Medienkonferenz Geothermie-Projekt St.Gallen

«Produktionstests in GT-1»

Dienstag, 15.10.2013 – 11.00 Uhr

Fredy Brunner, Stadtrat Marco Huwiler, Leiter Geothermie

Michael Sonderegger, Projektleiter Geothermie

Inhalt

• Aktueller Stand

• Durchführung Produktionstests

• Bohrlocharbeiten und Seismizität

• Seismizität und Realisierbarkeit

• Konservierung und Abbau Bohranlage

• Mögliche Erschliessungskonzepte

«Aktueller Stand»

«GT-1» bohrtechnisch erfolgreich abgeschlossen

1. Bohrsektion (0 – 960 m) Ø Meissel: 58 cm Ø Verrohrung: 47 cm

2. Bohrsektion (960 – 2’475 m) Ø Meissel: 41 cm Ø Verrohrung: 34 cm

3. Bohrsektion (2’475 – 4’002 m) Ø Meissel: 31 cm Ø Verrohrung: 24 cm

4. Bohrsektion (4’002 – 4’450 m) Ø Meissel: 22 cm Ø Verrohrung: 18 cm (gelocht)

Wir bohren nicht mehr und haben ein stabiles, gesichertes Bohrloch bis ca. 4’378 Meter!

Hauptzu-/abfluss (~ 4070 m MD)

Zu-/abfluss? (~ 4115 m bis 4240 m MD)

Zu-/abfluss? (~ 4330 m MD)

• Zwei (ev. drei) durchlässige Zonen im Malmkalk erschlossen. Gestörte Zone in einer Tiefe von 4070 m MD als Hauptzufluss-/abfluss identifiziert

• Es handelt sich um einen kluftkontrollierten Speicher mit geringer Matrixpermeabilität

• Es ist davon auszugehen, dass mindestens eine durchlässige Zone hydraulisch verbunden ist mit der in SSW-NNE Richtung liegenden Trennfläche der «St.Gallen-Verwerfung»

• Diese ist kritisch vorgespannt und zeigt seit deren Erschliessung seismische Aktivität

• Gaszutritt (Methangas) ist möglich

Die geplanten Gas-Wasser-Produktionstests sollen nun Informationen über die effektive Produktivität der Bohrung «GT-1» liefern

Erkenntnisse aus «GT-1»

«Durchführung Produktionstests»

1. Reinigungslift / Freiförderung allenfalls unter Einblasen von Stickstoff, anschliessend Einschluss-Phase

mit Beobachtung des Wiederanstiegs des Wasserdruckspiegels

2. Evtl. Säuerung / chem. Stimulation zur Verbesserung der bohrlochnahen Wasserdurchlässigkeit (verdünnte Salzsäure).

3. Produktionstest «Step 1 - 3» je Step ca. ½ Tag Förderung, anschliessend Einschluss-Phase mit

Beobachtung des Wiederanstiegs des Wasserdruckspiegels

4. Produktionstest «Step 4» ca. 3 Tage Förderung, anschliessend Einschluss-Phase mit Beobachtung

des Wiederanstiegs des Wasserdruckspiegels

5. Tiefenprobenahme von Formationsfluid (Wasser & Gas)

6. Abbau des Testing-Equipments, Konservierung des Bohrloches und anschliessende Demobilisation der Bohranlage

Abweichungen vom geplanten Testablauf sind jederzeit möglich.

Phasen Produktionstests (15.10.13 bis Ende Oktober)

Gas-Wasser-Produktionstests (schematisch)

Packer

Schliessbares Ventil

MA

LM

Coiled Tubing (gewindeloser, aufgerollter Bohrstrang)

Einblasen von Stickstoff (N2) zur Erzeugung von Auftrieb und einer Zirkulation

Stickstoff –Tank

Gas-Wasser- Separator

Gas-Fackel Multiphasen-Durchflussmesser (Aufzeichnung der Fliessrate von Gas und Wasser) Speicherbecken

Druck- & Temperatursonde

MO

LASS

E

Gas- & Wasserzutritt aus Gesteinsformation/Reservoir

Kühlung Kühlung

Bohranlage / Bohrmast

Förderung eines Wasser-Gas-Gemisches

Wasser

Gas

Evtl. Säuerung / chem. Stimulation (schematisch)

