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COMICOR

erstellt von huenken zuletzt verändert: 05.08.2011 12:01

Projekt:
COMICOR
Störungsbezogene CO2-Migration, Alteration und Speichereigenschaften im Buntsandstein der Hessischen Senke - natürliches Analogon für die industrielle CO2 Sequestrierung
Laufzeit:
01.05.2008 bis 30.04.2011
Koordinator:
Prof. Dr. R. Gaupp

Universität Jena, Institut für Geowissenschaften (Allgemeine Geologie)
Burgweg 11
07749 Jena
Projektpartner:
Universität Bonn, Steinmann Institut für Geologie, Mineralogie, Paläontologie (AG Petrophysik/Hochdruck)

Universität Jena, Institut für Geowissenschaften (Strukturgeologie)

Programm:
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Themenschwerpunkt: Die Nutzung des Untergrundes zur Kohlendioxid-Speicherung für globale Klimaschutzziele
Ziele:
Ziel des Verbundvorhabens COMICOR ist es, die Änderung von Gesteinseigenschaften infolge intensiver Kohlendioxid-Einwirkung zu untersuchen. Die geplanten Untersuchungen sollen an Abfolgen des Buntsandsteins in der Hessischen Senke durchgeführt werden, wo vulkanisches Kohlendioxid eine Alteration der Gesteine hervorgerufen hat. Diese Abfolgen stellen somit ein natürliches Analogon für die Wechselwirkung zwischen Gesteinen und Fluiden dar, wie sie auch bei der geologischen Kohlendioxid-Speicherung zu erwarten sind. Der Verbund beabsichtigt, die Eigenschaften von Nebengesteinen in Störungszonen mit sedimentologischen, mineralogischen und strukturgeologischen Methoden zu untersuchen. Weiterhin sind Experimente bei definierten Druck- und Temperaturbedingungen geplant, um die Reaktivität der Gesteine mit Kohlendioxid zu bestimmen. Außerdem ist beabsichtigt, ein dreidimensionales Modell zur Nebengesteinsalteration und zur störungsabhängigen Ausbreitung der Fluide zu erstellen sowie die Bedingungen zu untersuchen, bei denen eine Reaktivierung bzw. Neubildung von Störungen wahrscheinlich ist. Die Zusammenfassung der experimentellen, geologischen und mineralogischen Daten in einem thermodynamischen Modell ermöglicht eine verbesserte Abschätzung der Wechselwirkungen zwischen kohlendioxidhaltigen Fluiden und dem Nebengestein. Hieraus lassen sich wiederum genauere Prognosen zur Eignung und Langzeitsicherheit potentieller Kohlendioxid-Speicherstandorte ableiten. An dem Verbund sind die Lehrstühle für Allgemeine Geologie und für Strukturgeologie der Universität Jena sowie das Mineralogische Institut der Universität Bonn beteiligt.

Die Universität Jena (Lehrstuhl für Allgemeine Geologie) ist für petrographische, sedimentologische, mineralogische sowie geo- und hydrochemische Analysen von Sand- und Tonsteinen aus dem Untersuchungsgebiet zuständig. Mit Hilfe dieser Untersuchungen soll geklärt werden, welchen Einfluss die Fluide auf die Zusammensetzung und die Porosität bzw. Permeabilität der Gesteine hatten. Weiterhin soll untersucht werden, woher die Fluide stammen, welche Zusammensetzung sie hatten, ob die Fluidmigration anhand der Mineralreaktionen nachvollzogen werden kann und unter welchen Druck- bzw. Temperaturbedingungen die Reaktionen abliefen. Das umfangreiche Analyseprogramm bildet die Grundlage für die geplante thermodynamische Reaktionsmodellierung von Mineralgleichgewichten und Transportprozessen.

Die Universität Bonn ist für die Durchführung von Laborexperimenten an alterierten und nicht alterierten Proben aus dem Untersuchungsgebiet zuständig. Es ist geplant, petrophysikalische und thermodynamische Kennwerte zu ermitteln und die Geometrie des Porenraums zu analysieren. Mit den Experimenten sollen Fragestellungen zu Mineralreaktionen unter Kohlendioxid-Einfluss und deren Auswirkungen auf die Porosität bzw. Permeabilität der Gesteine geklärt werden. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, ob diese Mineralreaktionen die Porenraumoberfläche verändern und dadurch Kluft- bzw. Rissbildung im Gestein verursachen. Weiterhin soll versucht werden, mit Hilfe der spektral induzierten Polarisation (SIP) Mineralneubildungen sowie Kluft- und Rissbildungen nachzuweisen und somit eine neue Monitoringmethode zu entwickeln, welche die Prognostizierbarkeit möglicher Leckagen entlang von Störungszonen deutlich verbessern könnte.

Der Lehrstuhl für Strukturgeologie der Universität Jena ist für eine detaillierte geologisch-tektonische Kartierung des Untersuchungsgebietes entlang eines Profils und mehrerer Querschnittsprofile zuständig. Aufgrund von Bauarbeiten an einer neuen Autobahntrasse bestehen für das Projekt optimale Aufschlussverhältnisse und Beprobungsmöglichkeiten. Im Zuge der Arbeiten soll untersucht werden, ob sich die Migration der kohlendioxidreichen Fluide auf Störungszonen und Scherzonen konzentriert bzw. wie weit die Fluide in das Nebengestein eingedrungen sind. Weiterhin ist geplant zu prüfen, ob die Wanderung der Fluide bevorzugt entlang von Störungen und Brüchen bestimmter Orientierung auftrat und mit charakteristischen Deformationsstrukturen korreliert werden kann. Mit den Untersuchungen soll die Bedeutung von Störungen als bevorzugte Migrationswege für kohlendioxidreiche Fluide geklärt werden.