Innovative Ansätze zur seismischen Erkundung des Malms am Beispiel München-Süd

Ewald Lüschen1, Christian Hecht2, Hermann Buness1, Rüdiger Thomas1

1Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG), Hannover 2Stadtwerke München (SWM), München

GRAME: „Ganzheitliche optimierte und nachhaltige Reservoirerschließung für

tiefengeothermische Anlagen im bayerischen Molassebecken – Entwicklung

eines 50 MWel Kraftwerks und Erschließung von 400 MWth für die Fernwärme

in München“ (FKZ 0325787A)

GeoParaMoL: „Geophysikalische Parameter zur faziellen Interpretation des

Malm und Modellierung des thermisch-hydraulischen Langzeitverhaltens“ (FKZ

03255787B)

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Gefördert durch

Innovative Ansätze zur seismischen Erkundung des Malms am Beispiel München-Süd

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Quelle: DMT

Top Purbeck/Top

Malm mit Störungen

nach Auswertung von

bisherigen 2D-

seismischen Profilen

Ausführung der 3D-

seismischen Messungen:

DMT GmbH & Co. KG,

Essen, IPS GmbH, Celle

Planung/Supervising:

GGL GmbH, Leipzig

LIAG, Hannover

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Ansatz: Integration verschiedener Methoden

Exploration mit

Scherwellen TH-Modellierung

Deformation „Faziesanalyse“

3D-Seismik

München

Lüschen et al. 2014 Ziesch et al. 2015

Edelmann & Schmoll 1983

Schulz

et al. 2012

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Lüschen, E., Wolfgramm, M., Fritzer, T., Dussel, M., Thomas, R. & Schulz, R. (2014):

3D seismic survey explores geothermal targets for reservoir characterization at

Unterhaching, Munich, Germany. Geothermics 50, 167-179.

Similarity (coherence, variance) >

Darstellung von Störungen und Bruchzonen !

Kombinierte Attribute > Fazies

(e.g. Riffe, ‚mounds‘, Lagunen) !

Faziesanalyse: Seismische Attribute

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Lüschen, E., Wolfgramm, M., Fritzer, T., Dussel, M., Thomas, R. & Schulz, R. (2014):

3D seismic survey explores geothermal targets for reservoir characterization at

Unterhaching, Munich, Germany. Geothermics 50, 167-179.

Reduzierte seismische

Intervallgeschwindigkeiten

>

Zunahme spröder

Auflockerung, höhere

Kluftporosität !

Faziesanalyse: Geschwindigkeiten

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Stapelung Migration

Faziesanalyse: Diffraktionen

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Faziesanalyse: Diffraktionen

Rauch-Davies, M., Deev, K., Pelman, D. & Kachkachev-Shuifer, M. (2014): Diffraction imaging applied to

pre-existing 3D seismic data to map fracture corridors in an unconventional play. First Break 32, 87-90.

Diffraktionsstärke (rot) > Kluftdichte !

Lüschen, E., Wolfgramm, M., Fritzer, T., Dussel, M., Thomas, R. & Schulz, R. (2014): 3D seismic

survey explores geothermal targets for reservoir characterization at Unterhaching, Munich, Germany.

Geothermics 50, 167-179.

Azimut-selektives Processing > Vorzugsorientierung

von Klüften und Brüchen!

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Exploration mit Scherwellen

34

P

v

S

v

Sheriff & Geldart (1995)

P SV

SH

• Auswertung des gesamten Wellenfeldes erweitert fazielle Interpretation

• Bestimmung zusätzlicher elastischer Parameter (z.B. RPS, RSS, vS, vP/vS) und seismische

Anisotropieuntersuchungen

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Exploration mit Scherwellen

3D Seismik München

Registrierung mit 3K-Empfänger

• 15 km Profil + 3 Querlinien

• Registrierung der 3D Seismik (passiv)

Aktives Scherwellenexperiment

• S-Wellenanregung durch das

Shover-Verfahren (Edelmann, 1981)

Anregung gegenphasiger Signale

Ed

elm

an

n &

Sch

mo

ll (

1983)

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Exploration mit Scherwellen

• Re-Processing kombinierter

P- und S-Wellen-Messungen

• Processing und Interpretation der

3K-Registrierungen von P- und S-

Wellen

• reflexionsseismische

Strukturabbildung

• Bestimmung elastischer

Parameter

(z.B. RPP, RPS, RSS, vP, vS, vP/vS,

seismische Anisotropie)

P-Seismik

Edelmann & Stelzer (1985)

S-Seismik

Wasser ?

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Deformationsanalyse, Vorhersage und Bewertung

E

05

%

5

• Abbildung von sub-seismischer Deformation mit der e1-Verformungsmagnitude

• Berechnung des gesamten Verformungstensors: Menge, Orientierung, Verteilung

• Übersicht über mögliche Migrationswege von Reservoir und Überbau

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• Prinzipmodelle für die optimale Lokalisierung von Mehrfach-Dubletten

• Erweiterung des regionalen Strukturmodells auf der Grundlage der Ergebnisse der 3D-

Seismik München

• Erweiterung des numerischen Modells (höhere Detaillierung, bessere Auflösung)

• Prognoserechnungen und Auswirkungen auf bestehende Anlagen

Thermisch-hydraulische Modellierung

thermisch hydraulisch

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Zusammenfassung

Bis zum Jahre 2040 soll Fernwärme zu 100 % aus Erneuerbaren

gewonnen werden, vor allem aus Erschließung der Tiefen Geothermie.

Ziel der seismischen Messungen ist eine Differenzierung des Malms in

Faziestypen (Riffe, Lagunen),

verkarstete Bereiche,

dolomitisierte Bereiche,

Darstellung der Störungs- und Kluftzonen

Retrodeformation mit subseismischen Trennflächen

Wasserhöffigkeit

und Analyse des Spannungszustands.

Als Input für thermisch-hydraulische Modellierungen