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Der Lehrstuhl

Speichermöglichkeiten für CO2 im geologischen Untergrund

Für einen erfolgreichen Umstieg auf erneuerbare Energien sind die Effizienzsteigerung bei der Energienutzung sowie die Erschließung neuer Energiequellen erforderlich. Die Nutzung der Geothermie wird dabei in der Zukunft eine immer größere Rolle spielen. Für die Nutzung regenerativer Quellen, wie Sonne und Wind ist die Speicherung und die Untertagespeicherung von z. B. Wasserstoff notwendig. 

Beides sind typische Fragestellungen für Geo-Wissenschaftler. Im Studium an unserem Institut werden die Grundlagen für das Verständnis der ablaufenden Prozesse sowie die Technologien zur Beherrschung der praxisrelevanten Aufgaben vermittelt.

Darunter verstehen wir z. B.:

  • Identifizierung und Beeinflussung von Phänomenen der Strömung von Flüssigkeiten und Gasen im Porenraum der Gesteine
  • Technologische Grundlagen für die Nutzung des Untergrundes (z. B. Maßnahmen zur sicheren und umweltfreundlichen Förderung, Herstellung und Betrieb unterirdischer Kavernen, usw.   
  • Einsatz und Entwicklung geeigneter Software zur Simulation komplexer strömungstechnischer Prozesse im Untergrund

Die Arbeitsgruppe „Geoströmungs-, Förder- und Speichertechnik“ beschäftigt sich mit der Erschließung, Gewinnung und Entwicklung von verschiedenen Verfahren zur umweltschonenden Nutzung einheimischer Ressourcen.

Die Speichertechnik, ein weiteres Fachgebiet der Arbeitsgruppe ist der Schlüssel zur effektiven Nutzung der erneuerbaren Energien. Hier hat Deutschland auf Grund langjähriger Erfahrung bewiesen, dass es weltweit technologisch führend ist. 

Die Bewertung der Integrität von Bohrungen und Lagerstätte ist ein weiteres wichtiges Arbeitsgebiet.   

Team

Lehrstuhlinhaber

  • Prof. Dr. Mohd Amro

Mitarbeiter

  • Dr. Carsten Freese
  • Dr. Frederick Rose
  • Dr. Hakan Alkan
  • Dipl.-Ing. Dirk Baganz
  • M. Sc. Taofik Nassan
  • M. Sc. Hasan Can Turunç

Promovierende

  • Dipl.-Ing. Markus Barsch
  • Dipl.-Ing. Rico Morgenstern

Projekte

Forschungs- und Beratungsleistungen für Betriebe und Forschungseinrichtungen

  • Ermittlung von Permeabilität (Durchlässigkeit) und Porosität von Gesteinen für Gase und Flüssigkeiten (insbesondere geringstpermeabler Medien)
  • In-Situ Permeabilitätsmessungen
  • Diffusionsuntersuchungen an Deponieabdichtsystemen
  • Kapillardruck von Gesteinen
  • Simulation von Strömung- und Transport im Grund- und Tiefenwasser
  • Untersuchung biogeochemischer Wechselwirkungen bei der CO2-Speicherung
  • Strömungsvorgänge in Thight-Gas Reservoiren
  • Abbaumodellierung von Öl- und Gaslagerstätten
  • Grundwassergüteprognosen in Bergbaukippen
  • Modellierung von Gaskavernenspeichern im Salzgestein
  • FEM-Untersuchungen zur Druck- und Beulfestigkeit von Futterohren
  • Bewertung und Informationen zur Installation von Erdwärmesonden
  • Prognosen zur Abschätzung von Wärmeentzugsleistungen aus Erdwärmesonden

Versuchsanlagen und laborative Messtechniken

Bestimmung von Stoffeigenschaften

  • Probenbearbeitungstechnik (Kerne ausbohren, plan drehen, Backenbrecher, evakuieren)
  • Trockensiebung (32 µM bis 20 mm)
  • Partikelmesstechnik (HORIBALA-300)
  • Digital-Mikroskop (Keyence)
  • LiquiTOC
  • Cabonatbombe
  • pH-Messtechnik, Sauerstoffsensor, elektrische Leitfähigkeit in Lösung, Redox-Elektrode
  • Tensiometer (Krüss K11, Tropfenkonturanalyse)
  • Photometer (HACH Lange DR 6000)
  • Ubbelohde
  • Dichtebestimmungsgerät DMA 4500, Hydometer, Spindel)
  • Glovebox (Formiergas)
  • ZENRIFUGE
  • Thermogravimeter (Netzsch Jupiter STA 445 F3)

