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COBOHR

erstellt von huenken zuletzt verändert: 05.08.2011 12:53

Projekt:
COBOHR
Langfristige bergbausichere Abdichtung bzw. Verwahrung von Kohlendioxid-Speicherbohrungen mittels Kohlendioxid-resistenter Tiefbohrzemente und Naturmaterialien
Laufzeit:
01.06.2008 bis 31.05.2011
Koordinator:
Prof. Dr. H.-J. Kretzschmar

DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
Theklaer Str. 42
04347 Leipzig
Projektpartner:
Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Massivbau und Baustofftechnologie

Programm:
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Themenschwerpunkt: Die Nutzung des Untergrundes zur Kohlendioxid-Speicherung für globale Klimaschutzziele
Ziele:
Ziel des Verbundvorhabens COBOHR ist es, die langfristig bergbausichere Abdichtung und Verwahrung von Tiefbohrungen bei der geologischen Speicherung von Kohlendioxid sicherzustellen. Im Rahmen des Verbundvorhabens soll geklärt werden, welche Zementsysteme und welche natürlichen Stoffe sich für die Abdichtung von Bohrungen in Kohlendioxid-Untergrundspeichern eignen. Es ist geplant, die Einsatzeigenschaften verschiedener Materialen zu prüfen. Hierzu müssen sowohl die Materialfestigkeit als auch Dichtheit unter hohen Drücken und Temperaturen getestet werden. Weiterhin sind Langzeitversuche zur Kohlendioxid-Resistenz und die Entwicklung von Injektionstechnologien zur Stoffeinbringung auf die Bohrlochsohle beabsichtigt.

Im Rahmen des Verbundvorhabens ist die DBI GmbH Leipzig für Untersuchung von natürlichen Abdichtungsmaterialien zuständig, die für den Bohrungsverschluss auf dem Gelände von Kohlendioxid-Speicherstandorten eingesetzt werden sollen. Es ist geplant, das Verhalten von Schwerspat (Baryt), Tonmaterialien, Steinsalz und Schwefel bei Kontakt mit Kohlendioxid zu untersuchen. Hierbei stehen insbesondere Eigenschaften wie Druckfestigkeit, Permeabilität (Dichtheit) und Gefügestruktur im Mittelpunkt. Weiterhin soll eine Zuordnung der Materialien zu den Typbedingungen potentieller Deckgebirge erfolgen, wobei eine möglichst große Annäherung der Eigenschaften von Dichtungsmaterial und Deckgebirge erzielt werden muss. Einen weiteren Arbeitsschwerpunkt bildet die Entwicklung von Technologien zur Einbringung der ausgewählten Materialien in Bohrlöcher. Außerdem sollen eine Bewertung vorhandener Erfahrungen mit dem Verschluss des bohrungsnahen Raumes durch Gele sowie Laborexperimente zur Permeabilitätsreduktion in Speichergesteinen durchgeführt werden.

Die Universität Karlsruhe beschäftigt sich mit der Entwicklung kohlendioxidrestistenter Zemente, die für den Bohrungsverschluss auf dem Gelände von Kohlendioxid-Speicherstandorten eingesetzt werden sollen. Handelsübliche Bohrlochzemente, die für den Verschluss von ehemaligen Erdgas- oder Erdölförderbohrlöchern verwendet werden, eignen sich aufgrund der aggressiven Eigenschaften von überkritischem Kohlendioxid nicht für die langfristig sichere Abdichtung. Es ist geplant, vier unterschiedliche Stoffsysteme auf ihre mögliche Eignung zu prüfen: Modifizierte Tiefbohrzemente, Salzzemente, Bariumzemente und Zemente auf der Basis von Kalziumphosphat. Nach Abschluss von Voruntersuchungen sollen sich die Arbeiten in der Hauptphase des Vorhabens auf zwei besonders geeignete Zementsysteme konzentrieren. Diese Zemente werden umfangreichen Tests zu Materialeigenschaften unter verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen sowie rheologischen Versuchen unterzogen. Im Zuge von iterativen Experimenten sollen die Zementsysteme schrittweise optimiert werden. Eine geeignete Zementmischung muss bereits 2010 beim Abschluss der Injektionsbohrung auf dem Testgelände des Kohlendioxid-Speichers in Ketzin (Brandenburg) zur Verfügung stehen, wo im Rahmen des EU-Projektes CO2SINK erstmals die Sequestrierung in einem terrestrischen Aquifer durchgeführt wird.