Die Säuerungen und der Produktionstest der Bohrung schiebt sich zeitlich nach hinten, da sich die Reinigungsarbeiten in der nahezu horizontal liegenden Bohrung als langwierig gestalten. Der Austrag von Spülungs- und Cuttingresten, die durch das Kernen besonders fein sind, erfolgt nur sehr langsam und benötigte wiederholte Spülungsmaßnahmen. Hier zeigt sich, dass die Bohrpfadgeometrie des Sidetracks mit starker Neigung, Krümmung und vergleichsweise kleinem Bohrlochdurchmessers, eine große Herausforderung ist. Die Bohrpfadgeometrie des Sidetracks ist durch den Abzweig aus der vorhandenen Stammbohrung vorgegeben. Nach Abschluss der Reinigungsarbeiten wurden nun die Ertüchtigungsmaßnahmen begonnen. Zu dem Forschungsprogramm gehört unter anderem auch der Einsatz einer matrixstimulierenden Säure, die bislang im Malm nicht eingesetzt wurde.
Die Bohrarbeiten am schönsten Bohrplatz der Welt sind mit dem Erreichen der Zielteufe von 5700 m abgeschlossen worden. Die Bohrung hat eine Neigung von etwa 85° und hat eine Strecke von 1000 m innerhalb einer Störungszone durchörtert. Dabei sind Spülungsverluste von insgesamt gut 800 Kubikmetern aufgetreten, das entspricht einer Menge von 4000 gefüllten Badewannen. Damit verdichten sich die Hinweise auf ein durchlässiges kluftkontrolliertes Gebirge auf weiter Strecke. Zuletzt hat der Kalkanteil wieder deutlich zugenommen, nachdem erst Dolomit und dann stark dolomithaltiger Kalkstein durchteuft wurde. Auf den letzten 50 Metern wurde nach Bohrkleinanalyse sogar leicht zuckerkörniger Dolomit angetroffen. Nun beginnen die Ausbauarbeiten der Bohrgarnitur, darauffolgend eine Befahrung zur Räumung und Säuberung der Bohrung. Nach diesen Vorarbeiten werden dann geophysikalische Bohrlochmessungen – das Logging – durchgeführt, im Anschluss daran werden die Arbeiten zum hydraulischen Testprogramm begonnen. Spätestens dann wird man verlässliche Aussagen zur Fündigkeit der Bohrung GEN-1ST-A1 treffen können. Doch bereits jetzt ist mit dem erfolgreichen Abteufen der Bohrung bis zur Zielteufe einschließlich Bohrkerngewinn aus diesem tiefliegenden Karbonatreservoir ein Meilenstein erreicht.
Nachdem die Kernarbeiten bei einer Bohrstrecke von rund 5390 m abgeschlossen wurden, wird nun die verbleibende Strecke bis zum Erreichen des Bohrziels nach etwa 5700 m mit Richtbohrgarnitur gebohrt. Die Bohrung verläuft damit weiter in stark geklüftetem, nun aber dolomitischem Gebirge, so dass weiterhin Spülungsverluste beim Bohren erwartet werden. Sobald die Bohrarbeiten abgeschlossen sind, werden geophysikalische Messungen (Logs), Reinigungsfahrten und schließlich ein längerer Produktionstest folgen, um die Ergiebigkeit der Bohrung zu bestimmen. Unterdessen werden erste Proben der Bohrkerne (Bild) analysiert. Die Bohrkerne zeigen immer deutlicher ihre Wichtigkeit für eine systematische Reservoirbewertung. Erst im Gesteinsverbund kann der Zusammenhang zwischen Struktur, Gesteinsmaterial und Fündigkeit erkannt werden.
Die vorläufigen Forschungsergebnisse der Bohrung werden am 14. September um 9:15 in einer Programmrede (keynote) auf dem Deutschen Geothermiekongress in der BMW Welt in München präsentiert. Ein weiterer Vortrag wird auf dem Praxisforum Geothermie im Haus der Wirtschaft in München am 12. September gegeben.