Permeabilitätsmesstechnik

  • Strömungsversuche – instationär
  • Strömungsversuche – stationär
  • Quecksilber Porosimeter Pascal 140/240

Speichertechnik

  • Anlage zur Hydratbildung

Fluidgeochemie

  • Photometer, Glovebox, Überkopfschüttler
  • Hochdruckautoklaven, Temperatur-Regelgeräte

Publikationen

Publikationen in referierten Zeitschriften (2018 – 2023)

  1. M. Amro, C. Freese (2023): Schiefergas-Ressourcen: Chancen und Risiken von Fracing, ACAMONTA-Zeitschrift für Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg, XX. Jahrgang 2023 (pp. xxx-xxx).
  2. Tamaskovics, N.-A. Kummer, M. Amro, H. Alkan; (2023). Experimental investigation on the stability of gas hydrates under near-wellbore conditions during CO2 injection for geologic carbon storage, Gas Science and Engineering, 118 (2023) 205101
  3. M. Amro und C. Freese; (2022). Schiefergas-Ressourcen: Chancen und Risiken von Fracing, Bergbau 8/2022, Zeitschrift für Rohstoffgewinnung, Energie, Umwelt, August 2022, 73. Jahrgang
  4. L. Ochmann und M. Amro; (2022). Einführung in die Versagensmechanismen von Sandfiltern, 138 Jg. Ausgabe 4 | 2022, EEK 47, 0179-3187/22/4 DOI 10.19225/220403; www.eek-energy.com
  5. Muktadir, G., Amro, M., Kummer, N., Freese, C., Abid, K.;(2021). Application of X-ray Diffraction (XRD) and Rock–Eval Analysis for the Evaluation of Middle Eastern Petroleum Source Rock; Journal „Energies“ 2021, 14, 6672. https://doi.org10.3390/en14206672
  6. T. Nassan, M. Amro, C. Freese, Michael Wechsung; (2021). Modelling of supercritical CO2 (scCO2) sequestration in saline aquifers for energy harvesting, EEK, 0179-3187/21/10 DOI 10.19225/211004. www.oilgaspublisher.de
  7. Helmut Geistlinger, Bilal Zulfiqar, Steffen Schlueter, and Mohd Amro; (2021). New Structural Percolation Transition in Fractional Wet 3D-Porous Media: A comparative µ-CT Study, Water Resources Research, DOI: 10.1029/2021WR030037, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2021WR030037
  8. Golmohammadi, S.; Ding, Y.; Kuechler, M.; Reuter, D.; Schlueter, St.; Amro, M.; Geistlinger, H.; (2021). Impact of wettability and gravity on fluid displacement and trapping in representative 2D micromodels of porous media (2D sand analogs), Journal: Water Resources Research, DOI: 10.1029/2021WR029908, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/journal/19447973
  9. T. Nassan and M. Amro; (2021). Carbon dioxide (CO2) as heat extraction fluid from geothermal systems – Oil Gas 47. Edition, Issue 2/2021, 0179-3187/21/6, DOI 10.19225/210610; www.oilgaspublisher.de 
  10. Onaa, E. A. Olaobaju, M. M. Amro ;(2021). Experimental and numerical assessment of Light Non-Aqueous Phase Liquid (LNAPL) subsurface migration behavior in the vicinity of groundwater table; Environmental Technology & Innovation 23 (2021) 101573; www.elsevier.com/locate/eti
  11. Ochmann, L.; Joseph, R.; Amro, M.; (2021). Development of a Sand Retention Test Set-Up Focusing on the Measurement of Produced Sand, OIL GAS European Magazine, 02/2021, pp. 25–32, https://doi.org/10.19225/210609
