+++ Fortlaufender News-Artikel, Stand 30.08.2024 +++++
Saisonale Wärmespeicherung in Aquiferen
Aquifere sindporöse (durchlässige), tiefe Grundwasserleiter. Sie verfügen über ein großes Potenzial für die saisonale Wärme- und Kältespeicherung. Am Standort Berlin Adlershof haben Wissenschaftler:innen des Deutschen GeoForschungsZentrums in Kooperation mit der BTB Blockheizkraftwerks-Träger- und Betreibergesellschaft mbH Berlin daher im Projekt GeoFern saisonale Speicherkonzepte entwickelt, um Aquifere in die vorhandene Fernwärmeversorgung zu integrieren. Hauptsächliches Ziel ist hierbei die Speicherung von Wärme aus einer Biomasse-Kraft-Wärme-Kopplungsanlage im Sommer, um Wärme aus Kohle- und Erdgaskraftwerken im Winter zu ersetzen.
Kenntnisse über die geologische Beschaffenheit des Untergrundes sind hierfür unabdingbar. Eine vom GFZ durchgeführte Erkundungsbohrung in Berlin Adlershof ermöglicht vielfältige Untersuchungen zur Eignung des Aquifers und zu möglichen Wechselwirkungen des porösen Speichergesteins mit den zirkulierenden Fluiden.
In diesem fortlaufenden Newsartikel möchten wir über aktuelle Arbeiten an der Forschungsbohrung des GFZ am Standort Berlin Adlershof berichten. Den aktuellsten News-Beitrag (Juli 2024) finden Sie am Ende des Artikels.
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Dezember 2021
► Die Forschungsbohrung GtBTrKoe-2021/1 in Berlin Adlershof
Im Dezember 2021 hat das GFZ eine Erkundungsbohrung abgeteuft, die eine Endteufe von 456 m erreichte. Dabei konnten etwas 200 m Bohrkerne für die Untersuchung des Speichergesteins gewonnen werden. Die Bohrung wurde im oberen Bereich, bis etwa 211 m Tiefe planmäßig ausgebaut, d. h. verrohrt und die Verrohrung zementiert, so dass eine Beeinflussung der Trinkwasserleiter ausgeschlossen ist. Allerdings kam es bei der Komplettierung des unteren Teils zwischen 211m und 390 m zu einen Fehlzementation, die den Zugang zum Speichergestein verhinderte.
Die Untersuchungen der Gesteine bezüglich der Permeabilität, d. h. der Fähigkeit warmes Wasser zu leiten, zeigen sehr vielversprechende Ergebnisse. Um weitergehende Untersuchungen des Speicherhorizonts zu ermöglichen, soll im Frühjahr 2024 der Zugang zum Zielhorizont durch das Abteufen eines Sidetracks und dessen Neukomplettierung hergestellt werden. Diese Arbeiten werden innerhalb des Projektes PUSH-IT durchgeführt, welches von der Europäischen Kommission gefördert wird. Alle Ergebnisse fließen dann ein, in die Umsetzung des Aquifer Wärmespeichers, innerhalb des Projektes Reallabor GeoSpeicherBerlin unter Federführung der BTB GmbH und gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden.
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April 2024
►Aufarbeiten der Bohrung und Vorbereitung des Sidetracks
Am 15. April 2024 wurde zunächst der Festpunkt der Verrohrung im unteren Bereich der Bohrung bestimmt. Von 456m - 410m Tiefe war das Bohrloch im Januar 2022 rückzementiert worden, von 410m bis ca. 306m ist das Bohrloch verrohrt und die Verrohrung zementiert. Die Verrohrung von 306m bis 211m war nicht zementiert. Dementsprechend wurde die Verrohrung bei 292m Tiefe abgetrennt und am 16. und 17. April 2024 die Verrohrung gezogen. Im Anschluss ist Material aus den lockeren Sandsteinen bei ca. 220m Tiefe in das Bohrloch gestürzt ist, so dass die geplante Rückzementation zunächst verschoben werden musste. Das Bohrloch wurde am 17. April 2024 verschlossen. Die Beseitigung des Nachfalls, die Zementation der Bohrung und die anschließende Bohrung eines Sidetracks sind für Ende Mai 2024 geplant.