Über eine Strecke von rund 370 m sind sequenzweise Bohrkerne gewonnen worden. Dabei ist stark zerschertes Gebirge mit teils verheilten teils offenen Klüften (Foto) angetroffen worden. Die Kerne liefern neben einer Vielzahl struktureller Informationen außerdem detaillierte Hinweise von unterschiedlichen Ablagerungssystemen zu Zeiten des Oberen Jura. Die Kalke sind teilweise stark komponenten- und fossilhaltig, in einigen Sequenzen aber auch sehr arm an Komponenten. Immer wieder sind Harnischflächen gekernt worden: Scherflächen mit Schleifspuren in Bewegungsrichtung. Darüber hinaus sind unterschiedliche, stellenweise sehr poröse Stylolithengenerationen zu erkennen. Das sequenzweise Kernen wurde bereits im Vorfeld geplant, weil in der Störungszone mit Kernklemmern zu rechnen war. Diese Methodik hat sich bewährt, so dass nun Proben nach Abschluss des Bohrkernens zur Verfügung stehen, um an unterschiedlicher Fazies und an verschiedenem strukturellem Inventar sedimentologische, petrophysikalische und geomechanische Tests durchzuführen. Bereits vorort konnte die TU München erfolgreich felsmechanische Messungen vornehmen.
Die Bohrung GEN-1ST-A1 ist geowissenschaftlich hoch interessant. Aus 5018 und 5035 m Bohrtiefe sind Kerne gezogen worden, die einen dunklen mikritischen Kalk zeigen. Dieser an sich sehr dichte Kalk ist gerade im unteren Bereich durchzogen von kalzitverheilten Klüften. Mikroskopische Haarrisse zeigen jedoch nur Teilverfüllungen, so dass offene Risssegmente zurückbleiben, in die Kalzitkristalle hineinwachsen und kleinste Hohlräume hinterlassen. Die Kerne werden nun von der TU München und dem LIAG auf ihren fossilen Inhalt hin untersucht. Unter diesem dichten Gestein folgt nun ein hellgrauer Kalk, der sich bereits im unteren Kern angedeutet hat. Das Kernen wurde nach zwei Kernklemmern zunächst ausgesetzt und wird später fortgesetzt. Zwischenzeitlich ist die Bohrung in 5160 m, was einer vertikalen Tiefe von gut 4640 m entspricht. Seit zwei Tagen treten vermehrt immer wieder deutliche Spülungsverluste auf. Damit bestätigt sich der kluftkontrollierte Speicherbereich in dieser enormen Tiefe.
Das Bohren im Malm geht mit gut 3 m pro Stunde stetig voran. Seit etwa einer Woche arbeitet sich der Meißel in Kalkstein vor, der hellgrau ist bei splittrigem Bruch. Stellenweise finden sich typische Kalzitkristalle im Bohrklein, die auf Klüfte hinweisen. Daneben kommen vollständig ausgebildete Dolomitkristalle vor, die eine charakteristische Rhomboeder-Form zeigen. Die Bohrung ist derzeit etwa 70° geneigt und wird demnächst von einer Ost-Süd-Ost- in eine Süd-Ost-Richtung schwenken. Sobald das Richtbohren beendet und eine gerade Strecke gebohrt ist, wird das Bohrkernen beginnen. Derzeit befindet sich die Bohrung in einer Bohrtiefe von gut 5000 m.
Anfang letzter Woche wurde die Absetzteufe für die Rohre der vorletzten Bohrsektion in der erreicht. In 4484 m Bohrtiefe wurde ein gesunder Dolomitsteinkomplex mit Kalksteinanteilen und untergeordnetem Kalkmergelsteinanteil angetroffen, der sich hervorragend als standsichere Formation für den Rohrschuh eignet. Die 7-Zoll Rohre wurden nach einer Säuberungsfahrt, Befahrungskontrolle und geophysikalischen Bohrlochmessungen eingebaut und zementiert. Nun steht nach einem Spülungstausch das Durchbohren des Rohrschuhs an, um dann die letzte Bohrsektion mit Reservoiraufschluss zu bohren. Der Rohrschuh sitzt in der untersten Stufe der Unterkreide, im sogenannten Berriasium. In der Geothermie Bayerns ist diese Formation als Purbeck bekannt und stellt durch seine hydraulische Anbindung an den Malm bereits den oberen Bereich des Reservoirs dar.
