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Reservoircharakterisierung der Malm-Karbonate im Münchner Raum durch seismische Inversion und Attributanalyse

Reservoircharakterisierung der Malm-Karbonate im Münchner Raum durch seismische Inversion und Attributanalyse

Sonja Halina Wadas (Name war gelinkt zu dem)
Organisation(en): Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik, Deutschland

Im Rahmen der deutschlandweit angestrebten Wärmewende ist es notwendig, bestehende und zukünftige geothermische Erschließungskonzepte basierend auf wissenschaftlichen Forschungsergebnissen zu validieren und weiterzuentwickeln. Eine besondere Bedeutung haben hierbei geowissenschaftliche und geophysikalische Methoden mit deren Hilfe das Reservoir charakterisiert und Betriebsszenarien modelliert werden können. Im Rahmen des Projekts REgine (gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie; FKZ: 0324332B), dass durch das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) in Zusammenarbeit mit den Stadtwerken München und der Technischen Universität München durchgeführt wird, soll dies am Geothermie-Standort Schäftlarnstraße (Sls) im Stadtgebiet von München verwirklicht werden. Das Ziel ist eine verbesserte und nachhaltige Gewinnung geothermischer Energie aus dem tiefen Untergrund.

Der Zielhorizont für die hydrothermale Exploration ist der Grundwasserleiter in den Karbonaten des Oberjura. Ein großes Problem stellt dabei die starke Heterogenität der Karbonate dar. Im Vergleich zu Quantität und Qualität der strukturellen Daten des Reservoirs ist die Datenbasis der Reservoireigenschaften wie Dichte, Porosität und Permeabilität, die das geothermische Potenzial beschreiben, unzureichend. Daher ist es notwendig solche Daten zu generieren, um den Wert der Strukturinformationen zu verbessern. Eine 3D-Reflexionsseismik kann nicht nur strukturelle Informationen liefern, sondern auch wichtige Eigenschaften des Reservoirs wie elastische Parameter und seismische Attribute. Eines der wichtigsten Attribute ist die akustische Impedanz, welche mittels einer seismischen Inversion bestimmt werden kann, und als Grundlage zur Abschätzung eines Porositätsvolumens dient.

Als Datenbasis für die Inversion und Attributanalyse dienen die in München gemessene 170km² große GRAME-3D-Seismik, ein darauf basierendes strukturgeologisches Modell, und Bohrungs- und Loggingdaten, z.B. Sonic Logs, von 6 Bohrungen am künftigen Geothermiestandort Sls.

Die Inversionsergebnisse zeigen für größere Bereiche der Hochscholle und der Mittelscholle des Münchener Verwurfs deutlich erniedrigte Werte für die akustische Impedanz im Vergleich zum umgebenden Material. Auch auf der Tiefscholle sind vereinzelt Impedanz-Anomalien erkennbar. Selbiges gilt für die abgeleiteten Porositätswerte. Dies deutet daraufhin, dass die Hochscholle und die Mittelscholle wahrscheinlich stärker zerklüftet sind oder ein stärker vernetztes Kluftnetzwerk aufweisen. Dies ist das Resultat einer Kombination aus tektonischer Deformation und tiefgreifender Verkarstung. Dies korreliert mit den unterschiedlichen Lithologien und Schüttungsraten der 6 Bohrungen.

Für eine bessere Klassifizierung des Karbonatreservoirs wird die Inversion von einer Attributanalyse begleitet, um Bereiche mit höherem geothermischen Potenzial zu identifizieren. Wichtige Attribute sind z.B. die Varianz und die Momentanfrequenz. Die Varianz stellt die Spur-zu-Spur-Variabilität über ein bestimmtes Intervall dar und hebt daher laterale Veränderungen hervor, während die Momentanfrequenz Bereiche mit z.B. hoher Dämpfung oder Streuung zeigen kann. Eine hohe Varianz und eine starke Streuung der Frequenzen wird insbesondere für die Mittelscholle und die Hochscholle beobachtet. Dies korreliert größtenteils mit Bereichen mit niedriger akustischer Impedanz.

Die Ergebnisse zeigen, dass die seismische Inversion und die Attributanalyse geeignet sind, die Charakterisierung des hydrothermalen Karbonatreservoirs zu verbessern.

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