Herr Berger, LfULGProf. Wagner, TU Bergakademie Freiberg
Geologisch-geophysikalische Voraussetzungen für ein petrothermales Geothermieprojekt
Herr Berger & Prof. Wagner
Gliederung• Einführung petrothermale Geothermie
Wie finden wir einen optimalen Bohrpunkt?• Geologische Voraussetzungen – Verbreitung von günstigen
Gesteinskomplexen
• Tektonische Voraussetzungen – Tiefenreichweite der Bruchsysteme
• Geophysikalische Grundlagen – Ableitung des Baus der oberen Erdkruste
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Prinzip der petrothermalen GeothermieEnergiegewinnung aus dem Gestein selbstGeothermie-Kraftwerk Soultz-sous-Forets
(Gérard et al., 2006)
erstmals Zirkulation in einem geschlossenenKreislauf!
- 4 Monate
- 90 cbm/h mit 140 °C
- 10 MWth
Erkenntnisse und Erfahrungen nutzen
500 m
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Geologisch-Geophysikalische Voraussetzungen für einen optimalen Bohrpunkt in Sachsen
geology first
GeologieUntergrundgeologie
GeophysikTiefenseismik, 3 D-Seismik,Gravimetrie, Magnetik
Strainanalysewichtiger Störungen
Geothermisches 3D-Modell
Strukturgeologisches
3 D-Tiefenmodell
GeologieUntergrundgeologie
BruchtektonikStörungsgeometrie,
Vernetzung, Tiefenreichweite
GeophysikTiefenseismik, 3 D-Seismik,Gravimetrie, Magnetik
Strainanalysewichtiger Störungen
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G r u n d g e b
i r g e
Deckgebirge
Deckgebirge
Sachsen: GrundgebirgslandCharakterisiert durch 3 Gesteinsgruppen
Granite und GranodioriteGneise und Granulite
Phyllite und Glimmerschiefer
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Tiefengeothermie im GrundgebirgeVoraussetzungen:
• Geothermische Tiefenstufe sollte vom Normalen nach oben abweichen
• Gesteinsvarietäten mit erhöhten Gesteinstemperaturen sollten in geeigneten Zielteufen vorhanden sein
• Wärme aus dem Zerfall von Uran-, Thorium- und Kalium-Isotope
• Diese Wärme finden wir in radiogene Wärme produzierenden Gesteinen, insbesondere in Graniten und Granitoiden
Wo sind solche in Sachsen zu erwarten?
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Verbreitung der Gesteinsgruppen in 5000 m Tiefe
WET
METOET
MM
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Temperaturverhältnisse im Grundgebirge von Sachsen
Vergleich der Gesteinstemperatur in 1500 m Tiefe• Granite im Westerzgebirge ca. 55 °C• Gneise im mittleren Erzgebirge sind ca. 5 bis 10 °C
kälter• Phyllite im Vogtland sind ca. 10 °C kälter
• Gesteinstemperatur Granit Aue – Schlema (gemessen)Sohle -1710 m: 63,2°CMaximaler Wert: 81°C in UT-Bohrung 346A bei – 2365 m NNtiefster Punkt einer gemessenen Temperatur in Sachsen nach Hiller & Schuppan 2008, Bergbaumonographie Schlema-Alberoda
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Hypothetische Temperaturen in 5000 m Tiefe«optimistischer» Parameteransatz, nach BOECK u. a. (2007)
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Strukturgeologische Analyse in Aufschlüssen
Tief reichende Kluftsysteme und Störungszonen im Festgestein begünstigen die
Wasserwegsamkeit bzw. die Anlage eines künstlichen Rißsystems durch fracs
Roter Kamm in SchlemaRatssteinbruch Dresden-Plauen
Wasser-Frac
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Ableitung des Baus der ErdkrusteSeismikprofile in Sachsen
3D-Seismik – wichtigste Erkundungsmethode zur Bohrpunktfindung, in SN keine vorhanden
2D-Seismik liefert eine Schnittebene3D-Seismik liefert einen Volumenkörper
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Gera – Jachymov - Störungszone
Granitgebiete mit tief reichenden Brüchen bevorzugt Granite reagieren spröde
Roter Kamm
SchollenmosaikWesterzgebirge
500 m Versatz
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Tiefenseismikprofil DEKORP MVE 90Gera – Jachymov - Störungszone
1 sec.
ca. 3 km
Dichte in g/cm3: Granit 2,68 Gneis, Granodiorit, Migmatite 2,72
nach Bankwitz 1994
A
A Rittersgrüner Störungnach BROTTKA 2003, Gravimetrie-Modell Granitunterkante bei ca. 8 km
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Granite des Mittelerzgebirgischen Teilplutons
Granitoberfläche Annaberg-Buchholz
±0 m NN
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Tiefenseismikprofil DEKORP 9502Mittelerzgebirgischer Teilpluton
ca. 3 km
NW SOGranit von Geyer - Greifensteine
ca. 6 km?
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Geologische Übersichtskarte Freiberg
HimmelsfürstT 3/56 1811,1 m
Reiche ZecheET 1/55 1317,0 m
Teufe Granit ?
Freiberger Gneis
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Bruchtektonik und Mineralgangsysteme Freiberg
nach KUSCHKA, 1997
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Tektonik Monzonit im Meißener Massiv
Typlokalität Ratssteinbruch Dresden Plauen
Paralleltextur:
Einfallen 30 bis 35 ° nach NNO
Hauptkluftsystem:
NW – SO
NO – SW
Seidel 1860
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Übersicht Bruchtektonik Elbezone
Chronik der Wismut, 1999
1
2
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Tiefenseismikprofil DEKORP MVE 90Elbezone bei Pirna
Mittelsächsische Störung bis Lausitzer ÜberschiebungMeißener Massiv
MSSLÜWLS
1 sec. =
ca. 3 km
2 sec. =
ca. 6 km Automatical line drawing
Erzgebirge
MSSWLS
1 sec. =
ca. 3 km
LÜ
2 sec. =
ca. 6 km
Automatical line drawing
Erzgebirge
MSS
K
WLS
1 sec. =
ca. 3 km
Elbezone
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Vereinfachter Geologischer Schnitt Elbezone Dresden
SW NO
108,0
105,0
102,0
99,0
96,0
93,0
108,0
105,0
102,0
99,0
96,0
93,0
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
0
1
EGγδD
γδP
DS K
ESG
MSÜ WLS
L.Ü.
540 Mio a 320 Mio a
Monzonit
Bewegungen vor 20 bis 30 Mio Jahren
Roter Ochse
530 Mio a
Erzgebirge LausitzElbtalschiefergebirge+ Magmatite des MM
KS
Poisentalst.
480 – 370 Mio a
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Zusammenfassung:
• Ergebnis ist ein belastbares strukturgeologisches3D-Tiefenmodell als Grundlage für ein3D-Tiefen-Temperaturmodell
• Grundlage für Reservoirmodelle• Verwendung eines 3D-Seismik-Modelles notwendig • Letztendlich münden alle Modelle in eine virtuelle
Bohrpfad-Darstellung• Risikoreduzierung• Sehr anspruchsvolle Arbeiten bedürfen eines
Kooperationsverbundes von geowissenschaftlichenFachkräften
Herr Berger & Prof. Wagner
Vielen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit!Machen wir Dampf!
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