Trotz umfangreicher Fang- und Reinigungsarbeiten konnte die Bohrlochsohle in der geneigten Bohrung nicht restlos von Metallresten der im Bohrloch verbliebenen Meißelrolle geräumt werden. Um die Bohrung zeitgerecht fortzuführen, wurden die Reinigungsarbeiten eingestellt und stattdessen nun eine Rampe (Whipstock) auf die Bohrlochsohle gesetzt. So können die Metallreste umfahren werden, indem die Bohrung an der alten Bohrlochsohle vorbei geführt wird. Nun befindet sich die Bohrung geologisch in einer Wechsellagerung aus Kalkmergel- und Tonmergelstein des Turon (untere Oberkreide).
Nun ist es gewiss: die Bohrung befindet sich in den Tonmergeln des Turon, einer geologischen Stufe aus der Oberkreide. Die darüber liegende Schicht - die Geologen sprechen nach bergmännischer Fachsprache vom Hangenden - ist der Basissandstein aus dem Priabon, einer Stufe aus dem Eozän im Tertiär. Der Basissandstein aus dem Priabon ist etwa 35 Mio. Jahre alt, das Turon ist etwa 91 Mio. Jahre alt. Schichten aus 56 Mio. Jahre Erdgeschichte fehlen, vermutlich durch Abtragung im Zuge der Gebirgsbildung der Alpen. Damit reicht GEN-1ST nun bis in die Zeit der Dinosaurier und Ammoniten, zwei Tiergruppen, die mit dem Ende der Kreidezeit ausgestorben sind. Die Turonmergel müssen nun noch durchteuft werden, dann folgen Sandsteine aus dem Cenoman (Oberkreide) und Mergel aus dem Hauterive (Unterkreide), bis die Kalke des Purbeck (Unterkreide) kommen. Dort wird dann bei Erreichen der Absetzteufe die Bohrsektion beendet.
Die mit momentan rund 30° geneigte Zweigbohrung (sidetrack) GEN-1ST hat den Lithothamnienkalk durchteuft. Wie geplant, konnte mit einem Ausscheren ab einem tieferen Ansatzpunkt der bestehenden Bohrung das Durchteufen von möglichen Gashochdruckzonen vermieden werden. Die Untergrenze des etwa 36 Mio. Jahre alten Lithothamnienkalk konnte durch die Geologen vorort anhand Mikrofossilien aus dem Bohrklein bestimmt werden (Bild: Nummulites sp.). Nun befindet sich die Bohrung im eozänen Basissandstein. Geologisch folgt darauf eine große Schichtlücke, bedingt durch Erosion nach der Grenze Kreide- zu Tertiärzeit. Die große Frage ist nun, ob die Bohrung noch in den etwa 40 Mio. Jahre alten eozänen Basissandsteinen steckt oder bereits in den etwa 91 Mio. Jahre alten Schichten des Turon aus der Kreidezeit. Bevor diese spannende geologische Frage beantwortet werden kann, müssen sich alle noch etwas gedulden. Beim letzten Meißelwechsel war die Überraschung groß, als der Meißel mit zwei statt drei Rollen ans Tageslicht kam. Nun muss die fehlende Meißelrolle aus der geneigten Bohrung gebracht werden. Fehlende Meißelrollen beim Bohren sind etwa so wie geplatzte Reifen beim Autofahren: Es sollte nicht passieren, und doch passiert es – trotz aller Vorkehrungen – immer wieder. Technisch beherrschbar, oder um Kaiser Franz Beckenbauer zu zitieren: „We call it a Klassiker!“
Die Fräsarbeiten des 230 m langen Abschnitts in der Bohrung GEN-1 sind nach Zeitplan abgeschlossen worden. Dabei ist der Stahl im oberen Bereich der in 2013 eingesetzten Verrohrung der 4. Bohrsektion weggefräst worden. Die anfallenden Stahlspäne sind durch mehrmalige Bohrloch- und Anlagenreinigung fachgerecht entfernt worden. Mit den Fräsarbeiten am oberen Bereich der 4. Sektion konnte ein Herausbohren aus der Verrohrung in potentielle Gashochdruckzonen vermieden werden. Nachdem ein Packer und eine Führungsrampe (Whipstock) in knapp 4260 m Bohrtiefe eingesetzt wurden, beginnt nun der spannende geowissenschaftliche Teil des Forschungsprojekts: Ab heute wird planmäßig die Ablenkbohrung GEN-1ST gebohrt.