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Juli 2024
►Vorbereitung des Bohrplatzes und Bohrung des Sidetracks
Seit dem 26. Juni wurde der Bohrplatz für die bevorstehenden Arbeiten vorbereitet. Die Bohranlage wurde aufgebaut und die Geräte und Materialien für die bevorstehende Rückzementation, die Bohrung im Richtbohrverfahren und die anschließende Komplettierung des Sidetracks bereitgestellt. Bei dem Sidetrack handelt es sich um eine Ablenkung aus der bereits bestehenden Bohrung. Die Einbauten in der bestehenden Bohrung bleiben bis etwa 200 m Tiefe unverändert.
In der Woche von 08.07. - 12.07. wurde die Vorbereitung des Bohrplatzes abgeschlossen. Dann wurde in der Woche vom 15.07. bis 19.07. zunächst mit dem Freiräumen des Bohrlochs vom Nachfall, der im April 2024 aufgetreten war, begonnen. Die Rückzementation bis in die Ankerrohrtour erfolgte am 17.7. 2024, danach benötigte der Zement einige Tage zum Aushärten.
Am 23.07. 2024 wurde zunächst der Zement ca. 15 m aufgebohrt, bis etwa 213 m Tiefe. In dieser Tiefe wurde dann die Ablenkung der Bohrung angesetzt. Die Bohranlage wurde anschließend für das Richtbohrverfahren umgebaut. In der Woche vom 29.07. - 02.08. fanden die Richtbohrarbeiten statt. Dabei wurde mit einer sogenannten Richtbohrgarnitur langsam eine Neigung aufgebaut, so dass aus dem "alten" Bohrloch heraus in das unberührte Gestein gebohrt wurde. Auf diese Weise erreichten wir am 02.08 in 408 m Tiefe einen Abstand von der "alten" Bohrung von etwa 23 m. Während des Bohrens hat unser Team kontinuierlich Proben vom Bohrschlamm genommen und daraus das Bohrklein ausgesiebt. Somit können wir überprüfen, ob wir die gleichen Gesteine wie in der ursprünglichen Bohrung antreffen.
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August 2024
►Einbau der Verrohrung und anschließende Zementation
Im August haben wir den Filter und die Verrohrung in die Bohrung eingebaut. Im Bereich des Ziel-Aquifers wurde in 386 bis 370 m Tiefe ein Wickeldrahtfilter verbaut. In diesem Bereich soll das Wasser später injiziert bzw. produziert werden. Darüber wurde bis zur Oberfläche ein Vollrohr installiert. Entlang des Filterns und der gesamten Verrohrung haben wir gemeinsam mit unserem Partner FOMON GmbH zwei Glasfaserkabel angebracht. Diese Kabel können entlang der Verrohrung die Temperatur überwachen. Im Bereich des Wickeldrahtfilters wurde das Bohrloch anschließend verkiest, so dass zwischen dem Aquifer und dem Filter eine wasserdurchlässige Kiesschicht liegt. Darüber wurde zwischen die Verrohrung uns das Gestein wieder Zement eingebracht. Am 27. August konnten wir somit die Komplettierung der Bohrung erfolgreich abschließen. Die Forschungsbohrung ist nun bereit für die geplanten wissenschaftlichen Teste.
In der Woche vom 02.-06. September 2024 führen wir erste Produktionsteste an der Bohrung durch und nehmen Wasserproben um die Wasserchemie des Ziel-Aquifers zu bestimmen.
Zum weiteren Fortschritt halten wir Sie auf dieser Seite auf dem Laufenden.
