Geohydromodellierung

CLEAN

Gekoppelte THMC-Prozesse im Reservoir-Nahfeld: Geochemische Modellierung der CO₂ Einspeicherung

 

Die Injektion von CO2 in ein weitgehend ausgebeutetes Gas-Reservoir führt zu geochemischen Reaktionen zwischen Porenwasser und Gesteinsmatrix. Darüber hinaus führen die geochemischen Lösungs- und Fällungsreaktionen der Mineralphasen zu einer Veränderung der Porosität und Permeabilität der Speicherschichten, was zu Rückkopplungen auf die Strömungs- und Transportprozesse führen kann. Eine verlässliche Beurteilung der relevanten Speichermechanismen muss die Zeitabhängigkeit solcher Reaktions- und Rückopplungsmechanismen berücksichtigen.

Im vorliegenden Projekt wurde deshalb der THMC-Simulator OpenGeoSys (OGS) um die Berücksichtigung kinetisch limitierter CO2-Fluid-Mineral-Reaktionen erweitert. Hierzu wurde ein allgemeines aber sehr flexibles Lasaga-Ratengesetz implementiert. Zudem wurde die bereits bestehende Schnittstelle zum geochemischen Modell ChemApp erweitert, um den Austausch konsistenter thermodynamische Daten zwischen dem OGS-Kinetik-Modul und ChemApp zu ermöglichen. Die Verifizierung des gekoppelten Simulators erfolgte über Benchmark- Vergleiche mit analytischen Lösungen und Vergleichsrechnungen gegen andere Modelle. Der mit den Benchmark-Tests erfolgreich validierte Simulator wurde schließlich für standortbezogene Untersuchungen der bei einer Enhanced-Gas-Recovery-Maßnahme durch Injektion von CO2 in das Altmark-Gas-Reservoir zu erwartenden Veränderungen des Porenraumes und der Speicherung von CO2 durch „Mineral-Trapping“ verwendet. Die Simulationen zeigen, dass die Speicherung von CO2 in mineralischer Form auf sehr langen Zeitskalen erfolgt und ein geochemisches Gleichgewicht erst nach ca. 10000 Jahren erreicht werden kann. Die nach den Szenariensimulationen zu erwartenden Veränderungen des Porenraumes mit einer Abnahme der Porosität um ca. 1 % sind aufgrund des eher geringen Ausmaßes von Mineralumwandlungsreaktionen und mineralischer Speicherung des CO2 ebenfalls relativ gering.

 

Projektpartner:

  • GFZ Potsdam
  • BGR Hannover
  • DBI gGmbH Freiberg
  • DMT GmbH Essen
  • FU Berlin
  • GDF SUEZ E&P GmbH
  • GICON GmbH Dresden
  • IFINKOR gGmbH Iserlohn
  • TU Clausthal
  • TU Dresden
  • UFZ Leipzig
  • Universität Erlangen-Nürnberg
  • Universität Halle-Wittenberg
  • Universität Jena
  • Universität Kiel
  • Universität Tübingen

 

Projektlaufzeit:

Juli 2008 - Juni 2011
 

Förderung:

Dieses Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) als Teil des CLEAN Projektes im Rahmen des GEOTECHNOLOGIEN Programms.

 

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