B2 Optimierung von Verfahren zum Gashydratabbau

Im Teilprojekt B2 wurden bisher verschiedene Methoden zum Hydratabbau untersucht, wie die lokale Erwärmung der Lagerstätte durch einen Verbrennungsreaktor und der Gasaustausch im Hydrat durch CO2 und Zugabe von Polymeren zur Beschleunigung der Hydratzersetzung. Mit all diesen Methoden konnte erfolgreich im Labormaßstab Methanhydrat zersetzt und Methangas produziert werden. Eine weitere Methode, die Druckerniedrigung in der Lagerstätte, wurde bereits von einem japanisch-kanadischen Konsortium erfolgreich im Feld getestet. Eine wichtige Feststellung hierbei ist, dass die Erdgasproduktionsraten durch die individuellen Methoden mäßig sind. Deutlich höhere Erdgasförderraten können nur durch Druckentlastung bei gleichzeitiger Zufuhr von Wärme, CO2 und Polymeren erzielt werden. Folgerichtig werden die experimentellen Studien in der 2. Phase von SUGAR auf die Optimierung dieser kombinierten Verfahren fokussiert. Die Experimente werden insbesondere im Hinblick auf die numerischen Simulationen in Teilprojekt B1 ausgewertet, um wichtige Parameter für die Modellierung zu bestimmen und das am besten geeignete technische Verfahren für die Erdgasförderung aus Methanhydraten und die Speicherung von CO2 in der Hydratlagerstätte zu identifizieren. Im Detail werden folgende Arbeitsziele verfolgt: 

• Verbesserung der Effizienz, Ausbeute und Kinetik der Hydratumwandlung durch kombinierte Verfahrensweisen von CO2- und Wärmezufuhr (z.B. überkritisches CO2) sowie lokaler Druckentlastung und Einsatz von Polymeren; 

• Untersuchung des Einflusses der Permeabilität im Multiphasensystem Sediment-Wasser-Gas-Gashydrat auf die Erdgasproduktion und Bestimmung der Permeabilitätsveränderung während der Hydratumwandlung; 

• Optimierung der katalytischen Oxidation von Methan (CH4) zur lokalen, in situ Wärmeerzeugung und Entwicklung einer geeigneten Bohrlochsonde (inkl. Feldtest); 

• Miniaturisierung der Sensorik zur Detektion von CH4 und CO2 bis zur Entwicklung einer Bohrlochsonde zur Überwachung der Produktionsbohrung und des Produktionsprozesses; 

• Entwicklung von Modellen zur Wirkungsweise der Hydrat-Mikrostruktur auf die Gasaustauschkinetik; 

• Verständnis der Wirkungsweise der Polymere bei der Beschleunigung der Umwandlungsreaktion und Methanhydratzersetzung mit Hinblick auf eine optimierte Syntheseplanung; 

• Optimierung der thermischen Destabilisierungsmethoden; 

• Verbesserung der Prozessparametrisierung für die numerischen Feldsimulationen in B1 und die Entwicklung von Produktions-Bohrtechnologie in B3. 

  • Projektpartner:

    Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR)
    Matthias Haeckel
    Wischhofstr. 1-3, 24148 Kiel
    Telefon: +49-431-6002123
    Email: mhaeckel@geomar.de

    Georg-August-Universität Göttingen, GZG Abt. Kristallographie
    Werner F. Kuhs 
    Goldschmidtstr. 1, 37077 Göttingen
    Telefon: +49-551-393891/-399521 
    Email: 
    wf.kuhs(at)geo.uni-goettingen.de 

    Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
    Judith M. Schicks 
    Telegrafenberg, 14473 Potsdam
    Telefon: +49-331-2881487 
    Email: schick(at)gfz-potsdam.de 

    Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits-und Energietechnik (UMSICHT)
    Görge Deerberg 
    Osterfelder Straße 3, 46047 Oberhausen
    Telefon: +49-208-8598-1107
    E-Mail: goerge.deerberg(at)umsicht.fraunhofer.de 

    CONTROS Systems & Solutions
    Stefan Marx
    Wischhofstraße 1, 24148 Kiel
    Telefon: +49-431-26095900
    Email: 
    s.marx(at)contros.eu 

    Kooperationspartner:

    RWE Dea AG, GeoSupport Center, Überseering 40, 22297 Hamburg 

    BASF SE, 67056 Ludwigshafen

    E.ON Ruhrgas E&P GmbH, Brüsseler Platz 1, 45131 Essen