Initiierung einer globalen Datenbank für Porendruckmagnituden (World Pressure Map)

Porenfluiddruck oder kurz Porendruck ist ein integraler Parameter der mechanischen Integrität der Erdkruste, die oft als Effektivspannung, also der Differenz zwischen Spannungen und Porendruck, zusammengefasst wird. Effektivspannung und Porendruck sind maßgeblich für das Verständnis vieler geologischer Prozesse, wie zum Beispiel Fluidbewegungen, Sedimentkompaktion oder Störungsbewegungen und Erdbeben. Auch im Kontext der Energiewende spielen Effektivspannung und Porendruck eine große Rolle, da die sichere und effektive Erschließung von Georeservoiren zur geothermischen Nutzung und zur Speicherung von Wasserstoff oder CO2 entscheidend von Porendruck und Spannungen im Untergrund abhängen. Spannungsdaten werden global in der World Stress Map (WSM) gesammelt, qualitätsbewertet und veröffentlicht. Porendruckdaten werden hauptsächlich in Tiefbohrungen erhoben, es fehlt jedoch eine qualitätsbewertete Datenbank, die globale Porendruckdaten aus Tiefbohrungen öffentlich zur Verfügung stellt, um die Effektivspannung und somit auch die mechanische Integrität des Untergrunds quantifizieren zu können. Daher soll eine globale Datenbank für Porendruckdaten, World Pressure Map genannt, entwickelt werden. Die Datenbank soll über die Infrastruktur der WSM öffentlich zugänglich gemacht werden, um eine langfristige Bereitstellung von Porendruckdaten zu gewährleisten. Die World Pressure Map wird mit verfügbaren Porendruckdaten aus ICDP-Bohrungen sowie öffentlichen und veröffentlichten Datensätzen aus Europa, Australien und den USA, aber auch anderen Regionen der Erde, initiiert. Hierzu wird ein global anwendbares Schema zur Qualitätsbewertung von Porendruckdaten, insbesondere Druckaufbaumessungen aus Formations- und Produktionstests und Zuflüssen während des Bohrens, sowie Spülgassignaturen im Kontext der Bohrspülungsdichte, entwickelt. In der Porendruckvorhersage hat sich außerdem die Beziehung zwischen geophysikalischen Eigenschaften von Tonsteinen und der vertikalen Effektivspannung (Differenz zwischen Vertikalspannung und Porendruck) als verlässliches Vorhersagetool herausgestellt, insbesondere, wenn keine Porendruckmessungen zur Verfügung stehen. Diese Methodik ist bisher jedoch eine Expertenaufgabe. Die World Pressure Map bietet nun erstmalig die Gelegenheit die Beziehung zwischen geophysikalischen Eigenschaften von Tonsteinen und qualitätsgewichteter vertikaler Effektivspannung weltweit zu untersuchen und zu vergleichen. Hiermit wird eine globale Wissensbasis geschaffen, die Porendruckvorhersage auch jenseits des Expertentums ermöglichen kann. Ein weiterer Schlüsselaspekt der World Pressure Map ist der Aufbau eines Netzwerks aus Porendruckexperten, das die Entwicklung der geplanten Datenbank und der Qualitätskriterien fachlich begleitet und auch über die Projektlaufzeit hinweg als World Pressure Map Team die Datenbank stetig erweitert und deren Nutzung verbreitet und bewirbt.

DFG-Verfahren Infrastruktur-Schwerpunktprogramme

Teilprojekt zu SPP 1006:  Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)

Internationaler Bezug Australien, Großbritannien, Norwegen, USA

Mitverantwortlich Professor Dr. Oliver Heidbach, Ph.D.

Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner Stephen O' Connor; Professor Dr. Peter B Flemings; Ane Lothe, Ph.D.; Dr. Mojtaba Rajabi