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Effektive Einsicht in die Tiefe

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 07.04.2011 13:14

Wer nach CO2-Speicherstätten sucht, muss genau in die Erde hinein horchen. Viele seismische Messungen sind nötig, um ein klares Bild der Strukturen in großer Tiefe zu erhalten. Das ist jedoch teuer. Das Projekt CO2DEPTH trat an, aus der digitalen Verarbeitung seismischer Daten noch genauere und aussagekräftigere Informationen zu gewinnen als bisher – und das mit Erfolg.

„Das Verfahren wird seinen festen Platz in industriellen Anwendungen finden“, sagt der Leiter des Verbundprojektes, Dr. Jürgen Prüßmann, von Trappe Erdöl Erdgas Consultant (TEEC). Im Rückblick auf drei Jahre Projektarbeit im Verbund zieht er ein sehr positives Fazit und stellt das Programm CO2DEPTH vor, das im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprogramms GEOTECHNOLOGIEN des Bundesministeriums für Forschung und Bildung bis März dieses Jahres gefördert wurde.

Mögliche CO2-Speicher in der Tiefe erkunden, überwachen und in detailreichere 3D-Modelle überführen als bei bisherigen Standartverfahren – mit diesen Zielen ging das Verbundprojekt an den Start. Via reflexionsseismischer Messungen, bei denen akustische oder elastische Wellen in den Boden geleitet werden, sammeln Ingenieure Informationen über die porösen Speicherschichten in der Tiefe und über eventuelle Störungssysteme über die eingeleitetes Gas entweichen könnte. Wichtigster Anhaltspunkt dabei: In welcher Art und wie schnell Reflexionen der Wellen wieder an der Oberfläche registriert werden. „Die seismische Messung ist das Teuerste an der Erkundung, danach gilt es, so viel wie möglich aus den seismischen Daten herauszuholen. Hierbei ist die Erstellung eines genauen Tiefenmodells der schwierigste Schritt“, erläutert Prüßmann. Zwischen 20 bis 50 Messungen seien normalerweise zu jedem Punkt im Untergrund nötig, um ein konsistentes Bild zu erhalten. Gängige Verfahren kämpften vor allem an Land mit vielen Störungen, die in den Datensätzen zu Rauschen führten. Die vielgestaltige Oberfläche, wie Moore und felsiges Terrain, aber auch der Zivilisationslärm von Straßen und der Industrie sorgten für Probleme.

 

Rauschen reduzieren

Genau hier setzt CO2DEPTH an. Dank des Geophysikalischen Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), einem der Projektpartner, konnte man auf den Ergebnissen des „Common Reflection Surface“-Verfahrens (CRS) aufbauen, das im Projekt CO2-CRS für die dreidimensionale Erkundung entwickelt wurde. Es nutzt die vorhandenen Redundanzen in den Messdaten, um Reflexionsereignisse zu charakterisieren. Die Datenmenge kann unter anderem reduziert, das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert und die die Abbildungsqualität deutlich erhöht werden. „Grob formuliert setzten wir Erkenntnisse des Verfahrens ein, um das Rauschen wesentlich zu reduzieren“, erläutert der Projektleiter. Durch CRS sei es auch möglich, Messlücken auszugleichen. „Beides hat sehr gut funktioniert“, betont Prüßmann.

Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik entwickelte die Kernalgorithmen des Systems, erhöhte die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Datenmengen und beschleunigte das aufwändige, stufenweise Verfahren, mit dem die Tiefenmodelle verfeinert werden können. Eine Visualisierungssoftware und die Verknüpfung der Programmteile miteinander komplettierten die Projektarbeit. Die TEEC zeichnet für die Auf- und Vorbereitung der seismischen Daten mit der CRS-Methode und für Erstanwendungen des verbesserten Tiefenmodells verantwortlich.

 

Einsparpotentiale

Das Verfahren erhöhe die Genauigkeit oder könne 20 bis 40 Prozent der Messkosten bei gleicher Genauigkeit einsparen, sagt Prüßmann. Anwendungsgebiete seien etwa die Suche nach Strukturen, in denen CO2 in der Tiefe gespeichert werden könne oder Anwendungen im Bereich der Geothermie. Auch die Öl- und Gasindustrie könne bei der Suche nach Rohstoffen davon profitieren. Allerdings, so schätzt der Leiter, werde es noch einige Jahre brauchen, bis sich das Verfahren am Markt etabliert habe. Die ersten Reaktionen, etwa bei der Vorstellung in Fachkolloquien, seien jedoch sehr positiv.

CP, iserundschmidt 03/2011


Weitere Informationen und Links zum Projekt CO2DEPTH finden Sie auf den Seiten der GEOTECHNOLOGIEN.

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