Seismic Assessment of Geothermal Potential - Concept and Application Case Study of the German Continental Deep Drilling Site (KTB)

Szalaiova, Eva

Geothermal reservoirs can embody safe, accessible and stable sources of renewable and environmentally friendly energy. In order to access and extract this energy, drilling of deep wells connected with vast financial investments is unavoidable. Thorough predrilling exploration followed by simulations of heat extraction can help to assess the site’s geothermal energy potential and thus lower the risk of possible financial losses. Extraction of heat enclosed in the deep rock can be simulated with a two-well geothermal system. Through one of the wells cool water is being injected into the reservoir, where it is heating up while travelling towards the production well. If certain conditions are fulfilled, water pumped to the surface carries the amount of energy sufficient for geothermal power production. With simulations of such geothermal systems it is possible to predict their profitability and sustainability. The extensive amount of scientific experiments performed during the Continental Deep Drilling Program (KTB) within the years 1985-1996 yielded a wide database of miscellaneous information concerning the continental crystalline crust. This and the fact that temperatures up to 265°C were measured in the KTB drill hole were the motives to choose the KTB site as case study representative for geothermal reservoirs located in crystalline environments.

Geothermische Reservoire verkörpern Quellen erneuerbarer, sicherer und jahreszeitenunabhängiger Energie. Um diese Energie zu erreichen ist das Abteufen von tiefen Bohrlöchern unvermeidlich, was jedoch mit erheblichen finanziellen Kosten verbunden ist. Sorgfältige geophysikalische Untersuchungen und anschließende Simulationen der Wärmegewinnung können bei der Beurteilung des geothermischen Potentials der Lokation behilflich sein und somit das Risiko finanzieller Verluste senken. Extraktion von Wärme aus dem tiefen Gestein kann mit Hilfe geohydrothermaler Dubletten simuliert werden. Durch eine der Bohrungen wird das kühle Wasser in das Reservoir eingeführt, wo es sich auf dem Weg zum dem Produktions-Bohrloch erhitzt. Sind bestimmte Vorausetzungen erfüllt, kann das zur Oberfläche gepumpte Wasser eine ausreichende Menge an Energie zur geothermischen Stromerzeugung mit sich führen. Mit Simulationen solcher Geothermieanlagen ist es möglich ihre Rentabilität und Nachhaltigkeit vorherzusagen. Die zahlreichen wissenschaftlichen Experimente, die innerhalb des Projektes der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) in den Jahren 1985-1996 durchgeführt wurden, ergaben eine umfangreiche Datenbank. Dies und die Tatsache, dass Temperaturen bis zu 265°C in dem KTB Bohrloch gemessen wurden, waren die Beweggründe die KTB Lokation repräsentativ für geothermische Reservoire in kristallinem Gestein zu wählen.

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Szalaiova, Eva: Seismic Assessment of Geothermal Potential - Concept and Application Case Study of the German Continental Deep Drilling Site (KTB).

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