Erkundungskonzepte & Risikoanalysen

Geologische und geotechnische Daten sind eine essenzielle Grundlage zur Erkundung, Erschließung und letztendlich energiewirtschaftlichen Nutzung des Untergrunds. Diese Datensätze dienen der Erstellung geowissenschaftlicher Modelle und daraus hervorgehender Simulationen zur Analyse und Bewertung untertätiger Prozesse zur Wärmegewinnung, stofflichen (z. B. H₂ und CO₂) und energetischen (z. B. Wärme und Kälte) Speicherung sowie Förderung von Georessourcen (z. B. Lithium), aber auch zur Einschätzung von Risiken. Unsere Geowissenschaftler:innen erheben, integrieren und bewerten vielfältige Geo-Datensätze zur Vorbereitung und Begleitung von Erkundungs-, Explorations- und Erschließungsmaßnahmen wie Bohrungen und geophysikalische Messkampagnen, und werten diese zur Machbarkeit und Umsetzung von Nutzungsszenarien des Untergrunds aus. Dazu stehen Ihnen die Leistungen der Frarunhofer IEG eigenen Geo-Labore, unsere Geländegeologen:innen und unser Explorations-Team zu Seite.

Modelle aus Geo-Daten sind die fundamentale Grundlage zum Verständnis der geologischen Situation, des tektonischen Spannungsfelds und des hydraulischen Regimes im Untergrund. Sie dienen desweiteren zur Analyse und Bewertung der Nutzbarkeit und der notwendigen Maßnahmen zur Nutzbarmachung des Untergrunds, so dass Lokationen für Bohrungen und Produktionsstätten abgeleitet und mögliche stoffliche und energetische Produktionsraten bzw. Speicherkapazitäten sowie Risiken eingeschätzt werden können.

Unsere Geowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler können aus großen und diversen Datensätzen Modelle für Ihre Explorations- und Erschließungs-Kampagne erstellen, in Simulationen überführen und nutzbringend auswerten. Unsere Teams bringen dazu Kompetenzen zur Strukturgeologie, Geomechanik, Strömungsmechanik, Thermodynamik und Geochemie ein, um ihre Projekte zur energetischen und stofflichen Gewinnung und Speicherung zu realisieren.​

Vor allem in Regionen mit geringer Dichte an Untergrunddaten birgt die Erkundung, Erschließung und Nutzung des Untergrunds häufig operative und wirtschaftliche Risiken. Unsere Expertinnen und Experten am Fraunhofer IEG verstehen sich darauf, Ihr Vorhaben auf seine Wirtschaftlichkeit sowie mögliche operative und investive Risiken zu prüfen und zu bewerten. Hierbei werden existierende Konzepte der Kohlenwasserstoffindustrie auf Ihre speziellen Herausforderungen angepasst und so stetig weiterentwickelt. So können schon während der Konzeptionierung von Projekten spezifische Risiken erkannt und frühzeitig berücksichtigt werden.

Dazu werden unter anderem auch Daten zur Genese, Sicherheit und Schadensabwehr bei der Nutzung des Untergrunds erhoben und der Umgang mit und die Kontrolle von potenziellen Georisiken integriert. Teil der Risiko-Betrachtung untertätiger Projekte ist zudem ein präventives sowie begleitendes seismologisches Monitoring, für das das IEG ein eigenes Team aus Expertinnen und Experten für Sie bereitstellt.​

Auf Daten und Modellen basierende Simulationen, vor Allem jener Prozesse in offenen, hydrothermalen und geschlossenen, Sonden-basierten geothermale Systeme, stofflichen und energetischen Kavernen- und Aquifer-Speicher, Bergbaunachfolgenutzungen sowie Produktionsstätten von Georessourcen vor und während der Produktion, sind essenzielle Wegbereiter im Übergang von der Erkundung und Erschließung zur Nutzung des Untergrunds. Simulationen betrachten die zeitliche und räumliche Dynamik wichtiger Parameter wie Druck, Temperatur, Fließraten, Spannungen und Verformungen im Untergrund.

Unsere Expertinnen und Experten am Fraunhofer IEG treffen entlang von Simulationen quantitativen und qualitativen Aussagen über Produktions- und Speicherprozesse und können operative Risiken, die Wirtschaftlichkeit sowie der Resilienz Ihres Betriebs untertätiger Infrastrukturen einschätzen. Unsere moderne hauseigene Simulationssoftware ermöglicht zudem die präzise Simulation seismischer Wellenausbreitung in 3-dimensionalen heterogenen Medien. Diese Simulationen können zur Charakterisierung repräsentativer Reservoirgesteine auf Poren-Maßstab, zur Optimierung von seismischen Messystemen, z.B. in Bohrlöchern und Pipelines, und zur deterministischen seismischen Gefährdungsabschätzung im gesamten Reservoir benutzt werden.

Zur Erkundung des Untergrunds und Prüfung auf seine lokale Tauglichkeit zur Wärmegewinnung, Speicherung oder Produktion von Ressourcen sowie zur bergrechtlichen Risikoeinschätzung von Produktion oder Injektion werden in viele Regionen neue oder zusätzliche 2D und/oder 3D seismische Daten benötigt. Unsere Geophysikerinnen am IEG planen und begleiten zusammen mit unseren bergrechtlichen Juristen und Geowissenschaftlerinnen Ihre geophysikalische Messkampagne.

Unsere Experten weisen langjährige Erfahrung bei der Akquise von 2D-Seismiklinien bis hin zu großflächigen 3D Messungen auf, und sind darin geschult Sie von der Auslegung und Genehmigung der Messreihen bis hin zur Auswertung der gewonnenen Daten in alle Schritte entlang Ihrer Projekte zu begleiten.

Die wertvollsten Daten zur Analyse und Evaluation der Nutzbarkeit und Nutzbarmachung des Untergrunds sind Bohrungsdaten und begleitendes geophysikalisches Logging. Hierzu planen und begleiten unsere Bohringenieure lokale Erkundungsbohrungen oder ganze Bohrkampagnen für Ihre Geothermie, Wärme- oder stofflichen (H₂, CO₂) Speicher-Projekte. Die so gewonnen Daten geben Ihnen Aufschluss über die Potentiale zur Wärmegewinnung, stoffliche und energetische Speicherung sowie Förderung von Rohstoffen. Flache bis mitteltiefe Bohrungen bis 1000 m Tiefe können zudem von unserem Bohr-Team mit dem Bo.Rex-Bohrgerät des Fraunhofer IEG durchgeführt werden, das selbst in beengten Verhältnissen (z. B. zwischen Bestandsgebäuden) noch agieren kann.