(GRS 339) Gasausbreitung in unverritztes Steinsalz - Hydro-mechanisch gekoppelte Modellrechnungen mit dem Simulationstool TFC

Autor: 
S. Hotzel
Jahr: 
2014

Bei der geologischen Endlagerung radioaktiver Abfälle kann es möglicherweise zu einem Eindringen von Gas in das Gebirge kommen. Die dabei auftretenden Prozesse sind Gegenstand der aktuellen Forschung. In der vorliegenden Arbeit wird das von der GRS entwickelte Simulationstool TFC verwendet, um eine Reihe von hydro-mechanisch (HM) gekoppelter Prozesse, die hier eine Rolle spielen könnten, anhand eines stilisierten Gasinjektionsversuchs in Steinsalz zu modellieren. Simuliert wird die Zeit ab Bohrlocherstellung, die sog. Ausgasungsphase und die anschließende Injektionsphase, wobei Steinsalz als klassisches poröses Medium modelliert wird. Für die Abhängigkeiten der hydrodynamischen (H) Parameter von mechanischen (M) Zustandsänderungen
(M->H-Kopplung) und der mechanischen Parameter von hydrodynamischen Zustandsänderungen (H->M-Kopplung) werden jeweils verschiedene physikalische Modelle in Form unterschiedlicher Kopplungsfunktionen angesetzt: Für die M->HKopplung wird sowohl eine direkte Abhängigkeit der Permeabilität von der minimalen Effektivspannung angenommen als auch alternativ eine poroelastische Spannungs- Porositäts-Beziehung mit anschließender Porositäts-Permeabilitätsbeziehung. Für die H->M-Kopplung wird sowohl Unabhängigkeit zwischen totalen Spannungen und Porendruck angenommen als auch alternativ eine poroelastische H->M-Kopplung.