Moderne In-situ-und Labormessung von Permeabilitat und Porositat zum Dichtheits-nachweis von Speichern fur Wasserstoff, Erdgas und CO2

摘要

Die Untergrundspeicherung von Erdgas, Wasserstoff und CO2 in Poren- und Kavernenspeichern verlangen den Nachweis der Dichtheit des Caprock bzw. des Salzge-steins. Das Hauptproblem der Messungen ist dabei die notwendige Empfindlichkeitsschwelle fur die Permeabilitat (Durchlassigkeit). Laborative und In-situ-Messungen mussen Permeabilitaten von 10~(-21) bis 10~(-22) m~2 (10~(-6)-10~(-7) mD) sicher nachweisen konnen, um langzeitsichere Eigenschaften begrunden zu konnen.Es wird ein instationares Messverfahren (Mehrkammerverfahren) sowohl fur Laborais auch Bohrlochbedingungen vorgestellt, dessen Interpretation die Bestimmung von Permeabilitat, effektiver Porositat und Klin-kenbergfaktor (bei Messung mit Gas) aus einer einzigen Messung erlaubt. Die Auswertung der Messung erfolgt numerisch uber die inverse Losung der Stromungs-Differen-zialgleichungen.Die wesentlichen Neuheiten des schon in den 90ger Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelten Mehrkammerverfahrens bestehen in der Einbeziehung des Gleit- oder Klinkenbergeffektes ohne zusatzliche Messungen, die Einbeziehung von Messungen in zusatzlichen Beobachtungsbohrungen in die numerische Losung (SD-Zylinderkoordinaten) und die Neuentwicklung von zwei Programmen (Perm1D, Perm3D) zur Auswertung der Messungen. Zur Illustration werden zwei Labor-/ln-situ- Versuche aus der F&E-Praxis dargestellt und analysiert.