  12. T. Nassan, M. Amro, K.-D. Barbknecht and TH. Ihle; (2021). Carbon dioxide as cushion gas in hydrogen storage caverns – Feasibility study. EEK, 0179-3187/21/2 DOI 10.19225/210204; www.oilgaspublisher.de
  13. Ochmann, M. M. Amro, B. Gronde, G. Fischer und J. Grützner; (2020). Entwicklung thermisch gespritzter Beschichtungen zur Erhöhung der Erosionsresistenz von Wickeldrahtfiltern- EEK 0179-3187/20/10 DOI 10.19225/201003; www.oilgaspublisher.de
  14. Chukwuemeka Onaa, Moh’d M. Amro; (2020). Comparative investigation of vapor expulsion technique (VET: Via N2-treatment) and carbonate–clay based adsorbents as sustainable approaches for oil-leak remediation, Environmental Technology & Innovation 20 (2020) 101062; www.elsevier.com/locate/eti
  15. Onaa, T. Nassan, M. Amro; (2020). Experimental and Numerical Evaluation of Diffusivity Influence on Hydrocarbon Fluids Capillary Imbibition – Environmental Study, Erdöl Erdgas Kohle, 136 Jg. 2020 Heft 6, ISSN 0179-3187.
  16. M. Kirch, M. Amro, C. Freese; (2020). Evaluierung der Bohrungsintegrität von Wasserstoffspeicherkavernen, Erdöl Erdgas Kohle, 136 Jg. 2020 Heft 5, ISSN 0179-3187.
  17. Ehrlich, Hermann; Amro, Mohd; (2020). Naturally pre-designed biomaterials: spider molting cuticle as a functional crude oil sorbent, Journal of Environmental Management, Journal of Environmental Management, ScienceDirect. Elsevier., 
  18. Chugunov; A. Kazak; M. Amro; C. Freese: I. Akhatov (2019): Towards Creation of Tight Ceramic-Based Reference Permeability Standards; Materials 2019, 12, 3886; doi:10.3390/ma12233886, www.mdpi.com/journal/materials
  19. Zich, A.; Yakushev, V.; Amro, M. M.; Trubacheva, I. (2019): The Potential for Development of Underwater Natural Gas Storage in Europe. GeoResources Journal (3-2019), pp. 47-50. Online: https://www.georesources.net/download/GeoResources-Journal-3-2019.pdf  
  20. Hakan Alkan, et.al: “Investigation of Spontaneous Imbibition Induced by Wettability Alteration as a Recovery Mechanism in Microbial Enhanced Oil Recovery”, Journal of Petroleum Science and Engineering, Elsevier, Volume 182, November 2019, 106163
  21. Yong Liu, Moh’d M. Amro. "Mathematical Modeling for Estimation of Desorbed Production in Shale Reservoirs". Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 2019（24.02), 291-302.
  22. Martina Szabries, Philip Jaeger, Moh’d M. Amro; (2018). Foam Analysis at Elevated Pressures for Enhanced Oil Recovery Applications, Energy & Fuels 2019, 33, 5, 3743-3752 (Article) Publication Date (Web): December 21, 2018.
  23. Yong Liu, M. Amro; (2018). Modeling Shale Rock Behavior Using a Flat Joint Model. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 2018（23.02), 611-623.
  24. M. Amro, C. Freese; (2018). Möglichkeiten im Labor zur Ermittlung der Integrität von Untertagespeichern, Erdöl Erdgas Kohle, 134 Jg. 2018 Heft 1, ISSN 0179-3187

