1. Gekoppelte hydraulisch-thermische Experimente (Reservoir-hydraulische Tests, Tracer-Experimente kombiniert mit Fluid-Chemie-Untersuchungen) mit dem Ziel der simultanen Durchführung von hydraulischen Tests und Messung des Temperaturfelds mit Hilfe der DTS-Technologie (faser-optisches Messprinzip durch Raman-Rückstreuung). Dieses ermöglicht die Bestimmung von Zuflusszonen oder Injektionszonen unter in-situ-Bedingungnen bei veränderbaren hydraulischen Bedingungen.

2. Langzeitdurchströmungsversuche unter in-situ-Druck- und Temperatur- Bedingungen (Labor), Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen. Eine nachhaltige Nutzung geothermischer Reservoire erfordert eine gesicherte Produktions- bzw. Injektionsrate über den Bemessungszeitraum einer geothermischen Anlage. Die Veränderung der Gesteinspermeabilität mit der Zeit wird sowohl in situ als auch im Labor beobachtet und wird neben der produktions- und injektionsinduzierten Änderung des Spannungszustandes auf chemische (Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen, Lösungs-Fällungs-Reaktionen, Tonmineral-Quellungen), mechanische (Mobilisation und Umlagerung von Feinstpartikeln) und auch elektrochemische Prozesse (Strömungs- und Redoxpotenzial) zurückgeführt.

3. Porendruckabhängigkeit der Permeabilität (Labor), Langzeitverhalten Reservoir, Kopplung mit anderen petrophysikalischen Parametern. Eine nachhaltige (langfristige) Nutzung eines erschlossenen geothermischen Reservoirs setzt gesicherte Produktionsraten über die Dauer der Nutzung voraus. Die hydraulische Durchlässigkeit des Gesteins für das Thermalwasser (hydraulische Permeabilität) ist die petrophysikalische Schlüsselgröße, die die Produktivität des Reservoirs bestimmt. Die Erhaltung der Permeabilität ist deshalb von entscheidender Bedeutung. Sowohl aus Labor- als auch aus in-situ-Reservoir-Beobachtungen ist bekannt, dass die Permeabilität abhängig vom Porendruck im Gestein bzw. vom Fluiddruck im Reservoir ist. Bei Absenkung des Porendruckes durch Förderung des Thermalwassers steigt die effektive Spannung. Kompaktion des Reservoirs und Änderung, i.d.R. Verschlechterung, der hydraulischen Durchlässigkeit sind die Folge. Das Verständnis der porendruckabhängigen Permeabilitätsentwicklung ist damit Grundlage der intelligenten Nutzung einer geothermischen Lagerstätte und der nachhaltigen Sicherung der Produktivität.

4. Porenraumrekonstruktion, Kopplung Gesteinsstruktur und Transport (Labor, Modellierungen). Strukturelle Gesteinsparameter bestimmen die Permeabilität auf den verschiedenen Skalen, von der Mikrostruktur und dem lokalen Transport auf Partikelebene bis hin zu regionalen Strukturen und der Permeabilität im Reservoirmaßstab. Mit der Verknüpfung der Mikrostruktur und makroskopisch messbarer Transportparameter soll ein Werkzeug geschaffen werden, das bei Betrachtung von Strukturen unterschiedlichen Maßstabs eine Hochskalierung des hydraulischen Transportes bis hin zum Reservoirmaßstab ermöglicht. Grundsätzlich trägt eine Kopplung von Gesteinsstruktur und Transport zum Prozessverständnis der komplexen Größe Permeabilität und ihrer Kopplung mit anderen physikalischen Gesteinsparametern bei.