden zwischen den genannten Testarbeiten durchgeführt, um eine hydraulische Charakterisierung des geothermischen Reservoirs zu ermöglichen.

 

Dezember 2010: Vermessen des vertikalen seismischen Profils (VSP)

Im Dezember 2010 wurde vom Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) das vertikale seismische Profil (VSP) bis zur Bohrloch-Endteufe vermessen.

 

Januar 2011: Einbau eines zusätzlichen Schutzstrangs

Aufgrund des unerwartet hohen Gebirgsdruckes muss ein Schutzstrang in die Bohrung eingezogen werden, um die Verrohrung während der Experimente nicht zu überlasten (siehe Abb.).

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Stratigraphie und Bohrungsausbau Bohrung GT-1 ab Frühjahr 2011Stratigraphie und Bohrungsausbau Bohrung GT-1 ab Frühjahr 2011 Quelle: BGR

 

Mai 2011: Zweite Perforation

Zur Verbesserung des hydraulischen Anschlusses an die Formation wurde Mitte Mai 2011 eine zweite Perforation in der Zielteufe durchgeführt.

 

Mai 2011: Wasser-Frac im mittleren Buntsandstein. (Abb. Link zur Bildergalerie erneuern, früher: Aktuelles)

Vom 23.5. bis ca. 27.5.2011 wurde die geplante Fracoperation im Buntsandstein durchgeführt. Dazu wurden ca. 20.000m³ Wasser aus dem Mittellandkanal entnommen, mechanisch gereinigt und mit Fließraten bis zu 80 l/s in die Zielformation in 3700 Meter Tiefe gepresst. Anders als bei der Erdgasgewinnung wird bei diesem Frac-Verfahren reines Wasser ohne Zusätze in Form von Stützmitteln und Chemikalien verwendet.

Es sollte eine künstliche Rissfläche in der Größe von einem halben Quadratkilometer erzeugt werden, über die dem Gestein Wärme entzogen wird. Dort kann sich das Wasser bis auf etwa 160 Grad Celsius erwärmen.

Die Frac-Arbeiten wurden kontinuierlich von 10 Monitoring-Stationen (in bis zu 200 Meter tiefen Bohrlöchern abgehängte Geophone) seismologisch überwacht. Es wurden keine seismischen Ereignisse (auch unterhalb der Fühlbarkeitsschwelle) gemessen, welche der Fracoperation oder anderen Testarbeiten an der Bohrung Groß Buchholz Gt1 zuzuordnen wären (Link zu Seismische Registrierung erneuern!).

 

Juli und Oktober 2011: Injektionstests in den geschaffenen Riss

Nach der erfolgreichen Fracoperation wurden bei zwei folgenden Injektionstests geringe Mengen Frischwasser von je 90 Kubikmetern injiziert. Diese Versuche hatten zum Ziel, die hydraulischen Eigenschaften des künstlich geschaffenen Wärmetauschers zu charakterisieren. Die Ergebnisse beider Tests weisen darauf hin, dass ein Riss geschaffen wurde, der großflächig und hochpermeabel ist. Weiterhin wurde im Oktober 2011 ein Temperatur-Log in der Bohrung gefahren, welches eine vertikal auf ca. 70 m begrenzte Auskühlung im Zielhorizont als Folge der massiven Frischwasserinjektion zeigt.

 

November 2011: Stopp der Rückförderung

Am 10. November hatte die Rückförderung von den insgesamt 20.000 Kubikmetern Frac-Wasser begonnen. Bei der Rückförderung des heißen Wassers wurde das Bohrloch allerdings durch Salzausfällungen so stark verstopft, dass die Rückförderung schon nach wenigen Tagen abgebrochen werden musste (siehe Pressemitteilung vom 12.12.2011).

 

November und Dezember 2012: Entfernen der Salzausfällungen aus dem Bohrloch

Im November 2012 wurden die Salzausfällungen mit einem sogenannten "Coiled-Tubing" beseitigt: Durch das Verpressen von Frischwasser durch ein eingebrachtes Rohr wurden die Verstopfungen komplett gelöst und ausgetragen. Insgesamt wurden ca. 40 Kubikmeter Salzwasser entfernt und zur Entsorgung gegeben. Während dieser Operation wurden Feststoffproben des Salzgemisches sowie eine Tiefenwasserprobe entnommen. Die freigespülte Bohrung wurde anschließend komplett mit Frischwasser gefüllt, um neue Salzausfällungen zu vermeiden. Im Anschluss an das Freispülen der Bohrung folgte im Dezember 2011 eine weitere Bohrlochmessung, wobei erneut ein Temperaturprofil aufgenommen wurde.

 

seit 2013: Bohrung eingeschlossen, Machbarkeitsstudie und wissenschaftliche Untersuchungen

Im Jahr 2013 fanden an den gewonnenen Proben umfangreiche Laboruntersuchungen zur Herkunft des Salzes statt. Weiterhin werden bis dato verschiedene hydraulische Tests ausgewertet, um das hydromechanische Rissverhalten intensiv zu untersuchen.

Parallel zu den wissenschaftlichen Untersuchungen wurde eine Machbarkeitsstudie für das GeneSys-Projekt erstellt. Hierbei wurde zunächst eine Konservierung der Bohrung empfohlen. Weitere Tests an der Bohrung sind jedoch zukünftig notwendig, um ein mögliches Aussüßen des Gesteins zu untersuchen, die druckabhängigen Risseigenschaften abzuleiten und damit einen möglichen Wärmeentzug über den Riss bei verschiedenen Nutzungsszenarien bewerten zu können.

Derzeit befindet sich die Bohrung im eingeschlossenen, gesicherten Zustand. Eine Genehmigung für weitere Testarbeiten an der Bohrung Groß Buchholz Gt1 ist abhängig von der Novellierung der Fracking-Gesetzgebung. Bis dahin können keine Aktivitäten stattfinden.

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