ConvEx | Integrierte Explorationsmethoden zur räumlichen Abbildung hydrothermaler Konvektion als Zielstrukturen der tiefengeothermischen Erschließung

Konkret integriert ConvEx elektromagnetische Feldverfahren, insbesondere Controlled Source Electromagnetics (CSEM) und Magnetotellurik (MT), mit 3D-seismischen Informationen, petrophysikalischen Daten und Bohrlochdaten, aus der Schwerkraft abgeleiteten Dichteinformationen, Bohrlöchern zur Ermittlung des Temperaturgradienten sowie thermisch, hydraulisch und mechanisch gekoppelten Lagerstättensimulationen, um eine integrierte Explorationsstrategie zur Abbildung der hydrothermalen Konvektion entlang von Verwerfungszonen zu entwickeln und zu testen.
Im Mittelpunkt der Studie stehen geothermische Explorationsgebiete im Oberrheingraben rund um Landau und Insheim, wo verwerfungsgebundene hydrothermale Systeme wichtige Ziele für die Tiefengeothermie und die Lithiumgewinnung aus Thermalwasser darstellen. Durch die Verknüpfung geophysikalischer Feld- und Laborbeobachtungen mit 3D-Strukturmodellen und gekoppelten THM-Simulationen zielt ConvEx darauf ab, die räumliche Charakterisierung hydrothermaler Konvektionszellen zu verbessern und die Rolle von Verwerfungszonen bei der Steuerung von Temperatur, Flüssigkeitsströmung und Lagerstättenleistung zu quantifizieren.
Im Rahmen von ConvEx leistet das GFZ Beiträge zur Projektkoordination, zur elektromagnetischen Feldforschung, zur regionalen und lokalen 3D-Strukturmodellierung sowie zu Prozesssimulationen auf Lagerstättenebene. Ein zentrales Ziel ist die Entwicklung von Modellen, die mit Temperaturmessungen und Betriebsüberwachungsdaten übereinstimmen und anhand dieser validiert werden können, sowie die Quantifizierung der Modellsensitivitäten und verbleibenden Unsicherheiten.
Das Ergebnis wird eine übertragbare Explorationsstrategie und ein praktischer Leitfaden zur Verringerung des Explorationsrisikos in tiefen, enthalpiearmen geothermischen Systemen sein. Diese Strategie soll eine zuverlässigere Identifizierung von Bohrzielen unterstützen und zur nachhaltigen Erschließung geothermischer Energieressourcen beitragen.