SUGAR – Submarine Gashydratvorkommen

Projektanfang: 01.07.2008

Projektende: 30.04.2014

Projektstand: 01.12.2009

Teilprojekt A2.2 Aktive Elektromagnetik zur Evaluierung und Quantifizierung von Gashydratvorkommen

Koordination: Dr. Katrin Schwalenberg (BGR, Hannover)
Mitarbeiter: Dr. Martin Engels (BGR, Hannover), Joachim Deppe (BGR, Hannover)

SUGAR (Submarine Gashydrat-Lagerstätten) ist ein Verbundvorhaben, das von zwei deutschen Ministerien (BMWi, BMBF) und deutscher Industrie gefördert wird mit insgesamt 30 Projektpartnern. Das übergeordnete Ziel ist die Bereitstellung von Technologien und Knowhow, um Erdgas aus submarinen Gashydraten zu fördern und Kohlendioxyd als CO₂-Hydrat in der Hydratstabilitätszone sicher zu speichern. Dazu gehören das Auffinden und die Beurteilung geeigneter Gashydratvorkommen mit geophysikalischen Messmethoden.

Das Ziel von Teilprojekt A2.2 ist die Untersuchung und Bewertung submariner Gashydratlagerstätten mit aktiven elektromagnetischen Methoden. Für die Bewertung einer Gashydratlagerstätte, sei es aufgrund ihres Energiepotentials oder ihrer Eignung als CO₂- Speicher, ist es von Bedeutung, wie viel Gashydrat sich wo bildet und wie es verteilt ist. Dazu braucht man Messverfahren, die den gesamten Gashydrat-Stabilitätsbereich erfassen. Aktive Elektromagnetik oder controlled source electromagnetic (CSEM) ist dazu eine sehr geeignete Methode, da die elektrische Leitfähigkeit, bzw. der elektrische Widerstand sich signifikant ändert, wo sich Gashydrate in entsprechenden Mengen gebildet haben. Gashydrate sind elektrische Nichtleiter und verdrängen bei ihrer Bildung das elektrisch gut leitende Salzwasser aus den Poren oder ersetzten Teile der Sedimentmatrix. Der elektrische Widerstand der Gashydratformation ist entsprechend erhöht. Dieser Effekt ist mit einem geschleppten elektrischen Dipol-Dipol Messsystem (Edwards, 1997, Yuan and Edwards, 2000) an den Kontinentalrändern von Kanada und Neuseeland beobachtet worden (Schwalenberg et al., 2005, 2009a,b).

Methoden
Im Teilprojekt 2.2 wird an der BGR ein neues geschlepptes CSEM Messsystem – HYDRA - entwickelt, welches sich insbesondere für die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeitsverteilung vom Meeresboden bis einige hundert Meter darunter eignet. Das System besteht aus einem Sendedipol und mehreren Empfangsdipolen, die im festen Abstand hinter dem Sendedipol geschleppt werden. Das bis zu 800m lange Messsystem ist über das koaxiale Schleppkabel mit dem Schiff verbunden und wird hinter dem Schiff entlang von Profilen auf dem Meeresboden geschleppt. Über das Koaxialkabel wird auch das Sendesignal von der Signalquelle auf dem Schiff zum Sendedipol am Meeresboden geschickt. Das „Pig“ ist ein schwerer „Pflug“, der das Messsystem am Meeresboden hält und die Kontrolleinheit und weitere Messgeräte enthält.
Um eine Gashydratlagerstätte lokal dreidimensional zu untersuchen werden am IFM-Geomar Magnetotellurik-Messstationen zu elektromagnetischen Breitbandempfängern weiter entwickelt. In Verbindung mit einer Sendequelle können so auch CSEM Messungen durchgeführt werden.

Konzept von HYDRA – das an der BGR entwickelte, geschleppte, elektrische Multi-Empfänger Messsystem und IFM-Geomar’s stationäre Breitband EM Empfänger Quelle: BGR

Projekt-Website: http://www.sugar-projekt.de

Literatur:

• Edwards, R.N: On the resource evaluation of marine gas hydrate deposits using a seafloor transient electric dipole-dipole method”, Geophysics, 62, 63-74, 1997.
• Schwalenberg, K., Willoughby, E., Mir, R., and Edwards, N., 2005, Marine gas hydrate electromagnetic signatures in Cascadia and their correlation with seismic blank zones. First Break, 23
• Schwalenberg, K., Haeckel, M., Poort, J., Jegen, M., 2009. Evaluation of gas hydrate deposits in an active seep area using marine controlled source electromagnetics: Results from Opouawe Bank, Hikurangi Margin, New Zealand. Marine Geology, doi:10.1016/j.margeo/2009.07.006.
• Schwalenberg, K.,Wood,W.T., Pecher, I.A., Hamdan, L.J., Henrys, S.A., Jegen, M.D., Coffin,R.B. Preliminary interpretation of electromagnetic, heat flow, seismic, and geochemical data for gas hydrate distribution across the Porangahau Ridge, New Zealand. Marine Geology, in print.
• Yuan, J. and Edwards, R.N.: The assessment of marine hydrates through electrical remote sounding: Hydrate without a BSR? Geophysical Research Letters, 27, 16, 2397-2400, 2000.

Partner:

Projekt Partner: Dr. Marion Jegen (IFM-Geomar, Kiel)

Förderungsnummer:

Förderung: BMBF Nr. 03G0688A