Die Interpretation der 3D Seismik wurde für einen weiteren Bereich durch die im Dezember durchgeführte VSP Messung erneuert. So konnte das Störungsinventar auch nördlich des Bohrplatzes „Am Breitenbach“ mit verbesserter Datenlage kartiert werden. Nach dem am LIAG entwickelten Arbeitsansatz, Bohrziele in Verschnittzonen von Störungen zu platzieren, konnte so bereits der Bohrpfad für die geplante Injektionsbohrung ausgearbeitet werden.
Bohringenieure, Techniker und Geowissenschaftler der Projektpartner haben sich auf dem Bohrplatz „Am Breitenbach“ getroffen, um nun detailliert die zeitlichen Abläufe im Bohrkernprogramm zu besprechen. Prof. Inga Moeck (LIAG) leitet das Bohrkernprogramm, in dem ab einer Bohrtiefe von gut 5000 m mehr als 300 m Bohrkern gewonnen werden soll. Die Bohrkerne werden auf dem Bohrplatz durch LIAG und GTN geologisch aufgenommen, die TU München wird Spezialmessungen zum Spannungsfeld an den frischen Bohrkernen durchführen. Die Bohrkerne werden dann fachgerecht in entsprechende Kernkisten gelagert. Weitere Messungen erfolgen dann im Bohrkernlager der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Berlin.
Anlässlich der Wiederaufnahme der Arbeiten vor Ort wird durch den Projektkoordinator Enex eine Feierstunde auf der Besucherterrasse des Hofguts Breitenbach unter dem Motto Glückauf Geretsried 2017 veranstaltet. Zahlreiche Besucher aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und dem Landkreis werden erwartet. Neben dem wissenschaftlichen Mehrwert wird auch große Hoffnung in die Fündigkeit der Bohrung GEN-1ST gesetzt.
Das Forschungsprojekt Dolomitkluft und die geologische Situation am Standort Geretsried wird ab sofort anschaulich in einem Besucherraum am Bohrplatz am Breitenbach präsentiert. Während im Hintergrund in idyllischer Waldlage die Bohranlage aufgebaut ist, können sich Interessenten in sicherer Entfernung zur Bohranlage in einem eigens hergerichteten Besucherraum auf dem Hofgut Breitenbach informieren. Die TU München, das LIAG sowie die Firmen GTN und G.E.O.S. stellen ihre Projektarbeiten vor.
Pünktlich nach Ostern haben die operativen Arbeiten für die Bohrung GEN-1ST begonnen. Dazu wird zuerst über 4200 m Gestänge eingebaut, um dann die momentane Spülung zu testen und je nach Notwendigkeit auszutauschen. Damit sind die Arbeiten an der Bohrung GEN-1 nach über dreieinhalb Jahren an der mit 6036 m längsten Geothermiebohrung Europas wieder aufgenommen worden.
Unter dem Motto „Erde 3.0“ wird am W2-Tag des Gymnasiums Geretsried das Geothermieprojekt Dolomitkluft und die wissenschaftlichen Methoden darin der 11. Jahrgangsstufe vorgestellt. Der Schulleiter sowie Elternbeirat haben den Veranstaltungstag organisiert, bei der die Doktoranden und Projektmitarbeiter von der TU München ihre Arbeiten anschaulich präsentiert haben.