Packer

Schliessbares Ventil

MA

LM

Coiled Tubing (gewindeloser, aufgerollter Bohrstrang)

Einbringung von verdünnter Salzsäure zur Verbesserung der Wasserdurchlässigkeit im bohrlochnahen Bereich

Tank mit verdünnter Salzsäure

MO

LASS

E

Bohranlage / Bohrmast

Prinzip der «Säuerung»

• Einleiten von Säure in die geothermische Zielformation führt zur Auflösung karbonatischer Gesteinskomponenten und Verbesserung der borlochnahen Wasserdurchlässigkeit.

• Da die Säure sehr schnell reagiert und sich rasch abbaut, zeigt die chemische Stimulation nur im bohrlochnahen Umfeld entsprechende Effekte (mehrere Meter).

• Geplanter Säure-Job: Ca. 30 m3 15 %-ige Salzsäure.

• Die Abbauprodukte Kohlendioxid, Wasser und Kalziumchlorid sind ungefährlich und stellen kein Umweltrisiko dar.

«Bohrlocharbeiten und Seismizität»

Seismische Ereignisse (14.07.2013 bis 13.10.2013)

Grenze der Spürbarkeit (ca.)

Grenze der Messbarkeit SED vor 2012 (ca.)

Erkenntnisse zur aktuellen Seismizität

• Immer noch messbare Seismizität vorhanden.

• Stärkstes Ereignis seit 20. Juli 2013: Erdbeben der Magnitude 2.0 vom 2. Oktober 2013. In diesem Zeitraum wurden keine Bohrlacharbeiten durchgeführt.

• Es ist möglich, dass das 2.0-Ereignis einer Nachbebenaktivität des 3.5-Bebens vom 20. Juli zuzuordnen ist. Nachbeben dieser Grössenordnung sind aus statistischer Sicht nicht unwahrscheinlich.

• Andererseits ist nicht auszuschliessen, dass das Beben durch die Bohrlocharbeiten im September verursacht wurde.

• Laufende Neubeurteilung der aktuellen Seismizität Anpassungen des Ablaufs der Produktionstests jederzeit möglich.

Seismische Ereignisse während Bohrlocharbeiten

«Seismizität und Realisierbarkeit»

Realisierbarkeit Geothermie-Kraftwerk

Aktuelle Situation • Wir haben die erste Bohrung erfolgreich abgeschlossen • Die Bohrung ist bis 4’378m gesichert und verrohrt • Anhaltender Verlust von Bohrlochflüssigkeit • Das Verhalten des Bohrloches weist darauf hin, dass ein unterirdisches

Kluft-System erschlossen wurde Was wir noch nicht wissen • Fündigkeit und Ergiebigkeit von Thermalwasser • Verhalten des Erdgases • Ausmass und Verhalten des Reservoirs • Seismisches Verhalten unter Zirkulationsbetrieb • Realisierbarkeit des Geothermie-Kraftwerkes unter diesen Bedingungen

Seismisches Verhalten

Erfahrungen mit unserem Untergrund • Wir haben erst einige Erfahrungen gesammelt • Wir kennen aber noch zu wenige Zusammenhänge • Für weitere Entscheide sind weitere Erfahrungen notwendig

Wichtige Fragen • Seismisches Verhalten währen den Tests? • Sind Wasserentnahmen weniger kritisch als Einpressungen? • Können wir überhaupt genug verlässliche Daten sammeln?

Dialog mit unserem Untergrund • Können wir «kontrolliert» Erfahrungen sammeln? • Wie weit können wir gehen, um möglichst viel zu erfahren? • Was für allgemeingültige Schlüsse können wir ziehen?

