Kombinierte Softwarelösung für geologische Konstruktion und Auswertung der 3D-Modelle der BGR

Die Abbildung zeigt beispielhaft das Ergebnis einer komplexen Abfrage im „Lösungskataster Gorleben“ im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS). Dazu wurde ein mit „openGEO“ konstruiertes 3D-Lagerstättenmodell mit Hilfe von „GEOravis“ ausgewertet. Dargestellt sind die im Erkundungsbergwerk Gorleben festgestellten Lösungszutritte aus der Gorleben-Bank – gruppiert nach den Br- und Li-Gehalten sowie nach dem Zutrittsvolumen der Lösungen. Quelle: BGR

Seit Mitte der 1990er Jahre bilden Geologische 3D-Modelle u.a. die Grundlage für die Erkundung und Bewertung von Lagerstätten sowie für die Planung von Bergwerken und Kavernen. BGR-Wissenschaftler haben in den letzten Jahren mit Partnern aus der Wirtschaft ein neues Software-Paket entwickelt, das die Erarbeitung und zielgerichtete Nutzung von noch detaillierteren 3D-Modellen in der geologischen Erkundungspraxis und in der numerischen Modellierung ermöglicht.

Zentrales Instrument zur Erarbeitung der 3D-Modelle und zur modellgestützten Auswertung der Erkundungsergebnisse ist das Programmpaket „openGEO/GEOravis“. Dieses speziell für sehr kompliziert aufgebaute Strukturen entwickelte und auf die oftmals sehr unterschiedlichen Ausgangsdaten in geologischen Projekten zugeschnittene Computerprogramm basiert auf Vorgänger-Programmen, die inzwischen seit 10 Jahren in der BGR im Einsatz sind.

Die openGEO-Software bietet im Gegensatz zu anderen Programmen umfassendere Möglichkeiten, geologische 3D-Modelle komplizierter geologischer Strukturen mit sehr hoher Detailtreue georeferenziert darzustellen. Das lässt ein stärker zielgerichtetes, besser auf die konkreten geologischen Bedingungen abgestimmtes Vorgehen bei der Lagerstättenerkundung zu.

In „openGEO“ verfügbare Programmfunktionen ermöglichen eine präzise Modellierung von Strukturen, die zu einer Ortskoordinate mehrere Höhen-Koordinaten aufweisen, z. B. Salzdiapire mit sehr engständiger Fließfaltung, engräumig überkippten und stark variierenden Gesteinsmächtigkeiten und Lagerungsbedingungen.

Die von den BGR-Salzgeologen erarbeiteten 3D-Modelle dienen als Grundlage für z. B. die Planung von Bergwerken bzw. einer optimalen Abbauführung oder für geomechanische Berechnungen, wie z.B. für den Nachweis der Barrierenintegrität von Wirtsgesteinen und der Standsicherheit von untertägigen Hohlräumen. Sie bilden außerdem die Basis für Transportmodellierungen, die wichtig für Langzeitsicherheitsnachweise sind. Die mit Hilfe von „openGEO/GEOravis“ erstellten/ausgewerteten 3D-Modelle bieten darüber hinaus die Möglichkeit, direkt im 3D-Modell die Ergebnisse komplexer Datenbankabfragen (z.B. zur geochemischen und mineralogischen Zusammensetzung von Gesteinen) in Verbindung mit der gefundenen oder prognostizierten Geologie zu visualisieren bzw. zu interpretieren. Die durch „GEOravis“ gewährleistete Datenbankankoppelung erlaubt eine direkte interaktive Nutzung der 3D-Modelle als Wissensspeicher.

Beispiel für ein mittels openGEO konstruiertes 3D-Modell des Baues eines für die Speicherung von Erdöl/Erdgas genutzten Salzstocks in Norddeutschland. Sicht auf die Außenhülle des Salzstocks Quelle: BGR

Beispiel für ein mittels openGEO konstruiertes 3D-Modell des inneren Baues eines für die Speicherung von Erdöl/Erdgas genutzten Salzstocks in Norddeutschland. Blick in den Salzstock Quelle: BGR

Die unter Einsatz von „openGEO“ in den letzten Jahren vorgenommene integrale Auswertung von Bohrungs- und Kartierungsergebnissen sowie von unterschiedlichsten geophysikalischen Daten (z. B. Seismik-Daten oder Bohrloch- und Hubschrauber-geophysikalische Messergebnisse) ermöglichte die Erarbeitung zahlreicher geologischer Standortmodelle (z. B. Asse, Morsleben, Gorleben, Etzel, Staßfurt). Neben der geologischen Erkundung und Bewertung von Endlagerstandorten dienen diese geologischen Modelle auch zur exakten Platzierung von Erdgas-/Erdöl-Speicherkavernen und zur Planung von Solprozessen in Salzstrukturen mit komplizierten Lagerungsverhältnissen.