Konferenzen (2018 - 2022)

  1. M. Amro, O. Burachok, P. Kowollik, S. Golmohammadi, E. Hoffmann, C. Rensma, H. Alkan; (2023) Geologic carbon storage (GCS) as the only robust way of CO2 removal: Physical and numerical modelling for certification; The 11th International Freiberg Conference on Circular Carbon Technologies will take place from 24–29 September 2023 in Rotterdam, Netherlands. 
  2. M. Amro, H. Alkan, E. Alowainati; Sustainability Of CO2-EOR As Geological Carbon Storage Based On Two Giant Field Applications, MEOS-GEO Middle East Oil, Gas and Geosciences Show, 19 - 21 February 2023, Kingdom of Bahrain.
  3. J. F. Bauer, M. Amro, H. Alkan; Thermal hydrogen production from depleted reservoirs: A reservoir-engineering and economic consideration, MEOS-GEO Middle East Oil, Gas and Geosciences Show, 19 - 21 February 2023, Kingdom of Bahrain. 
  4. Bilal Zulfiqar, Helmut Geistlinger and Moh’d Amro, (2022), Diffusion Behavior of CO2into Oil and Water under Reservoir Conditions: A Micro-CT Study. AGU Fall Meeting, Chicago IL 12-16 December 2022 (Poster)
  5. Pierre Cerasi et.al, RETURN - Re-use of depleted oil and gas fields for CO2 sequestration, a new ACT project, 16th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, GHGT-16, 23rd -27th October 2022, Lyon, France
  6. L. Dennar; M. Amro; S. Reichmann; Polymer Selection for Enhanced Oil Recovery in a Niger-Delta Formation Via Laboratory Experiments, Paper presented at the SPE Nigeria Annual International Conference and Exhibition, Lagos, Nigeria, August 2022. Paper Number: SPE-211928-MS; https://doi.org/10.2118/211928-MS 
  7. Dennar, L., Amro, M., Reichmann, S., Alkan, H., „Experimental Analysis of Polymer-CO2-Rock Interactions in PAG Deployment Case Study in Niger Delta Sandstone, DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2022, 15. Juni, Celle
  8. Nassan, T., et.al “A Review of Reservoir Engineering Tools and Procedures to Design and Operate Geological Carbon Storage Sites” DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2022, 15. Juni, Celle
  9. Barsch, M., Amro, MTHM Modellierung des Verbundsystems Bohrung unter Berücksichtigung von verschiedenen Injektionsfahrweisen unterschiedlicher Gase (Kohlenstoffdioxid, Methan, Wasserstoff und Helium), DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2022, 15. Juni, Celle
  10. Amro, M., Alkan, H., “The Role of Petroleum Engineer in Reducing CO2 Emission”, DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2022, 15. Juni, Celle
  11. Bauer, J. F.; Amro, M.; Alkan, H., „Wasserstoffproduktion aus ausgeförderten Kohlenwasserstofflagerstätten: Eine lagerstättentechnische und wirtschaftliche Betrachtung“; DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung 2022, 15. Juni, Celle
  12. A. Pituganova, et.al, “Experimental and Numerical Analysis of Thermal EOR Recovery Schemes for Extra-Heavy Oil of the Oykino-Altuninsky Uplift of the Romashkinskoye Oilfield, Paper presented at the International Petroleum Technology Conference, February 21–23, 2022, Paper Number: IPTC-22425-MS; DOI: https://doi.org/10.2523/IPTC-22425-MS 
  13. M. Kirch, M. Amro, „Evaluierung der Bohrungsintegrität von Wasserstoffspeicher-kavernen“, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  14. Amro, M., Freese, C., Reichmann, S., Muktadir, G., Kühne, J. „Potenzielle Anwendung einer CO2-emissionsarmen tertiären Fördermethode in einer geklüfteten Karbonatlagerstätte – Fallbeispiel, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  15. Barsch, M., Amro, M., Nagel, T., „Gekoppelte thermische, hydraulische und mechanische Belastungen auf das Verbundsystem Bohrung unter Berücksichtigung von verschiedenen Lastgängen für Methan, Wasserstoff und Helium“ DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  16. Morgenstern, R., et.al. “Numerical Analysis of Condensate Blockage Removal around a Hydraulic Fracture by Wettability Altering Surfactant Treatment”, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  17. Dennar, L., Amro, M., Investigating the Viability of Enhanced Oil Recovery Mechanism on Niger Delta Sand-Stone Reservoirs (A Case Study), DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  18. Nassan, T., Amro, M., Pituganova, A., Minkhanov, I., Bolotov, A., Varfolomeev, M., “Thermal EOR Development Strategy for Extra-heavy Oil Production in Romashkinskoye Oilfield Based on Laboratory Study and Numerical Simulation” DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  19. Kühne, J., Amro, M., Bittner, C., Lichterfeld-Weber, „Herausforderung im Labor: HSHT-Karbonatlagerstätten – CEOR am Limit?!“ DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, 2021, Online 21.04.2021
  20. T. Nassan and M. Amro, “Cold Waterflooding vs. Steam Injection Applicability for Heavy Oil Reservoirs as a Secondary Stage Recovery Method”; European Association of Geoscientists & Engineers; Conference Proceedings, IOR 2021, Apr 2021, Volume 2021, p.1 - 19 https://doi.org/10.3997/2214-4609.202133071
  21. L. Ochmann, et.al; “Development of Plasma Sprayed Coatings to Improve the Erosion Resistance of Wire Wrapped Screens; Paper presented at the International Petroleum Technology Conference, Virtual, March 2021. Paper Number: IPTC-21158-MS https://doi.org/10.2523/IPTC-21158-MS 
  22. M. Amro, G. Muktadir, “Special Session: Energy Best Practices and Lessons Learned—Case Studies,” The Role of Petroleum Engineers in German Energiewende (Energy Transition), SPE-MEOS 18-21.03. 2019, Bahrain 
  23. F. Rasheed Mir, M. Amro, G. Schories, M. Finck, “Development of an Energy Efficient Process for the Treatment and Reuse of Produce Water in Oil and Gas Operations, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, Celle, 18.-19.04.2018
  24. M. Barsch, M. Amro, S. Schmitz, “Auswirkung von unterschiedlichen Speichermedien auf das System Bohrung durch gekoppelte THM (Thermisch-Hydraulisch-Mechanisch) Simulation“, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, Celle, 18.-19.04.2018
  25. M. Amro, C. Freese, “Panel Session 4: New Frontiers and Beyond, The Future For Sustained Production (EOR Strategic Thinking)”, 2018 SPE EOR Conference at Oil & Gas West Asia (OGWA) in Oman, 25-28.03.2018