Technische Erschließung des Untergrunds

Das Fraunhofer IEG bietet Ihnen alle benötigten Leistungen und Technologien zur Erschließung des Untergrunds. Von der Planung und Begleitung von Bohrkampagnen zur Erschließung von Erdwärme oder Speichern, über die Entwicklung innovativer Bohrverfahren zur Ertüchtigung von Reservoirs bis hin zu Produktions- und Leistungstests begleiten wir Sie entlang der gesamten Wertschöpfungskette ihrer energiewirtschaftlichen Projekte. ​

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Ihr Ansprechpartner

Frank Sachse geb. Strozyk

Leitung Geschäftsfeld Geotechnologien

Mobil +49 151 67802 187

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Leistungsangebot

Bohrkampagnen zur Erschließung und Nutzung des Untergrunds​

Neben Erkundungsbohrungen zur Datennahmen und Bewertung des Untergrunds ist die Durchführung von Bohrungen zur Erschließung und Nutzung die zentralste Maßnahme zur Durchführung von geothermischen, Untergrundspeicher- und CCS-Projekten. Die Planung und Auslegung von Produktions- und Injektionsbohrungen basiert auf Machbarkeitsstudien, Modellierungs- und Simulationsarbeiten, und wird nicht selten durch Erkundungsbohrungen und geophysikalischen Messkampagnen vorbereitet.

Unsere Bohringenieure planen und begleiten Ihre Bohrvorhaben entlang der gesamten Wertschöpfungskette, begleiten alle relevanten Genehmigungsverfahren und stellen die Integrität der Bohrungen sicher. Flache bis mitteltiefe Bohrungen bis 1000 m Tiefe können zudem von unserem eigenen Bohrteam mit dem Fraunhofer IEG Bo.Rex durchgeführt werden, das selbst in beengten Verhältnissen noch agieren kann. In Zusammenarbeit mit unseren Energietechnikern können die Bohrungen dann zu Produktions- oder Injektionsbohrung bzw. Erdwärmesonden ausgebaut und für die Inbetriebnahme getestet und an Ihre Infrastrukturen angebunden werden.

Bohrkampagnen zur Erschließung und Nutzung des Untergrunds​
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Bohrkampagnen zur Erschließung und Nutzung des Untergrunds​
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Referenzprojekte

Mark 51°7 - Bochum Dannenbaum

Das geothermische Potenzial unter dem geplanten Gewerbegebiet ist ausreichend, um rund 70 bis 75 Prozent des Wärme- und Kältebedarfs der Unternehmen zu decken.

Analyse & Bewertung von Bohrungsintegrität​

Unsere Expert:innen vom Fraunhofer IEG bietet Ihnen einen Bohrloch-Integritäts-Logging-Service und Auswertungen geophysikalischer Bohrlochdaten. In Zusammenarbeit mit der DMT Group bieten wir ein Gesamtkonzept für Casing-Integrity-Dienstleistungen einschließlich Logging, Interpretation und Bewertung von Bohrlöchern. Darüber hinaus sind ausgewiesene Mitarbeiter vom Fraunhofer IEG anerkannte Gutachter für Bohrlochintegrität für das Niedersächsische Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie. Zusätzlich zum Angebot der geophysikalischen Bohrlochauswertung unterstützen wir Sie in der Vorbereitung von geophysikalischen Logging-Kampagnen, technischen Ausschreibungen und Marktforschung. Wir arbeiten mit professioneller, kommerzieller geophysikalischer Logging-Software, eigenem Laborbetrieb und Bohrlochmessgeräten.

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MTD - Aufwertung & Produktionssteigerung durch ablenkbare Mikro-Bohrtools

Zur Produktionssteigern, Aufwertung existierender Produktionsbohrungen sowie Ertüchtigung von Lagerstätten haben unsere Experten für Bohrtechnologien die neuartige Bohrtechnologie Micro Turbine Drilling - MTD® entwickelt und erfolgreich zur Anwendung gebracht. Das MTD® ist ein mechanisches Bohrverfahren zur Bohrung von Sidetracks im Mikrobereich (Micro-Sidetracks, z. B. 2´´ oder kleiner) aus einer bestehenden Hauptbohrung in das umliegende Gestein. Dabei können von weichen Sedimentgesteinen bis zu extrem harten Magmatiten (z. B. Granite) jegliche Gesteinstypen erbohrt werden. Es handelt sich um ein chirurgisches und minimalinvasives Verfahren, das eine risikoarme und schonende Alternative zur hydraulischen Stimulation (Fracking) ohne größere, unkontrollierte Eingriffe in den Untergrund darstellt.

Micro Bohrturbine (Micro Turbine Drilling-MTD®)
© Fraunhofer IEG
Micro Bohrturbine (Micro Turbine Drilling-MTD®)
Das MTD® ist ein mechanisches Bohrverfahren zur Bohrung von Sidetracks im Mikrobereich aus einer bestehenden Hauptbohrung in die umliegende Geologie.
© Fraunhofer IEG
Das MTD® ist ein mechanisches Bohrverfahren zur Bohrung von Sidetracks im Mikrobereich aus einer bestehenden Hauptbohrung in die umliegende Geologie.

