Technische Universität Clausthal

Arbeitsprogramme

Petrophysikalische Analysen und H2-Laborexperimente

 

"Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss von Wasserstoff auf die hydraulische Integrität des Zementverbundes von Untergrundspeichern“

Aufbau der Versuchsanlagen

Für die Messungen der Durchlässigkeiten der Probekörper unter Reservoirbedingungen steht eine mit Quizix-Pumpen ausgestattete Triaxialzelle zur Verfügung. Diese Messzelle ist für Messungen von sehr kleinen Permeabilitäten von einigen µD, wie sie bei den zu untersuchenden Proben erwartet werden, geeignet.

Für die Bestimmung der Permeabilität von kleinen Verbundprobekörpern mit einer Permeabilität größer als 10 µD kann als Messgas Stickstoff oder Helium verwendet werden. Für H2-Langzeitexperimente werden Autoklaven gebaut, die die notwendigen Sicherheitsanforderungen erfüllen.

Versuchsaufbau mit den HPHT Autoklaven im explosionsgeschützten Sicherheitsschrank.

Messeinrichtung mit der Permeabilitätsmessanlage für die Messung der Permeabilität der Probekörper unter Reservoirbedingungen und den explosionsgeschützten HPHT Autoklaven für Wasserstoffexperimente.

Herstellung von Probekörpern

Die Verbundzementproben repräsentieren den Verbund der Futterrohrtour einer UGS Bohrung mit Verbundzement, Deck- und Reservoirgestein. Von besonderem Interesse ist hier die Herstellung von Verbundprobekörpern, also Proben, die aus Zement und Gestein bzw. Stahl und Zement zusammengesetzt sind. Daneben sollen auch reine Zementplugs hergestellt werden.

Charakterisierung der Proben vor den Autoklavenexperimenten

Die Charakterisierung beinhaltet die Bestimmung der Porosität, Durchlässigkeit und Dichte. Dies wird an den Proben jeweils vor und nach den Autoklavenexperimenten durchgeführt, um die Proben auf Experiment induzierte Veränderungen zu untersuchen.

Gaspycnometer AccuPyc 1340 für die Bestimmung der Porosität von Gesteinsprobekörpern unter Labor-bedingungen.

Gaspermeameter SYROPERM für die Bestimmung der Permeabilität von Probekörpern unter Laborbedingungen.


Autoklavenexperimente

In den Autoklaven werden die Probekörper unter HPHT Bedingungen mit Wasserstoff, Lagerstättenfluid und gelöstem H2S und Essigsäure ausgesetzt. Diese Versuche laufen über sechs Monate. Veränderungen in der Dichtheit des Verbundes werden mithilfe von Permeabilitätsmessungen und den mineralogisch-geochemischen und Computertomographischen Untersuchungen in den Teilprojekten TP 1 und TP 5 untersucht.

Prototyp des HPHT Autoklavs in der explosionsgeschützten Ausführung für Wasserstoffanwendungen.

Aufbau einer neuen HPHT Zelle.