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CLEAN

erstellt von huenken zuletzt verändert: 05.08.2011 09:33

Projekt:
CLEAN
CO2 Largescale EGR in the Altmark Natural-gas field
Laufzeit:
01.07.2008 bis 30.06.2011
Projektleiter:
Dr. M. Kühn

Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Zentrum für CO2-Speicherung
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Projektpartner:
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Hannover

DBI gGmbH Freiberg

DMT GmbH Essen

Freie Universität Berlin

GDF SUEZ E&P GmbH

GICON GmbH Dresden

IFINKOR gGmbH Iserlohn

Technische Universität Claustahl

Technische Universität Dresden

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig

Universität Erlangen-Nürnberg

Universität Halle-Wittenberg

Universität Jena

Universität Kiel

Universität Tübingen

Programm:
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN

Themenschwerpunkt: Die Nutzung des Untergrundes zur Kohlendioxid-Speicherung für globale Klimaschutzziele

Ziele:
Im Rahmen des Verbundprojekts CLEAN, das vom BMBF mit mehr als 13 Mio. € gefördert wird, sollen Technologien zur Kohlendioxid-Speicherung in nahezu erschöpften Erdgaslagerstätten bei gleichzeitiger Steigerung der Gasausbeute (Enhanced Gas Recovery, EGR) entwickelt und erprobt werden. Weiterhin ist beabsichtigt zu klären, ob sich die geologischen Formationen im Erdgasfeld Altmark generell für eine langfristig sichere Speicherung von Kohlendioxid eignen. Eine aktive Speicherung von Kohlendioxid findet in der ersten Phase des Projekts nicht statt. Das Verbundprojekt, an dem eine Vielzahl verschiedener wissenschaftlicher Einrichtungen und Unternehmen beteiligt sind, gliedert sich in insgesamt fünf Themenverbünde:
  1. Technikumsanlage zur Injektion von Kohlendioxid (EGR-PS)
  2. Bohrungsintegrität (CO2SAFE)
  3. Geowissenschaftliche Prozessbeschreibung (GEO-PROCESSES)
  4. Umwelt- und Prozessmonitoring (CO2-MONITOR)
  5. Öffentliche Akzeptanz (CO2-AKZEPTOR)

Themenverbund I
Technikumsanlage zur Injektion von Kohlendioxid (EGR-PS)
Im Rahmen des ersten Themenverbundes hat die GDF SUEZ E&P GmbH Lingen, die Eigner des Erdgasfeldes in der Altmark ist, eine Anlage zur Injektion des Kohlendioxids in den Erdgasspeicherhorizont konzipiert und weitgehend aufbaut. Diese Anlage bildet die Grundvoraussetzung für die Durchführung einer späteren Kohlendioxid-Injektion in die Lagerstätte. Die Technikumsanlage wurde auf der Feldstation Maxdorf errichtet, die sich in der Struktureinheit Altensalzwedel des Erdgasfeldes Altmark befindet. Die Anlage dient zur Übernahme, Aufbereitung und Injektion des Kohlendioxids, das per Tanklastwagen aus einem Demonstrationskraftwerk an den Speicherstandort transportiert werden soll. Die Arbeiten gliedern sich in insgesamt drei zeitlich parallel ablaufende Teilprojekte:
  1. Errichtung der Injektionsanlage
  2. Verlegung von Feldleitungen
  3. Bohrlochumrüstung
Die obertägige Injektionsanlage besteht aus mehreren Prozessbaugruppen. Hierzu gehören Entladestationen für Kohlendioxid-Tanklastfahrzeuge, ein Kohlendioxid-Tanklager, Hochdruck-Verpressungspumpen, eine Anlage zu Kohlendioxid-Konditionierung (Verdampfer) und Verteiler zu den Sondenleitungen. Die Prozessbaugruppen wurden mit verschiedenen Hilfs- und Peripheriesystemen ausgerüstet. Die Anlage ist derart ausgelegt, dass das Kohlendioxid in unterschiedlichen Aggregatzuständen und unter verschiedenen Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur) verpresst werden kann, um deren Auswirkungen auf die Erhöhung der Erdgasausbeute zu untersuchen. Für den Transport des Kohlendioxids von den Tanks zur Injektionsanlage ist die Verlegung isolierter Sondenleitungen erforderlich. Außerdem müssen die Erdgasförderbohrlöcher für die Kohlendioxid-Injektion umgerüstet werden. Die gesamte Anlage soll über eine Messwarte vor Ort überwacht und gesteuert werden.

Infolge ausstehender Genehmigungen ruhen die Arbeiten zur Technikumsanlage derzeit. Sie sollen auf Grundlage des geplanten Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes zu einem späteren Zeitpunkt (2. Projektphase) wieder aufgenommen werden.

Der Themenverbund I wird ausschließlich von der GDF SUEZ E&P GmbH bearbeitet und ist nicht Gegenstand der BMBF Förderung.

