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Medienkonferenz Geothermie-Projekt St.Gallen
«Produktionstests in GT-1»
Dienstag, 15.10.2013 – 11.00 Uhr
Fredy Brunner, Stadtrat Marco Huwiler, Leiter Geothermie
Michael Sonderegger, Projektleiter Geothermie
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Inhalt
• Aktueller Stand
• Durchführung Produktionstests
• Bohrlocharbeiten und Seismizität
• Seismizität und Realisierbarkeit
• Konservierung und Abbau Bohranlage
• Mögliche Erschliessungskonzepte
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«Aktueller Stand»
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«GT-1» bohrtechnisch erfolgreich abgeschlossen
1. Bohrsektion (0 – 960 m) Ø Meissel: 58 cm Ø Verrohrung: 47 cm
2. Bohrsektion (960 – 2’475 m) Ø Meissel: 41 cm Ø Verrohrung: 34 cm
3. Bohrsektion (2’475 – 4’002 m) Ø Meissel: 31 cm Ø Verrohrung: 24 cm
4. Bohrsektion (4’002 – 4’450 m) Ø Meissel: 22 cm Ø Verrohrung: 18 cm (gelocht)
Wir bohren nicht mehr und haben ein stabiles, gesichertes Bohrloch bis ca. 4’378 Meter!
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Hauptzu-/abfluss (~ 4070 m MD)
Zu-/abfluss? (~ 4115 m bis 4240 m MD)
Zu-/abfluss? (~ 4330 m MD)
• Zwei (ev. drei) durchlässige Zonen im Malmkalk erschlossen. Gestörte Zone in einer Tiefe von 4070 m MD als Hauptzufluss-/abfluss identifiziert
• Es handelt sich um einen kluftkontrollierten Speicher mit geringer Matrixpermeabilität
• Es ist davon auszugehen, dass mindestens eine durchlässige Zone hydraulisch verbunden ist mit der in SSW-NNE Richtung liegenden Trennfläche der «St.Gallen-Verwerfung»
• Diese ist kritisch vorgespannt und zeigt seit deren Erschliessung seismische Aktivität
• Gaszutritt (Methangas) ist möglich
Die geplanten Gas-Wasser-Produktionstests sollen nun Informationen über die effektive Produktivität der Bohrung «GT-1» liefern
Erkenntnisse aus «GT-1»
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«Durchführung Produktionstests»
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1. Reinigungslift / Freiförderung allenfalls unter Einblasen von Stickstoff, anschliessend Einschluss-Phase
mit Beobachtung des Wiederanstiegs des Wasserdruckspiegels
2. Evtl. Säuerung / chem. Stimulation zur Verbesserung der bohrlochnahen Wasserdurchlässigkeit (verdünnte Salzsäure).
3. Produktionstest «Step 1 - 3» je Step ca. ½ Tag Förderung, anschliessend Einschluss-Phase mit
Beobachtung des Wiederanstiegs des Wasserdruckspiegels
4. Produktionstest «Step 4» ca. 3 Tage Förderung, anschliessend Einschluss-Phase mit Beobachtung
des Wiederanstiegs des Wasserdruckspiegels
5. Tiefenprobenahme von Formationsfluid (Wasser & Gas)
6. Abbau des Testing-Equipments, Konservierung des Bohrloches und anschliessende Demobilisation der Bohranlage
Abweichungen vom geplanten Testablauf sind jederzeit möglich.
Phasen Produktionstests (15.10.13 bis Ende Oktober)
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Gas-Wasser-Produktionstests (schematisch)
Packer
Schliessbares Ventil
MA
LM
Coiled Tubing (gewindeloser, aufgerollter Bohrstrang)
Einblasen von Stickstoff (N2) zur Erzeugung von Auftrieb und einer Zirkulation
Stickstoff –Tank
Gas-Wasser- Separator
Gas-Fackel Multiphasen-Durchflussmesser (Aufzeichnung der Fliessrate von Gas und Wasser) Speicherbecken
Druck- & Temperatursonde
MO
LASS
E
Gas- & Wasserzutritt aus Gesteinsformation/Reservoir
Kühlung Kühlung
Bohranlage / Bohrmast
Förderung eines Wasser-Gas-Gemisches
Wasser
Gas
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Evtl. Säuerung / chem. Stimulation (schematisch)
Packer
Schliessbares Ventil
MA
LM
Coiled Tubing (gewindeloser, aufgerollter Bohrstrang)
Einbringung von verdünnter Salzsäure zur Verbesserung der Wasserdurchlässigkeit im bohrlochnahen Bereich
Tank mit verdünnter Salzsäure
MO
LASS
E
Bohranlage / Bohrmast
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Prinzip der «Säuerung»
• Einleiten von Säure in die geothermische Zielformation führt zur Auflösung karbonatischer Gesteinskomponenten und Verbesserung der borlochnahen Wasserdurchlässigkeit.
