match.BOGS

© Fraunhofer IEG
iBOGS
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DrillBOGS
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FluidBOGS 3D-Modell

Ein grundlegendes Problem bei der Erforschung von Prozessen im Zusammenhang mit der Bereitstellung und Nutzung geogener Reservoire besteht darin, dass ein wesentlicher Teil dieser Prozesse in Tiefen stattfindet, die nur indirekte Messmethoden erlauben. Deswegen wird an der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG ein neuartiger Versuchsstand mit dem Namen match.BOGS entwickelt. Die match.BOGS soll das entscheidende fehlende Bindeglied zwischen Labor- und Feldskala darstellen, mit dem es möglich ist, die Prozesse während des Bohrvorganges, der Erschließung und der Nutzung geogener Reservoire unter in-situ Bedingungen physisch zu simulieren.

Die Match.BOGS besteht aus drei miteinander verknüpften Modulen: i.BOGS, drill.BOGS und fluid.BOGS.

Die i.BOGS stellt einen Autoklav dar, der in der Lage ist, Gesteinsproben mit einer Länge von 3 m und 25 cm Durchmesser triaxialen Druck- und Temperaturbedingungen von Tiefen bis zu 5 km (1250 bar und 180 °C) auszusetzen. Alternativ können durch spezielle Stromdurchführungen in den Autoklav im Inneren Pumpen und andere Bohrloch-Tools getestet und betrieben werden. Ein Durchströmen des Autoklaven - auch mit korrosiven Fluiden - ist bei einer Förderrate von ca. 10 l/s möglich. Entlang der Gesteinsprobe sind akustische, optische und thermische Sensoren angebracht, um die Vorgänge im Reservoir aufzeichnen zu können.

Die drill.BOGS bezeichnet den Bohrantrieb des Versuchsstandes. Durch ihn wird es möglich unter Einsatz verschiedener Bohrwerkzeuge in die unter Reservoirbedingungen stehende Gesteinsprobe im Inneren der i.BOGS zu bohren. Zwei Hydraulikzylinder liefern die nötige Vorschubkraft von bis zu 400 kN. Der stufenlos einstellbare Elektromotor treibt die Bohrstange mit bis zu 12 kNm Drehmoment an. Die installierte Mess-, Steuerungs-, und Regelungstechnik (MSR) ermöglicht die Durchführung von vollautomatisierten Bohrvorgängen bei wechselnden Gesteinseigenschaften.

Mittels der fluid.BOGS sollen synthetisch erzeugte, geothermale Fluide mit definierter Zusammensetzung im Pilotmaßstab bei geregelter Temperatur, geregeltem Druck oder geregeltem Massenstrom bereitgestellt werden. Diese Geofluide lassen sich unter pT-Reservoirbedingungen in die i.BOGS leiten, um dort Stimulations- oder Durchströmungsprozesse im Reservoir oder im Bohrloch zu studieren. Die Verwendung einer korrosionsbeständigen Nickellegierung, einer Dosiereinheit für Flüssigkeiten, sowie einer Gaseinheit soll Versuche an Gemischen von Säuren (Salzsäure, Kohlensäure, Schwefelsäure) mit nicht kondensierbaren Gasen (CO2, H2S) ermöglichen. Eine  Strömungsschleife innerhalb der fluid.BOGS wird eine präzise Regelung aller Parameter sicherstellen.