Geomechanical reservoir characterisation in Bavaria within the framework of the Geothermal‐Alliance Bavaria. Issue 1 (17th February 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Potten, Martin; Bohnsack, Daniel; Käsling, Heiko; Thuro, Kurosch
• Is Part Of: Geomechanik und Tunnelbau. Volume 15:Issue 1(2022)
• Page Start: 27
• Page End: 36
• Publication Date: 2022-02-17
• Subjects: geothermal energy -- reservoir characterisation -- geomechanics -- hydrothermal -- Malm -- petrothermal -- crystalline -- Bavaria -- Geothermal‐Alliance Bavaria -- GAB; Geothermie -- Reservoircharakterisierung -- Geomechanik -- hydrothermal -- Malm -- petrothermal -- Kristallin -- Bayern -- Geothermie‐Allianz Bayern -- GAB; Rock mechanics -- Geology -- Engineering geology; Felsmechanik -- Geologie -- Ingenieurgeologie; Engineering geology -- Periodicals; Soil mechanics -- Periodicals; Rock mechanics -- Periodicals; Tunneling -- Periodicals; 624.151
• DOI: 10.1002/geot.202100088
• Languages: English
• ISSNs: 1865-7362

Abstract

Abstract: Um die Nutzung der Geothermie in Bayern zu steigern, müssen die Reservoire im Untergrund möglichst genau erkundet werden. In den Projekten der Geothermie‐Allianz Bayern wurden die vielversprechendsten Gebiete für die geothermische Erkundung in Bayern auf der Grundlage eines umfangreichen geomechanischen Laborversuchsprogramms charakterisiert, das sowohl an Bohrkernen als auch an Analogproben aus Steinbrüchen durchgeführt wurde. Im nördlichen Vorlandbecken der Alpen (SO Deutschland) zeigen die geomechanischen Testergebnisse an oberjurassischen Karbonatgesteinen eine hohe Heterogenität. Im Gegensatz dazu sind im Fränkischen Becken (Nordostbayern) die geomechanischen Eigenschaften von analogen Graniten eher homogen. Für die numerische Simulation der Bohrlochstabilität dienen die ermittelten Parameter aus Ultraschall‐ und Druckversuchen als Eingangsgrößen für verschiedene Szenarien. Für beide Standorte wurden die Versagenstiefe um das Bohrloch und die Spannungsverteilung im Nahfeld des Bohrlochs bestimmt. Im nördlichen Vorlandbecken der Alpen nimmt die Bohrlochstabilität mit zunehmender Tiefe ab. Für alle Szenarien in NO Bayern ist die Bohrlochstabilität sehr gering. Die ermittelten Parameterbereiche werden es in Zukunft ermöglichen, bereits bestehende Modelle zu validieren und neue zu entwickeln. Dies wird eine bessere Kenntnis der sedimentären und kristallinen Reservoire und eine effektivere Nutzung der geothermischen Energie in Bayern ermöglichen. Abstract: To increase the use of geothermal energy in Bavaria, the subsurface, which serves as a reservoir, must be explored as precisely as possible. In the projects of the Geothermal‐Alliance Bavaria, the most promising areas for geothermal exploration in Bavaria were characterised based on an extensive geomechanical laboratory testing program which was carried out on both drill cores and analogue samples from quarries. In the North Alpine Foreland Basin (SE Germany), the geomechanical test results on Upper Jurassic carbonate rocks show a high heterogeneity. On the contrary, in the Franconian Basin (NE Bavaria) the geomechanical properties of granite analogues are rather homogenous. For the numerical simulation of the borehole stability, the determined parameters from ultrasonic‐ and compression tests serve as input parameters for different scenarios. For both locations, the determination of the failure depth around the borehole and the stress distribution in the near‐field of the borehole were accomplished. In the North Alpine Foreland Basin, the borehole stability decreases with increasing depth. For all scenarios in NE Bavaria, the borehole stability is very low. In the future, the determined parameter ranges will allow to validate already existing models and to develop new ones. This will enable a better knowledge of the sedimentary and crystalline reservoirs and a more effective use of geothermal energy in Bavaria.