• Da die Säure sehr schnell reagiert und sich rasch abbaut, zeigt die chemische Stimulation nur im bohrlochnahen Umfeld entsprechende Effekte (mehrere Meter).
• Geplanter Säure-Job: Ca. 30 m3 15 %-ige Salzsäure.
• Die Abbauprodukte Kohlendioxid, Wasser und Kalziumchlorid sind ungefährlich und stellen kein Umweltrisiko dar.
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«Bohrlocharbeiten und Seismizität»
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Seismische Ereignisse (14.07.2013 bis 13.10.2013)
Grenze der Spürbarkeit (ca.)
Grenze der Messbarkeit SED vor 2012 (ca.)
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Erkenntnisse zur aktuellen Seismizität
• Immer noch messbare Seismizität vorhanden.
• Stärkstes Ereignis seit 20. Juli 2013: Erdbeben der Magnitude 2.0 vom 2. Oktober 2013. In diesem Zeitraum wurden keine Bohrlacharbeiten durchgeführt.
• Es ist möglich, dass das 2.0-Ereignis einer Nachbebenaktivität des 3.5-Bebens vom 20. Juli zuzuordnen ist. Nachbeben dieser Grössenordnung sind aus statistischer Sicht nicht unwahrscheinlich.
• Andererseits ist nicht auszuschliessen, dass das Beben durch die Bohrlocharbeiten im September verursacht wurde.
• Laufende Neubeurteilung der aktuellen Seismizität Anpassungen des Ablaufs der Produktionstests jederzeit möglich.
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Seismische Ereignisse während Bohrlocharbeiten
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«Seismizität und Realisierbarkeit»
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Realisierbarkeit Geothermie-Kraftwerk
Aktuelle Situation • Wir haben die erste Bohrung erfolgreich abgeschlossen • Die Bohrung ist bis 4’378m gesichert und verrohrt • Anhaltender Verlust von Bohrlochflüssigkeit • Das Verhalten des Bohrloches weist darauf hin, dass ein unterirdisches
Kluft-System erschlossen wurde Was wir noch nicht wissen • Fündigkeit und Ergiebigkeit von Thermalwasser • Verhalten des Erdgases • Ausmass und Verhalten des Reservoirs • Seismisches Verhalten unter Zirkulationsbetrieb • Realisierbarkeit des Geothermie-Kraftwerkes unter diesen Bedingungen
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Seismisches Verhalten
Erfahrungen mit unserem Untergrund • Wir haben erst einige Erfahrungen gesammelt • Wir kennen aber noch zu wenige Zusammenhänge • Für weitere Entscheide sind weitere Erfahrungen notwendig
Wichtige Fragen • Seismisches Verhalten währen den Tests? • Sind Wasserentnahmen weniger kritisch als Einpressungen? • Können wir überhaupt genug verlässliche Daten sammeln?
Dialog mit unserem Untergrund • Können wir «kontrolliert» Erfahrungen sammeln? • Wie weit können wir gehen, um möglichst viel zu erfahren? • Was für allgemeingültige Schlüsse können wir ziehen?