Lässt unser Untergrund einen «kontrollierten» Dialog zu? • Schwierige Risikobeurteilung – vorsichtiges Vorgehen

«Konservierung und Abbau Bohranlage»

Konservierung der Tiefbohrung

• Zur Konservierung werden im Bohrloch Verschlusssysteme und ein «Killstrang» zum Messen und zur Zirkulation der Bohrspülung im Bohrloch eingebaut

• Diese Methode erlaubt es jederzeit, das Bohrloch wieder zu nutzen

• Die Überwachung von Ring- und Steigraum-Druck erfolgt mit Manometer

• Diese Arbeiten werden voraussichtlich Anfang November 2013 ausgeführt

Einbau Verschlusssysteme (Packer) und «Killstrang»

Analysen während Konservierung

Bewertung der Fündigkeit im Malmkalk • Auswertung der Gas-Wasser-Produktionstests • Beurteilung der Produktivität im Malmkalk • Reservoir-Simulation für einen Zirkulationsbetrieb

Evaluation bestehender und angepasster Erschliessungskonzepte • Technisch-geologische Überprüfung einer möglichen Anpassung des

bestehenden Bohrloch- und Betriebskonzepts des Kraftwerkes • Behördliche Rahmenbedingungen prüfen

Seismische Risikoanalyse • Bewertung des seismischen Risikos bezüglich dem geplanten geother-

mischen Dubletten-Systems und dem Betrieb des Geothermie-Kraftwerks

• Evaluations-Prozess und Festlegung Vorgehensweise bereits gestartet

Finanzierung und Entscheidungsablauf • Neubeurteilung und Prüfung aufgrund neuer Ausgangslage • Einleitung des entsprechenden politischen Entscheidungsprozesses

• Bei Auftreten von ausseror-dentlichen Ereignissen be-hält sich der Stadtrat weiter-hin vor, das Projekt wieder zu unterbrechen oder allenfalls ganz abzubrechen

• Die definitive Sicherung des Bohrlochs erfolgt mit einer Teil- oder Totalverfüllung des Bohrloches nach deutscher Bergmannsnorm

• Bei der Teil- oder Totalver-füllung kommt auch Zement zum Einsatz – was dazu führt, dass das Bohrloch (oder Abschnitte davon) nicht mehr nutzbar ist

Teil- oder Totalverfüllung der Tiefbohrung

«Mögliche Erschliessungskonzepte»

Mögliche Erschliessungskonzepte

• Das ursprünglich vorgesehene Erschliessungskonzept sieht eine geo-thermische Dublette (Produktions- und Injektionsbohrung), angesetzt von einem Bohrstandort, in den geklüfteten Malmkalk vor.

• Aufgrund der seismischen Aktivität der mit «GT-1» erschlossenen Störungszone ist dieses Erschliessungskonzept neu zu beurteilen und allenfalls anzupassen.

• Essentielle Informationen für eine Neubeurteilung des Erschliessungs-konzepts werden mit den vorgesehenen Produktionstests in «GT-1» erlangt (Oktober 2013). Erst damit werden Aussagen möglich, wie das erschlossene Reservoir unter Produktions- und Injektionsbedingungen zu betreiben ist.

• Dafür müssen aber folgende Kriterien zuerst erfüllt sein: • Ausreichende Fündigkeit und Produktivität • Keine oder vertretbare Seismizität während der Förderung

• Bereits jetzt laufen Abklärungen betreffend der Machbarkeit unterschiedlicher Erschliessungskonzepte.

Realisierbarkeit Geothermie-Heizkraftwerk

Zu klärende Hauptfrage: «Wird je ein Geothermie-Heizkraftwerk an der Sitter realisiert?»

• Fündigkeit und Ergiebigkeit von Thermalwasser?

• Verhalten des Erdgases während dem Betrieb des GHK?

• Was für Resultate ergibt die Reservoir-Simulation?

• Wo ist eine Injektionsbohrung (2. Tiefbohrung) zur Wasserrückführung möglich (neues Erschliessungskonzept)?

• Wie ist das seismische Verhalten des Untergrundes? • Während den Ergiebigkeitstests • Während einem Dauerbetrieb

• Lässt unser Untergrund damit einen «kontrollierten» Betrieb zu?

• Schwierige Risikobeurteilung

Aufgrund der seismischen Aktivität der erschlossenen Störungszone ist das Erschliessungskonzept neu zu beurteilen und allenfalls anzupassen

«Eingeschränkte Besichtigung» (Haupteingang Bohrplatz)