@phdthesis{Feldbusch2015,
  author    = {Feldbusch, Elvira},
  title     = {Geochemische Charakterisierung eines Formationsfluids im Unteren Perm},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-87402},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {x, 116, XIII},
  year      = {2015},
  abstract  = {Diese Arbeit befasst sich mit der ganzheitlichen Betrachtung der Fluideigenschaften eines unterpermischen Reservoirs am Geothermie Forschungsstandort Groß Sch{\"o}nebeck (GrSk) bei Reservoirbedingungen und im Betrieb der Geothermieanlage. Die Untersuchungen zur Fluidherkunft ergeben, dass es sich um ein konnates Wasser meteorischen Ursprungs ohne den Einfluss der dar{\"u}berliegenden Zechsteinw{\"a}sser handelt. Die Ionen und Isotopenverh{\"a}ltnisse im Formationswasser gel{\"o}ster Komponenten in GrSk belegen einen gemeinsamen Genesepfad mit W{\"a}ssern anderer Rotliegend-Reservoire des Nordostdeutschen Beckens (NEGB). Die Isotopenverh{\"a}ltnisse von ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ≈ 0,7158 und von δ³⁴SV CDT ≈ 4,1  per mille des Sulfats weisen auf die Anreicherung des Fluids mit schweren Isotopen durch die Fluid Gestein-Wechselwirkung mit Vulkaniten und Rotliegend Sandsteinen des Unteren Perms hin. Das im Formationswasser bei Reservoirbedingungen gel{\"o}ste Gas (Gas/Wasser ≤ 2 bei STP) enth{\"a}lt Stickstoff (δ¹⁵NAir ≈ 0,6  per mille) und thermogenes Methan (δ¹³CV-PDB ≈ - 18  per mille) aus organischen Karbonablagerungen (Kerogen Typ - III Kohlen) hoher Reife. Die Isotopenverh{\"a}ltnisse der Edelgase belegen eine krustale Herkunft des Gasgemisches. Die berechnete Verweilzeit τ (⁴He) der Gase im Reservoir liegt zwischen 275 und 317 Ma und {\"u}berschreitet damit bei gegebener Konzentration von Mutternukliden im Reservoirgestein das allgemein angenommene Zeitalter der Sedimentgruppe. Das l{\"a}sst sich durch eine Zuwanderung von Gasen aus {\"a}lteren Sedimentfolgen erkl{\"a}ren. Die Ver{\"a}nderungen der physikochemischen Fluidparameter w{\"a}hrend des Anlagenbetriebs sind haupts{\"a}chlich temperaturbedingt. Bei stabilen Produktionsbedingungen und einer Temperatur von ca. 100 °C stabilisieren sich auch die Fluideigenschaften. Bei In situ Bedingungen {\"u}bertage betr{\"a}gt die Dichte ρ = 1,1325 ± 0,0002 g ∙ mL⁻¹, das Redoxpotential Eh = -105,5 ± 1,3 mV und der pH = 6,61 ± 0,002. Die relative Zusammensetzung der Gasphase bei stabilen Produktionsbedingungen zeigt dagegen eine geringe Erh{\"o}hung des Stickstoffanteils sowie des Anteils der Kohlenwasserstoffe (Ethan, Propan, usw.) und Abnahme des relativen Methananteils im Laufe des Betriebs. Die quantitative Untersuchung der sekund{\"a}ren mineralischen Ausf{\"a}llungen im Fluid mittels sequentieller Extraktion zeigte, dass Schwermetalle als eine Hauptkomponente der Fluidfestphase gr{\"o}ßtenteils in Verbindung mit organischen Molek{\"u}len vorliegen. Experimente zum Einfluss organischer Verbindungen unterschiedlicher Substanzklassen auf eine Mobilisierung der Schwermetalle aus dem Reservoirgestein ergaben, dass die Verbindungen wie Fetts{\"a}uren und PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) die Freisetzung von Kupfer, Nickel, Chrom und Blei verhindern bzw. zu derer Immobilisierung beitragen. Im Gegensatz dazu wird die Mobilit{\"a}t von Zink in Anwesenheit von diesen Verbindungen erh{\"o}ht. Niedermolekulare Monocarbons{\"a}uren und stickstoffhaltige Heteroaromaten tragen, mit Ausnahme von Blei, zur Freisetzung bzw. Mobilisierung von Schwermetallen aus dem Reservoirgestein bei. Die gewonnenen Erkenntnisse dieser Arbeit best{\"a}tigen das Risiko massiver Ausf{\"a}llungen auf der kalten Seite der Geothermieanlage bei Inbetriebnahme des Kraftwerks, wenn keine an den Fluidchemismus angepassten Pr{\"a}ventionsmethoden eingesetzt werden. Die Isotopenzusammensetzung der Fluidkomponenten sowie geringf{\"u}gige Schwankungen der Gaszusammensetzung im kontinuierlichen Anlagenbetrieb l{\"a}sst eine Kommunikation des unterpermischen Reservoirs mit dem darunter liegenden Oberkarbon vermuten, was eine nachtr{\"a}gliche Ver{\"a}nderung der Fluidzusammensetzung beim Dauerbetrieb der Anlage bedeuten kann.},
  language  = {de}
}