Referenzprojekte

Micro Turbine Drilling

MTD® ist ein neues Bohrverfahren, das kostengünstige, mindestens 50 m lange Ablenkbohrungen möglich macht, die von einer bis zu 5 km tiefen verrohrten Bohrung aus in bis zu 200 °C heiße Formationen aus Hartgestein durchdringen kann.

DEEP-MTD®

Im Folgeprojekt DEEP-MTD soll die Mauerstätten-Bohrung als Testumgebung für die Weiterentwicklung der neuartigen Bohrtechnologie »Micro Turbine Drilling - MTD®« genutzt werden. 

Entwicklung, Tests & Bewertung von Bohrtools und Bohrverfahren​

Unsere Bohringenieure entwickeln, testen und bewerten neue und verbessern etablierte Bohrverfahren. Wir bieten Leistungen im Bereich aller konventionellen Bohr-Tools und -verfahren an, basierend sowohl auf Jointed Pipe- als auch auf Coiled Tubing-Technik. Daneben werden Verfahren wie DTH Percussion Bohrtechniken und Composite Coils neu- und weiterentwickelt. Zukünftige, innovative, thermisch basierte Bohrtechnologien und -verfahren wie Laser, Plasma, Elektroimpulse, Spallation und auch Projectile/Impact Drilling sind Gegenstand der aktuellen Entwicklung und Markteinführung mit der Industrie. Daneben werden sog. Stimulationsprozesse, d. h. die Anbindung von Produktionsbohrungen an ein umliegendes Reservoir, entwickelt und eingesetzt. Dazu gehören u.a. innovative Hochdruck-Jetting-Verfahren und Steuerungen, wie z. B. rotierende und Pulsationsdüsen und dem am Fraunhofer IEG eigens entwickelten Mikrobohrprozess MTD. Weiterhin werden neue Verfahren zur effizienten Beseitigung und Austrag von Scaling und Bohrklein in bestehenden Bohrungen und Untertageanlagen sowie weitere Services entwickelt und angeboten. Alle Aktivitäten können während obiger Bohr- und Stimulationsprozessen sowie bei der finalen Produktion durch neuartige, sensortechnische Kontrolle, Datenübertragung im Bohrstrang und neuartiger KI online in Echtzeit überwacht und geregelt werden.

© Sascha Kreklau
© Sascha Kreklau

Referenzprojekte

Rocket

Coiled Tubing und Wireline basierte Micro-Bohrtechnik ohne Gestänge / Casing

GeoDRILL

Optimierung einer Bohr- und Erschliessungstechnologie zur Gewinnung von Erdwärme

CAGE

Demonstrationsprojekt neuer Bohr-, Ausbau- und Stimulationstechnologien

HiPerCoRig

Mobiles Mehrkomponenten-Bohrsystem mit Imlochhammer.

Plasma Pulsed Geo Drilling

Bohrverfahren, dei dem ein Gesteinsabtrag elektrisch-thermisch über Hochspannungspulse erfolgt.  

ZoDrEx

Zonal Isolation, Drilling and Exploitation for EGS Projects.

Materialanalysen & Parametrisierung

Zur Gewinnung von Daten und der Parametrisierung von Eigenschaften des Untergrunds, wie zum Beispiel geothermische Reservoir-Potentiale, Eignung von Wirtsgesteinen zur Speicherung von Energie und Stoffen (H2, CO2), der Produktion von Georessourcen (z. B. Lithium) aus Gesteinsformationen sowie physikalisch-chemischen Wechselwirkung zwischen Gestein und Fluiden und 4D-Gesteinsdeformation bietet Ihnen das Fraunhofer IEG in seinen geowissenschaftlichen Laboren, und in enger Zusammenarbeit mit den Laboren des LIH der RWTH, alle Verfahren und Technologien, die Sie zur Umsetzung Ihrer Projekte benötigen.

Leistungen im Überblick

  • modernste und einzigartige Versuchseinrichtungen zur Analyse und Parametriesierung von gesteinsphysikalischen Eigenschaften​
  • Bestimmung von petrophysikalischen Gesteins- und Materialeigenschaften, inklusive einer sachgerechten Probenentnahme, -präparation und -lagerung ​

  • Bestimmung (geo)physikalischer Eigenschaften, wie Dichte, Porosität, Permeabilität, Wärmeleitfähigkeit und seismischer Wellengeschwindigkeiten ​
  • thermo-triaxiale Verformungsapparatur zur Bestimmung elastischer, hydraulischer und thermischer Gesteinseigenschaften unter simulierten Drücken und Temperaturen ​
  • Röntgen-Computertomograph für hochauflösende 3D-Tomographie (axial oder helixförmig)