Lässt unser Untergrund einen «kontrollierten» Dialog zu? • Schwierige Risikobeurteilung – vorsichtiges Vorgehen
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«Konservierung und Abbau Bohranlage»
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Konservierung der Tiefbohrung
• Zur Konservierung werden im Bohrloch Verschlusssysteme und ein «Killstrang» zum Messen und zur Zirkulation der Bohrspülung im Bohrloch eingebaut
• Diese Methode erlaubt es jederzeit, das Bohrloch wieder zu nutzen
• Die Überwachung von Ring- und Steigraum-Druck erfolgt mit Manometer
• Diese Arbeiten werden voraussichtlich Anfang November 2013 ausgeführt
Einbau Verschlusssysteme (Packer) und «Killstrang»
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Analysen während Konservierung
Bewertung der Fündigkeit im Malmkalk • Auswertung der Gas-Wasser-Produktionstests • Beurteilung der Produktivität im Malmkalk • Reservoir-Simulation für einen Zirkulationsbetrieb
Evaluation bestehender und angepasster Erschliessungskonzepte • Technisch-geologische Überprüfung einer möglichen Anpassung des
bestehenden Bohrloch- und Betriebskonzepts des Kraftwerkes • Behördliche Rahmenbedingungen prüfen
Seismische Risikoanalyse • Bewertung des seismischen Risikos bezüglich dem geplanten geother-
mischen Dubletten-Systems und dem Betrieb des Geothermie-Kraftwerks
• Evaluations-Prozess und Festlegung Vorgehensweise bereits gestartet
Finanzierung und Entscheidungsablauf • Neubeurteilung und Prüfung aufgrund neuer Ausgangslage • Einleitung des entsprechenden politischen Entscheidungsprozesses
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• Bei Auftreten von ausseror-dentlichen Ereignissen be-hält sich der Stadtrat weiter-hin vor, das Projekt wieder zu unterbrechen oder allenfalls ganz abzubrechen
• Die definitive Sicherung des Bohrlochs erfolgt mit einer Teil- oder Totalverfüllung des Bohrloches nach deutscher Bergmannsnorm
• Bei der Teil- oder Totalver-füllung kommt auch Zement zum Einsatz – was dazu führt, dass das Bohrloch (oder Abschnitte davon) nicht mehr nutzbar ist
Teil- oder Totalverfüllung der Tiefbohrung
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«Mögliche Erschliessungskonzepte»
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Mögliche Erschliessungskonzepte
• Das ursprünglich vorgesehene Erschliessungskonzept sieht eine geo-thermische Dublette (Produktions- und Injektionsbohrung), angesetzt von einem Bohrstandort, in den geklüfteten Malmkalk vor.
• Aufgrund der seismischen Aktivität der mit «GT-1» erschlossenen Störungszone ist dieses Erschliessungskonzept neu zu beurteilen und allenfalls anzupassen.
• Essentielle Informationen für eine Neubeurteilung des Erschliessungs-konzepts werden mit den vorgesehenen Produktionstests in «GT-1» erlangt (Oktober 2013). Erst damit werden Aussagen möglich, wie das erschlossene Reservoir unter Produktions- und Injektionsbedingungen zu betreiben ist.
• Dafür müssen aber folgende Kriterien zuerst erfüllt sein: • Ausreichende Fündigkeit und Produktivität • Keine oder vertretbare Seismizität während der Förderung
• Bereits jetzt laufen Abklärungen betreffend der Machbarkeit unterschiedlicher Erschliessungskonzepte.
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Realisierbarkeit Geothermie-Heizkraftwerk
Zu klärende Hauptfrage: «Wird je ein Geothermie-Heizkraftwerk an der Sitter realisiert?»
• Fündigkeit und Ergiebigkeit von Thermalwasser?
• Verhalten des Erdgases während dem Betrieb des GHK?
• Was für Resultate ergibt die Reservoir-Simulation?
• Wo ist eine Injektionsbohrung (2. Tiefbohrung) zur Wasserrückführung möglich (neues Erschliessungskonzept)?
• Wie ist das seismische Verhalten des Untergrundes? • Während den Ergiebigkeitstests • Während einem Dauerbetrieb
• Lässt unser Untergrund damit einen «kontrollierten» Betrieb zu?
• Schwierige Risikobeurteilung
Aufgrund der seismischen Aktivität der erschlossenen Störungszone ist das Erschliessungskonzept neu zu beurteilen und allenfalls anzupassen
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«Eingeschränkte Besichtigung» (Haupteingang Bohrplatz)