Geotermisen energian tutkimuslaboratorio

Toinen poraus in situ-geotermisessä laboratoriossa Gro Sch bebe suoritettu onnistuneesti

Poranterä GFZ Potsdam
lukea ääneen

Geoterminen poraus edustaa erityistä haastetta poraustekniikan suhteen: Hellävarainen "säilytysyhteensopiva" poraus ja optimaalinen porausreiän stabiilisuus ovat ratkaisevan tärkeitä säiliöiden kohdennetulle käytölle keskimäärin 20-30 vuoden ajan. Jotta voitaisiin kehittää tätä varten uutta tekniikkaa ja minimoida sähköntuotantoon tarkoitettujen geotermisten esiintymien kehittämiseen liittyvät kustannukset ja riskit, GFZ Potsdam toteuttaa siksi vastaavan tutkimusporausprojektin Groß Schönebeckissä.

Jo vuonna 2000 GFZ Potsdam laajensi vanhaa 1990-luvulta peräisin olevaa maakaasun etsintäkaivoa maailman ainutlaatuiseksi geotermisen kokeen laboratorioksi. Etu: Teoreettiset alustavat tutkimukset voidaan tarkistaa "in situ geotermisessä laboratoriossa" 1: 1 luonnollisissa olosuhteissa. Paikka valittiin sen viitemerkiksi, koska Pohjois-Saksan altaan vallitseva geologia edustaa suuria osia Keski-Eurooppaa.

Kokeet paikan päällä

Siihen saakka Brandenburgin tutkimuspaikalla on tehty lukuisia koesarjoja, uusia menetelmiä on testattu ja optimoitu. Tutkimuksessa keskitytään menetelmiin, joita voidaan käyttää erityisesti parantamaan porauksen tuottavuutta. Tutkijat kehittävät myös innovatiivisia poraustekniikoita ja strategioita porausvälineiden käyttöiän pidentämiseksi, energian ja materiaalien kulutuksen vähentämiseksi porauksen aikana sekä syväporauksen kustannusten ja riskien minimoimiseksi. Tällaiset in situ -kokeet referenssipaikoilla ovat välttämättömiä tekniikan kehittämisessä, koska ne tarjoavat mahdollisuuden testata uusia ja epäkypsiä tekniikoita käytännössä ja kehittää niitä edelleen sovelluksen kypsyyteen asti.

Porauslaite valmistajalta Drilltec © GFZ Potsdam

Tässä suhteessa Groß Schönebeck on pilottihanke, jota pidetään Saksan rajojen ulkopuolella yhtenä eurooppalaisesta geotermisen energian majakkaprojektista. Yli kymmenen miljoonan euron rahoituksella se on myös yksi tärkeimmistä uusiutuvan energian tutkimus- ja kehityshankkeista, joita liittohallitus tällä hetkellä tukee. Hanke on mukana erilaisissa eurooppalaisissa tutkimusyhteistyöissä, kuten "I-GET" tai geotermisen tutkimuksen edistämiseen tarkoitetussa osaamisverkossa Euroopassa "ENGINE".

Uusi pilkkotekniikka suojaa säiliötä

GFZ: n geotermisen hyödyntämisen konsepti tarjoaa kaksi syvää kaivoa: ns. Dubletin tuotantokaivosta ja injektiokaivosta, samoin kuin kestävän lämpövesisyklin ja maanpäällisen voimalaitoksen. Vesi on otettava syvyydestä tuotantokaivon kautta ja palautettava pintaan pintaan injektointikaivoon sen jälkeen, kun se on lämpökäytössä voimalaitoksessa. näyttö

Tämän konseptin toteuttamiseksi Brandenburgin tutkimuspaikassa porattiin toinen kaivo vuonna 2006 Gro Schneinbeckiin. Kahden kaivon välinen pitkäaikainen kiertokoe osoittaa vuosina 2007/2008, että kestävä kuljetus ja lämmönvaihto lämpövesikierrossa on varmistettu ja että investoinnit voimalaitokseen ovat kannattavia.

3D-mallinnus määrittelee porausreitin

Porauspolku ja uuden kaivon litologia - GFZ Potsdam

Kahden reiän etäisyys ja kulku on suunniteltu siten, että lämpövesisykli voidaan suunnitella optimaalisesti. Noin 2700 metrin syvyydestä porattiin suunnassa, jolloin Bohrtechnchnischer-konseptin mukaan saavutettiin kalteva reikä. Porausreiän polkua ja kallistuskulmaa tarkkailtiin jatkuvasti GFZ-tutkijoita mittauksin. Välttämättömänä välineenä on osoitettu mukana oleva geologinen 3D-mallinnus. Se on tärkeä päätöksenteon apu poraustien suunnittelulle, jolla kohdeporareiän geometriaa voidaan havainnollistaa ja analysoida olemassa olevan vertailureiän ja todellisen reiän suhteen geologisessa yhteydessä. Porareiän kiinnittämistä varten tarkoitetut putket voitiin mukauttaa geologisiin ja geometrisiin olosuhteisiin mahdollisimman nopeasti ja tarkasti.

Reiän lopullinen syvyys oli vuoden 2006 lopussa 4 400, 44 metriä. Poraustyöt suoritettiin siten, että säiliötä ei vaurioitunut tunkeutumalla poraamiseen porauksen aikana, jotta kohdehorisontin erityisen lempeä kaivaminen olisi mahdollista. Reiän halkaisija on suuri, mikä mahdollistaa suuren pumpun asentamisen kuuman syvän veden edistämiseksi. Reiän kulku voidaan suunnitella 3D-mallinnuksella siten, että poraus- ja injektioporaus kohdealueella on noin 475 metriä, vain noin 28 metrin etäisyydellä toisistaan, lyhyiden etäisyyksien kaikkien etujen kanssa f Myöhemmät asennukset.

(Ernst Huenges, GeoForschungsZentrum Potsdam, 30.03.2007 - AHE)