Themenverbund II
Bohrungsintegrität (CO2SAFE)
Das Erdgasfeld in der Altmark ist von zahlreichen Bohrungen durchsetzt, die teilweise mehr als dreißig Jahre alt sind und einer intensiven Betriebsbelastung ausgesetzt waren. Für diese Bohrungen sind nicht kohlendioxidresistente Ausrüstungen verwendet worden. Eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung einer späteren EGR Maßnahme ist die Integrität der Bohrungen. Deshalb wird im Rahmen des Themenverbundes die Bohrungsintegrität im Testgebiet Altensalzwedel geprüft. Hieraus sollen ggf. erforderliche Interventionsmaßnahmen zur Vermeidung von Gasleckagen abgeleitet und Abdichtungstechnologien entwickelt werden, die einen sicheren Langzeitbetrieb eines später möglichen Kohlendioxid-Testspeichers gewährleisten. Der Themenverbund gliedert sich in insgesamt vier Projekte:
  1. Bohrungszustand
  2. Bohrungsstandfestigkeit
  3. Bohrungsmonitoring und Intervention
  4. Langzeit-Bohrverschluss
Im Rahmen des ersten Projekts erfolgt eine Aufnahme des aktuellen Zustandes der Bohrungen im Testgebiet. So wird u. a. die Auswirkung der Kompaktion bzw. Dekompaktion und des plastischen Steinsalzes auf die Bohrungen untersucht. Aus der Analyse des Bohrungszustandes soll ein Verfahren zur Bewertung der Eignung von Bohrungen für den Einsatz in EGR Projekten entwickelt werden. Für die Einschätzung der Bohrungsstandfestigkeit (Projekt 2) werden Untersuchungen zur Korrosion metallischer Werkstoffe und zur Systemlebensdauer durchgeführt. Das dritte Projekt befasst sich mit der Entwicklung von Leckageszenarien und Monitoringstrategien sowie der Bohrungs- und Zementreparatur. Im Rahmen des vierten Projekts wird die Möglichkeit eines Langzeit-Bohrverschlusses mit dem im Deckgebirge auftretenden Steinsalz untersucht.

Themenverbund III
Geowissenschaftliche Prozessbeschreibung (GEO-PROCESSES)
Der Themenverbund GEO-PROCESSES befasst sich mit der Charakterisierung des geologischen Gesamtsystems in der Erdgaslagerstätte Altmark. Im Rahmen dieses Themenverbundes werden die Speichergesteine, das Deckgestein und die fluiden Phasen untersucht sowie die bei einer Kohlendioxid-Speicherung ablaufenden physikochemischen Prozesse. Der Themenverbund gliedert sich in die drei Projekte:
  1. Gesteinsparametrisierung
  2. Geo-Modellierung und Prozess-Simulation
  3. Daten-Management-System
Das erste Projekt befasst sich mit der Bestimmung geologischer, mineralogischer, petrophysikalischer, hydraulischer und hydrochemischer Parameter. Im Rahmen des Projekts werden die Kohlendioxid-Speicher- und Fließparameter sowie die Primärspannungszustände der Reservoir- und Deckgesteine ermittelt. Weiterhin erfolgen eine Charakterisierung der geologischen Fazies und die Bestimmung von Reaktionen zwischen Fluiden und Nebengestein. Auch die geochemischen Veränderungen im Porenwasser und im Festgestein, die durch eine Kohlendioxid-Injektion hervorgerufen werden, sind Gegenstand der Untersuchungen. Die experimentellen Arbeiten bilden wiederum die Grundlage für numerische Simulationen von Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen. Im zweiten Projekt werden die Methoden und numerischen Simulationswerkzeuge für die Geo- und Prozess-Modellierung entwickelt. Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung eines thermodynamischen Bohrungsmodells, gekoppelten thermo-hydro-mechanisch-chemischen (THMC) Prozessen im Reservoir und der numerischen Simulation der Lagerstätte im Bereich des Testgebiets. Im Mittelpunkt des dritten Projekts steht der Aufbau eines Daten-Management-Systems für das gesamte Verbundprojekt.

Themenverbund IV
Umwelt- und Prozessmonitoring (CO2-MONITOR)
Ziel des Themenverbundes ist es, Monitoringmethoden zu entwickeln und zu erproben, mit deren Hilfe Speicherformationen, Deckgebirge, oberflächennahe Grundwasserleiter und die wasserungesättigte Zone überwacht werden können. Weiterhin erfolgt die Erarbeitung eines Umwelt- und Betriebsmonitoringkonzepts. Der Themenverbund gliedert sich in fünf Projekte:
  1. Monitoringkonzepte
  2. Monitoring der ungesättigten Zone
  3. Hydrogeologisches Monitoring der flachen Grundwasserleiter
  4. Monitoring des Reservoirs und des Deckgesteins
  5. Spannungsmonitoring
Ziel des ersten Projekts ist die Ableitung eines standortspezifischen Betriebs- und Langzeit-Monitoringkonzepts für EGR Maßnahmen unter Einbeziehung sicherheitstechnischer Vorgaben. Im Rahmen des zweiten Projekts wird mit Bodengas-Monitoringstationen eine kontinuierliche Messung von Kohlendioxid und Methan in der Bodenluft über dem Speicherstandort durchgeführt. Das dritte Projekt befasst sich mit der Erkundung, dem Monitoring und der Bewertung hydrogeologischer und hydrogeochemischer Parameter. Weiterhin werden Methoden für eine umfassende Langzeitkontrolle der Reservoir- und Deckgesteine entwickelt. Hierzu gehören das seismische Monitoring, die Druck- und Temperaturbestimmung sowie das geochemische und mikrobiologische Monitoring. Mit dem fünften Projekt wird der Spannungszustand im salinaren Deckgebirge des EGR Standortes bestimmt und eine Methode zum Spannungsmonitoring etabliert.

Themenverbund V
Öffentliche Akzeptanz (CO2-AKZEPTOR)
Um die Bevölkerung über eine mögliche spätere Kohlendioxid-Speicherung in der Altmark umfassend zu informieren, besteht die Aufgabe des Themenverbundes in der Durchführung von Veranstaltungen und in der Pressearbeit. Die Grundlagen der Kohlendioxid-Speicherung und der Stand der Arbeiten in der Altmark werden im Rahmen eines Internetauftritts dargestellt.