Numerische Vorhersage betriebsbedingter Reservoir- und Oberflächenveränderungen am Standort Pullach

Dieses Dokument ist Teil des “Arbeitspakets 4: Reservoirmodellierung – Thermo-hydraulisch-mechanische (THM) Modellierungen (AP 4.4)” des INSIDE Projekts und beinhaltet den “Meilenstein 4.4.1” mit dem Inhalt „Deterministische THM-Modellierungen und Vorabsimulation zu möglichen geomechanischen Auswirkungen“. Es wird eine numerische Simulation des derzeitigen Betriebsszenarios des Geothermiestandortes Pullach mit der open-source Finite Element (FE) Anwendung MOOSE/TIGER (THMC sImulator for GEoscience Research) vorgestellt. Hierzu wurde basierend auf dem im Meilenstein 4.3.1 Teil 2 beschriebenen Strukturmodell ein neues numerisches Modell größerer Extension und unter Einbeziehung der Geländeoberkante entwickelt. Aufbauend auf der initialen thermo-hydraulischen Kalibration, wurde die Materialparametrisierung vom Kristallin bis in die tertiären Schichten unter Nutzung vorhandener Literatur weiter diversifiziert und optimiert. Ziel ist es, thermo-hydraulisch-induzierte Spannungsänderungen und -umlagerungen im Reservoir vorherzusagen und so bereits im Vornherein kritische Spannungszustände die zu (Mikro-)seismischer Aktivität führen können, auszuschließen. ... mehrDarüber hinaus ermöglicht die explizite Darstellung der Geländeoberkante die Quantifizierung von induzierten Deformationen (Hebungen/Senkungen), die zu Schäden an der Infrastruktur führen können, und den Vergleich mit Messungen aus anderen Arbeitspaketen sowie die Kalibrierung der numerischen Modelle anhand dieser Messungen.
Aufbauend auf dem im Meilenstein 4.3.1 Teil 2 bereits ausführlich beschriebenen numerischen Modell wurde das dort kalibrierte TIGER-Modell unter Nutzung von aktuellen Literaturwerten weiterentwickelt. Anhand der gemittelten Betriebsdaten aus dem Jahr 2020 werden die langfristigen Veränderungen in den kritischen Variablen Porendruck, Temperatur und Versatz (in x, y, z) sowie den damit verbundenen effektiven Spannungsänderungen bei einem kontinuierlichen Betrieb von 50 Jahren betrachtet.