Horizon 2020
ThermoDrill
Im Rahmen des EU Programmes Horizon 2020 arbeitet die Geo-Energie Suisse AG zusammen mit sechs europäischen Firmen und zwei Universitäten am Projekt ThermoDrill. Ziel ist, durch die Entwicklung eines neuen innovativen Bohrsystems den Bohrfortschritt im kristallinen Gestein massgeblich zu beschleunigen, was die Bohrkosten deutlich senken würde. Diese stellen einen der Hauptkostenfaktoren der von Geo-Energie Suisse geplanten Projekten dar. Der Projektzeitraum reicht von September 2015 bis Ende August 2019.
ThermoDrill-Projekt: Deutliche Senkung der Bohrkosten durch die Entwicklung eines innovativen Bohrsystems.
DESTRESS
«DESTRESS» (engl. Demonstration of soft stimulation treatments of geothermal reservoirs) ist ein weiteres internationales Forschungsprojekt unter Horizon 2020, an welchem die Geo-Energie Suisse AG beteiligt ist. Geo-Energie Suisse arbeitet hier mit 16 Partnern aus Forschung und Industrie von März 2016 bis Februar 2020 an der Optimierung der Stimulationsmassnahmen zur Erschliessung geothermischer Reservoire. Elementare Faktoren sind hierbei einerseits die Maximierung der Reservoireffizienz sowie die Nachhaltigkeit des geschaffenen Systems (Durchlauferhitzers) und andererseits die Minimierung der Umweltauswirkungen, wie z.B. der induzierten Seismizität.
Partner des DESTRESS Konsortiums sind:
- Helmholtz Zentrum Potsdam (GFZ), Deutschland
- Energie Baden-Württemberg AG (EnBW), Deutschland
- és-Géothermie (ESG), Frankreich
- University of Glasgow, Grossbritannien
- Geo-Energie Suisse AG, Schweiz
- TNO, Niederlande
- Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Schweiz
- Geothermie Neubrandenburg GmbH (GTN), Deutschland
- Geoterma UAB, Litauen
- Université de Strasbourg, Frankreich
- Delft University of Technology (TU Delft), Niederlande
- NexGeo Incorporated, Süd-Korea
- Seoul National University (SNU), Süd-Korea
- Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT), Süd-Korea
- ECW Geomanagement BV (ECW), Niederlande
- Trias Westland B.V., Niederlands
DESTRESS Arbeiten - Entwicklung von geeigneten Packern als Meilenstein
Die Arbeiten der Geo-Energie Suisse AG werden überwiegend für die Entwicklung und das Austesten der Bohrlochausrüstung für die Multi-Stage-Stimulationstechnik und das Projekt Haute-Sorne erbracht. 2016 und 2017 erfolgten Tests der für die Multi-Stage-Stimulation notwendigen Packer durch die Firma Solexperts (siehe Abbildungen).
Bohrlöcher haben in der Tiefe die Form einer Zitrone – daher müssen neue Packer zum Abdichten entwickelt werden
Im tiefen Untergrund wirken unterschiedlich starke Kräfte in den verschiedenen Himmelsrichtungen auf eine Bohrung ein. Das führt dazu, dass eine Tiefbohrung nicht kreisförmig, sondern eine mehr oder weniger stark ausgeprägte zitronenförmige Gestalt annimmt. Hier gilt es nun, die aus der Kohlenwasserstoffindustrie stammenden Packer so weiterzuentwickeln, dass diese trotz des ungleichförmigen Bohrlochs (Abb. 1) einen bestimmten Bohrlochabschnitt komplett hydraulisch abschliessen (Abb. 2). Dies ist eine notwendige Voraussetzung, um das Multi-Stage-Stimulationssystem erfolgreich einsetzen zu können.
Scan der Tiefbohrung in Basel im Bereich von knapp 4400 m Tiefe. Links ist ein dreidimensionaler Tiefenschnitt über 5 m Länge zu sehen. Die dunkleren Bereiche entsprechenden zitronenförmigen Enden. Die Abbildung rechts zeigt einen Blick von oben in das Bohrloch, die Abweichung von der Kreisform ist gut erkennbar.
Packer Tests im Labor - 2 Packer zeigten sich in den Tests vielversprechend
Insgesamt wurden vier Packer von unterschiedlichen Herstellern getestet. Zwei der Packer haben sich als unbrauchbar erwiesen und werden nicht näher untersucht. Bei den beiden anderen Packern verliefen die Tests positiv. Hier erfolgen nun die notwendigen Verbesserungen, um die Packer an die Bedürfnisse der Multi-Stage-Stimulation anzupassen.
Die Tests verschiedener Packer im Labor und die anschliessende Anpassung an die spezifischen Bedürfnisse von Geo-Energie Suisse ermöglicht, das operative Risiko beim späteren Einsatz in der Bohrung massiv zu senken.
Aufsicht und Querschnitt des Versuchsaufbaus der Packertests. Die Packer werden in ein zitronenförmiges Rohr eingebracht. Der dunkelviolette Bereich zeigt die ursprüngliche Lage. Nach dem Aufschwellen (hellviolett) soll der Packer den entsprechenden Rohrabschnitt komplett abdichten, sodass das unterhalb injizierte Wasser nicht mehr am Packer vorbeifliessen kann. Ziel ist, mit den Packern im Bohrloch einzelne ausgewählte Abschnitte gezielt voneinander abzugrenzen und einzeln mittels Wasserinjektionen hydraulisch zu stimulieren (Multi-Stage-Stimulationssystem).