Leistungen in der Geochemie

  • Bestimmung von Fluidzusammensetzungen und vollumfängliche Wasseranalysen aus oberflächlichen Gewässern, Brunnen und geothermischen Anlagen mittels Ionen-Chromatographie (IC) und optischer Emissionsspektrometrie (ICP-OES)

  • HP/HT Durchflusszellen zu Gesteins-Fluid-Wechselwirkungen mit salinaren Fluiden und Gasen unter in-situ Reservoirbedingungen​
  • qualitativen- und quantitativen Analyse mittels IC und ICP-OES​
  • Analyseverfahren, für weitere quantitative Auswertungen, aus dem Bereich der Nasschemie und Photospektrometrie
Messung von Gaszusammensetzungen mithilfe eines Gaschromatographen
© Fraunhofer IEG/Mollwitz
Messung von Gaszusammensetzungen mithilfe eines Gaschromatographen
Wasserstoffpermeameter zur Bestimmung der H2-Permeabilität, H2-Porosität und des H2-Speichervermögens.
© Fraunhofer IEG/Mollwitz
Wasserstoffpermeameter zur Bestimmung der H2-Permeabilität, H2-Porosität und des H2-Speichervermögens.
Versuchsstand zur künstlichen Beregnung von Putzproben. Durch die Beregnung mit CO2-angereichertem Regenwasser wird der natürliche Verwitterungsprozess beschleunigt.
© Fraunhofer IEG/Mollwitz
Versuchsstand zur künstlichen Beregnung von Putzproben. Durch die Beregnung mit CO₂-angereichertem Regenwasser wird der natürliche Verwitterungsprozess beschleunigt.

Referenzprojekte

FasOli

Reduktion von CO2-Emissionen im Bausektor durch klimafreundliche Baumaterialien.

GerMin

Sichere CO2-Mineralisierung und Speicherung.

H2-Sponge

In dem Vorhaben »H2-Sponge: H2-Speicherpotenzial von geologischen Gesteinsformationen« der ersten Phase von »TransHyDE« werden die Voraussetzungen für zukünftige sichere Wasserstoffspeicher und -Transportinfrastrukturen geschaffen.

Li-Fluids

Ziel ist es, eine umfassende Potentialstudie für Deutschland zur Gewinnung von Lithium aus Thermalwasser zu erstellen sowohl unter geologischen als auch verfahrenstechnischen Bedingungen. 

WINZER

Wärmespeicherung in Zechen des Ruhrgebiets.

Produktions- und Injektionstests​

Vor Inbetriebnahme von untertägigen Infrastrukturen wie Bohrungen und Speichern sind Produktions- bzw. Injektionstests unter berg- oder wasserrechtlicher Aufsicht unumgänglich. Unsere Teams bieten Ihnen hierzu alle benötigten Leistungen, um die Inbetriebnahme ihrer Anlage vorzubereiten und zu begleiten. Neben der Begleitung entsprechenden operativen Tests und Analysen im Feld stellt das IEG eine Laborinfrastruktur zur risiko- und Invest-armen Demonstration der Untergrundinfrastruktur vor deren Inbetriebnahme bereit. Mit unserer »i.BOGS« können die Bedingungen untertage exakt simuliert und mögliche operative Risiken früh erkannt werden. Die Ergebnisse können zudem für einen digitalen Zwilling in einer Simulation Ihrer Inbetriebnahme oder Produktion genutzt und ausgewertet werden. So kann auch das optimale Monitoring-System Ihrer Betriebsstätte konzipiert und umgesetzt werden.

Große Bohranlagen erreichen leicht Tiefen von mehreren Kilometern, sind aber kostenintensiv.
© Fraunhofer IEG/Jagert
Große Bohranlagen erreichen leicht Tiefen von mehreren Kilometern, sind aber kostenintensiv.

Referenzprojekte

Mark 51°7 - Bochum Dannenbaum

Das geothermische Potenzial unter dem geplanten Gewerbegebiet ist ausreichend, um rund 70 bis 75 Prozent des Wärme- und Kältebedarfs der Unternehmen zu decken.

Wir machen Sie fit für Untertage!

Weiterbildung

Wir bieten Weiterbildungen in dem Bereich der technischen Erschließung des Untergrunds an.

In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und Effizienz im Vordergrund stehen, bieten wir Ihnen maßgeschneiderte Weiterbildungen an, die Ihrem Unternehmen helfen, Ihre Wärmesysteme zukunftssicher zu gestalten. Unsere Expertinnen und Experten vermitteln Ihnen wertvolles Wissen und praxisnahe Ansätze. Bei Interesse stehen wir Ihnen gerne für weitere Informationen zur Verfügung. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf!

Publikationen

Die Wissenschaftler*innen am Fraunhofer IEG publizieren die Ergebnisse ihrerer Forschungs- und Entwicklungsleistungen in nationalen und internationalen Fachmagazinen.

Zudem erstellen Sie Leitfäden, Roadmaps und Whitepaper als zentrale Informationsquellen für Politik, Wirtschaft und Öffentlichkeit.