GT-F3: Reservoirfluide (GT-F3)5.0 ECTS
(englische Bezeichnung: GT-F3: Reservoir fluids)
(Prüfungsordnungsmodul: GT-F3 Reservoirfluide)

Lehrveranstaltungen:

• • Gesteins-Fluid-Interaktion
    (Übungsseminar, 2 SWS, Daniel Koehn, Mo, 12:00 - 13:30, Zoom-Meeting)
  • Hydrochemie, Korrosion und Scalings [GT-F3]
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Thomas Baumann, Do, 9:00 - 10:30; TUM Innenstadt: Gebäude 0504, Luisenstraße, Eingang gegenüber Steinheilstraße, Raum 3404)

Inhalt:

a) Gesteins-Fluid-Interaktion:

• Grundlagen Mineralwachstum/-auflösung

• Hydrothermale bis telethermale Mineralbildung/-auflösung

• Thermodynamische Ansätze

• Untersuchungsmethoden

• Konsequenzen für Gesteins-Fluid-Interaktion

• Konsequenzen für Geothermieanlagen

• Fallbeispiele
  

b) Hydrochemie, Korrosion und Scalings:

• Hydrogeochemische Eigenschaften typischer Tiefengrundwasserleiter

• Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht

• Gesetze zur Löslichkeit von Gasen im Wasser

• Hydrogeochemische Prozesse

• Hydrogeochemisches Untersuchungsprogramm zur Charakterisierung und Auslegung von tiefengeothermischen Anlagen

• Validierung hydrochemischer Analysen

• Interpretation von Monitoringdaten

• Auswirkungen der Löslichkeit von Spurengasen auf hydrochemische Gleichgewichte

• Berechnung der Zusammensetzung von Tiefenwässern und Gasphasen aus Analysendaten

• Berechnung der Partialdrücke von Gasen im Thermalwasser.

• Berechnung und Bewertung der potentiellen Ausfällungen bei Unterschreitung des Entgasungsdrucks.

• Konditionierung von Tiefengrundwässern zur Verhinderung von Ausfällungen und Korrosion

• Langfristige Entwicklung einer geothermischen Dublette

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden wissen

• die hydrogeochemischen Eigenschaften typischer Tiefengrundwasserleiter und die wesentlichen hydrogeochemischen Prozesse.

• Die Studierenden verstehen das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. Sie kennen die Gesetze zur Löslichkeit von Gasen im Wasser.

• Die Studierenden können das hydrogeochemische Untersuchungsprogramm zur Charakterisierung und Auslegung von tiefengeothermischen Anlagen planen und praktisch durchführen.

• Die Studierenden können hydrochemische Analysendaten aus Tiefengrundwasserleitern analysieren sowie validieren und anhand der hydrochemischen Daten Rückschlüsse auf die geochemische Zusammensetzung des Reservoirs ziehen.

• Sie können die Auswirkungen der Löslichkeit von Spurengasen auf hydrochemische Gleichgewichte analysieren und die Zusammensetzung der Gasphase berechnen.

• Die Studierenden können aus hydrochemischen Analysendaten die Zusammensetzung des Tiefenwassers berechnen.

• Die Studierenden sind in der Lage die hydrogeochemischen Prozesse entlang des gesamten Geothermiekreislaufs quantitativ zu berechnen. Sie können die Auswirkungen technischer Maßnahmen (Druckhaltung, Säuerung, ...) im Geothermiekreislauf bewerten.

• Die Studierenden sind in der Lage Ausfällungen in Geothermieanlagen zu prognostizieren und Gegenmaßnahmen zu entwickeln.

• Die Studierenden können die Konditionierung von Tiefengrundwässern zur Verhinderung von Ausfällungen und Korrosion planen und die Umsetzung überwachen.

• Die Studierenden sind in der Lage die langfristige Entwicklung einer geothermischen Dublette vorherzusagen.

Literatur:

• Appelo, C.A.J. & Postma,D. (2005): Geochemistry, groundwater and pollution, 2nd edition.- Amsterdam (Balkema)

• Carlé, W. (1975): Die Thermal- und Mineralwässer von Mitteleuropa. Geologie, Chemismus, Genese.- Stuttgart (Wiss. Verlagsges.)

• Parkhurst, D. & Appelo, C.A.J. (2014): Description of Input and Examples for PHREEQC Version 3 - A Computer Program for Speciation, Batch-Reaction, One-Dimensional Transport, and Inverse Geochemical Calculations. U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A43.

• http://pubs.usgs.gov/tm/06/a43/

• Parkhurst, D. & Appelo, C.A.J. (2014): PHREEQC (Version 3) - A Computer Program for Speciation, Batch-Reaction, One-Dimensional Transport, and Inverse Geochemical Calculations. U.S. Geological

• Survey. http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/phreeqc/

• Reimann, C. & Birke, M. (2010): Geochemistry of European Bottled Water.- Stuttgart (Borntraeger)

Bemerkung:

Pflichtmodul für Studierende im Master-Studiengang "GeoThermie/GeoEnergie"

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. GeoThermie/GeoEnergie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2017w | NatFak | GeoThermie/GeoEnergie (Master of Science) | Masterprüfung | GT-F3 Reservoirfluide)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Mineralogie der Gesteins-Fluid-Interaktion und Hydrochemie, Korrosion und Scalings (Prüfungsnummer: 90351)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021

1. Prüfer:

Daniel Koehn