Im August 2016 wurden Analogproben zu der Bohrung GEN-1 in der Fränkischen Alb von der TUM gewonnen. Dazu wurden Steinbrüche vorab anhand fazieller Charakteristika ausgewählt, die zu den Tiefenproben aus GEN-1 vergleichbar sind. Es wurden vor allem Dolomite beprobt und analysiert. In zwei Steinbrüchen wird der Kalkstein & Dolomitstein unterirdisch abgebaut, wodurch diese Karbonate eine geringere Verwitterung und Verkarstung aufweisen. Momentan werden die Proben an der TUM petrographisch untersucht sowie Probenkörper geomechanisch und hydraulisch getestet.
Im Dezember 2017 hat die Geophonversenkmessung in der Bohrung GEN-1 stattgefunden. Sowohl das Öffnen der Bohrung nach über drei Jahren Stillstand als auch die Messung selbst sind reibungslos verlaufen. Die Daten wurden bereits prozessiert. Dabei stellte sich eine hervorragende Datenqualität heraus. Die Messung dient der lokalen Aufnahme von seismischen Geschwindigkeiten und soll zwei Zwecke erfüllen: Zum einen soll eine detaillierte Zeit-Tiefen-Beziehung und Kontrolle der seismischen Geschwindigkeiten entlang der Bohrung erreicht werden, zum anderen soll der Zusammenhang zwischen den diagnostizierten Formationen aus der bestehenden 3D Seismik und der neuen Bohrlochseismik hergestellt werden. Damit kann das Untergrundmodell und letztlich der Bohrpfad des Sidetracks GEN-1ST auf ein Höchstmaß präzisiert werden.
Durch die TU München wurden Aufschlüsse beprobt, in denen Analogproben von dolomitischen und karbonatischen Faziesäquivalenten zu den Bohrkleinproben aus der Bohrung Geretsried genommen wurden. Diese Proben werden derzeit präpariert und petrographisch untersucht. Zudem haben sich die zuständigen Projektpartner zu dem Thema thermisch-hydraulische Modellierung abgesprochen, die unter Anwendung verschiedener Software die Reservoirprozesse darstellen soll.
Derzeit laufen am LIAG die umfangreichen Vorbereitungen und Planungen für die Geophonversenkmessung und das Bohrkernen. Die Planungen erfolgen in enger Abstimmung mit der Enex.Die TUM plant zurzeit die Beprobung von Analogaufschlüssen. Die Analogaufschlüsse wurden nach faziellen Gesichtpunkten ausgewählt, die im Bohrklein der Bohrung GEN-1 identifiziert wurden (Ansprechpartner: E. Mraz/TUM). Somit ist eine korrekte fazielle Zuordnung der Analogproben zu Tiefenäquivalent gewährleistet. Die Proben sollen nach der Präparation mikrofaziell, geomechanisch und hydraulisch getestet und untersucht werden. Ferner sollen erste Säuerungsversuche an den Proben erfolgen. Diese Arbeiten haben zwei Forschungsziele: (I) Aussagen zur Faziesabhängigkeit von geomechanischen und hydraulischen Parametern; (II) Späterer Abgleich der Testergebnisse aus den Analogproben mit Tiefenproben zur Aussage, inwieweit Analogproben zulässige Parameter für Tiefenäquivalente liefern; (III) Schaffung einer Planungsgrundlage für die spätere Säuerung im Bohrloch.
Das Verbundprojekt-Team hat bei herrlichem Wetter erstmalig gemeinsam den Bohrplatz besichtigt. Die Enex hat alle Forschungspartner über die Logistik vorort informiert. Mit der Begehung des Areals konnten konkrete Planungen für die späteren Projektabläufe erfolgen. Daneben haben fachliche Diskussion für einen intensiven und konstruktiven Austausch unter den Projektpartnern gesorgt. Anschließend fand eine Feinabstimmung der operativen und wissenschaftlichen Arbeiten statt.