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Verbreitung und Charakterisierung von tiefliegenden Speicher- und Barrierehorizonten in Niedersachsen und Bremen

[Distribution and characterization of deep reservoir and barrier horizons in Lower Saxony and Bremen]

Knopf, Stefan

Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Heft 74 (2011), p. 127 - 147

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published: Dec 5, 2011

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ArtNo. ESP171907400004, Price: 8.00 €

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Kurzfassung

Im Teilprojekt „Niedersachsen“ sind tiefe Speicherund Barrierehorizonte aus dem Perm und dem Mesozoikum auf Basis der im Projekt „Speicher-Kataster Deutschland“ definierten Bewertungskriterien charakterisiert bzw. kategorisiert worden, um untersuchungswürdige Gebiete für künftige Speicherprojekte im tieferen Untergrund zu ermitteln. Dazu wurden zunächst in Abstimmung mit den Projektpartnern der angrenzenden Bundesländer vom stratigraphisch Liegenden ins Hangende die folgenden Speicher- und Barrierekomplexe definiert: Oberrotliegend II-Speicherkomplex, Zechstein-Salinar-Barrierekomplex, Mittlerer Buntsandstein-Speicherkomplex, Röt- Barrierekomplex, Rhätkeuper-Speicherkomplex, Lias-Barrierekomplex, Dogger-Speicherkomplex, Unterkreide-Speicherkomplex und Kreide-Barrierekomplex. Die Charakterisierung der Komplexe erfolgte anhand der Aspekte Verbreitung, Teufe, Komplexmächtigkeit, Lithologie, Speicher- bzw. Barrieregesteinsmächtigkeit in den Komplexen sowie, soweit vorhanden, anhand der Porositäts- und Permeabilitätswerte. Die darauf basierende Kategorisierung der Komplexe erfolgte hingegen nur anhand der Parameter Tiefenlage und Speichergesteins- bzw. Barrieregesteinsmächtigkeit. Die Speicherkomplexe Oberrotliegend II und Mittlerer Buntsandstein wurden hinsichtlich der Bewertungskriterien flächendeckend über weite Gebiete Niedersachsens als für die geologische CO2-Speicherung potenziell geeignet kategorisiert. Auch der Rhätkeuper ist über weite Gebiete seiner Verbreitung potenziell geeignet. Der Komplex ist allerdings im nördlichen Niedersachsen nicht flächendeckend verbreitet. Die stratigraphisch höheren Speicherkomplexe Dogger und Unterkreide sind hingegen nur regional potenziell geeignet. Die als potenziell geeignet ausgewiesenen Gebiete der Speicherkomplexe werden überwiegend jeweils von einem potenziell geeigneten Barrierekomplex überlagert. Insgesamt ergibt sich, dass nahezu die gesamte Fläche von Niedersachsen und Bremen untersuchungswürdig ist in Hinblick auf eine Speicherung von Gasen und Flüssigkeiten im tieferen Untergrund. Untersuchungswürdig bedeutet in dieser Teilstudie, dass neben der Erfüllung des Teufen- und Mächtigkeitskriteriums zumindest ein potenziell geeigneter Speicherkomplex von einem stratigraphisch nächst höheren, potenziell geeigneten Barrierekomplex überlagert wird. Nur relativ kleine Gebiete im Südwesten im Raum Osnabrück und im Südosten im Bereich westlich der Harzscholle sind nach diesen Kriterien nicht untersuchungswürdig. Das Teilprojekt „Niedersachsen“ stellt keine abschließende Bewertung des tiefen Untergrundes in Niedersachsen und Bremen dar, sondern hat den Stellenwert einer ersten Voruntersuchung zur Abgrenzung untersuchungswürdiger Gebiete für eine Speicherung von Gasen und Flüssigkeiten. Zur detaillierten Bewertung einer Speichereignung an einem Standort sind weitere und sehr umfangreiche Untersuchungen erforderlich.

Abstract

As part of the national project “Storage Catalogue of Germany”, deep reservoir and barrier formations of Permian and Mesozoic age have been characterized and categorized on the basis of pre-defined evaluation criteria for the sub-project “Niedersachsen”. The intention of the study was to delineate areas worthy of further investigation for the purpose of future underground storage projects. Firstly, in agreement with the project partners of the neighbouring federal states, the following reservoir and barrier rock units (in stratigraphic order from old to young) were defined: Rotliegend II reservoir rock unit, Zechstein rock salt barrier rock unit, Mittlerer Buntsandstein reservoir rock unit, Röt barrier rock unit, Rhaetkeuper reservoir rock unit, Lias barrier rock unit, Dogger reservoir rock unit, Lower Cretaceous reservoir rock unit and Cretaceous barrier rock unit. The characterization of the rock units was based on the parameters distribution, depth, gross thickness, net reservoir and barrier rock thickness, lithology as well as porosity and permeability values, if available. The subsequent categorization of the rock units however was solely based on the parameters depth and thickness of reservoir and barrier rocks. The reservoir rock units ’Rotliegend II’ and ’Mittlerer Buntsandstein’ have been categorized as potentially suitable for CO2 storage over wide areas of Lower Saxony. Also the ’Rhaetkeuper reservoir rock unit’ was found to be potentially suitable over broad areas of its distribution. Yet, this latter unit is not fully distributed in the northern half of Lower Saxony. The stratigraphically younger reservoir rock units of Middle Jurassic (Dogger) and Lower Cretaceous age, on the other hand, are potentially suitable only regionally. Most of the areas of the reservoir rock units categorized as potentially suitable are overlain by a potentially suitable barrier rock unit. Overall, almost the entire area of Lower Saxony and Bremen is worthy of further investigation for the purpose of storage of fluids in the deep underground. Worthy of investigation in the sense of this study means that at least one potentially suitable reservoir rock unit is overlain by the stratigraphically next younger potentially suitable barrier rock unit. According to the criteria of the project, only relatively small areas in the southwest of Lower Saxony, in the region around Osnabrück, and in the southeast in the area west of the Harz mountains are not worthy of further investigation. The sub-project ”Niedersachsen“ is not a final assessment of the deep subsurface in Lower Saxony and Bremen. It rather is a preliminary study to delineate areas, which are worthy of further investigations for the purpose of underground storage of fluids. For a detailed site specific assessment of the suitability of underground storage much more comprehensive investigations are required in the future.

Keywords

Speicher-Kataster DeutschlandNiedersachsenSpeicherhorizonteBarrierehorizontesalinare AquifereNutzung des geologischen UntergrundesCO2-SpeicherungStorage Catalogue of GermanyLower Saxonyreservoir rock unitbarrier rock unitsaline aquiferssubsurface useCO2 storagesequestration