Fachausschuss Geowissenschaften

Prognose von tektonischen Spannungen und Kluftnetzwerken mit geomechanischen Lagerstättenmodellen

Dieses Forschungsprojekt untersucht das Potenzial geomechanischer Finite Element (FE) Modelle zur Vorhersage der tektonischen Spannungen und Kluftnetzwerke in störungskon-trollierten Lagerstätten. Die Modellierungen konzentrieren sich auf die räumlichen Verände-rungen der in situ Spannungen durch Störungen und Unterschiede in den mechanischen Gesteinseigenschaften. In einem ersten methodischen Teil wurde ein allgemein anwendba-rer Arbeitsablauf für den Aufbau geomechanischer FE Modelle und deren Kalibration mit Lagerstättendaten entwickelt. Im zweiten Teil des Projekts wurde dieser Arbeitsablauf erfolg-reich auf eine Gaslagerstätte im Norddeutschen Becken angewendet. Ein detailliertes geo-mechanisches Modell der gesamten Lagerstätte wurde erstellt und kalibriert. Dieses umfasst ein Gebiet von über 400km² und berücksichtigt eine mechanische Stratigraphie sowie ein Netzwerk von 86 Störungen. Letztere sind als diskrete Flächen implementiert und erlauben eine störungsspezifische Auswertung von Scher- und Normalspannungen. Ein sogenanntes statisches Modell beschreibt den heutigen Zustand der Lagerstätte und daher liefern dessen Ergebnisse nach der Kalibration Informationen über die heutige in situ Spannungsverteilung. Weitergehende geodynamische Modellierungen berücksichtigen die Hauptphasen in der tektonischen Geschichte der Lagerstätte und liefern Informationen zur Verteilung der Paläo-Spannungen. Diese Ergebnisse wurden mit Daten zur Kluftgeometrie und dem heutigen hyd-raulischen Störungsverhalten verglichen. Die Ergebnisse dieses Projekts bestätigen das Potenzial solcher geomechanischer FE Modelle für eine robuste Spannungs- und Kluftprog-nose. Der Arbeitsablauf ist allgemein anwendbar und kann für die Modellierung aller Arten von spannungssensitiven Lagerstätten genutzt werden.