Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB)

Projektanfang: 01.01.2014

Projektende: 31.12.2021

Projektstand: 31.12.2021

Die Staatlichen Geologischen Dienste (SGD) der norddeutschen Bundesländer haben gemeinsam mit und unter Federführung der BGR ein digitales, grenzüberschreitend abgestimmtes strukturgeologisches 3D-Modell des Norddeutschen Beckens erstellt. Dieses dient als Grundlage für weitergehende Bearbeitungen bis hin zur Analyse und Bewertung von Nutzungspotenzialen und möglichen Nutzungskonkurrenzen des geologischen Untergrundes. Die Erstellung des 3D-Modells erfolgte auf Basis einer wissenschaftlichen Bewertung und Interpretation verfügbarer strukturgeologischer Daten und Informationen aus Kartenwerken, Tiefbohrungen und reflexionsseismischen Untersuchungen. Insgesamt sind für das 3D-Modell 13 Basisflächen stratigraphisch definierter Einheiten sowie zwei Topflächen erarbeitet worden. Die modellierten Horizonte erstrecken sich von der Erdoberfläche bis zur Basis des oberpermischen Zechstein. Teils kann sich diese in einer Tiefe von über 10 km befinden. Zusätzlich wurden wichtige Störungen und die Salzstrukturen des Norddeutschen Beckens modelliert.

Das 3D-Strukturmodell deckt die vollständigen Landesflächen der Bundesländer Berlin, Brandenburg, Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Schleswig-Holstein und der deutschen Nordsee sowie große Teile der Landesfläche von Niedersachsen und Sachsen-Anhalt ab. Für den deutschen Ostsee-Sektor wurden im Rahmen dieses Projektes Vorarbeiten für die Erstellung eines 3D-Modells durchgeführt. Dazu gehört u. a. die Erhebung neuer Daten in der Ostsee mit hochauflösenden reflexionsseismischen Messverfahren durch die BGR.

Die SGD der norddeutschen Bundesländer haben in einer ersten Projektphase 3D-Teilmodelle für ihr jeweiliges Landesgebiet erstellt. Die BGR erstellte das 3D-Teilmodell für den deutschen Nordsee-Sektor. Die Teilmodelle wurden entlang ihrer Grenzen harmonisiert und abgestimmt. In einem zweiten Schritt wurden, basierend auf dem Strukturmodell, Vorarbeiten für die Erstellung parametrisierter Modelle durchgeführt. Diese bilden die Grundlage für ein Folgeprojekt „TUNB Velo 2.0“, in dem von der Fläche hin zu Volumen der Parameter Geschwindigkeit bearbeitet wird.

Ergänzend dazu wurden durch die BGR weitere Themen zur Bewertung der Nutzungspotenziale wissenschaftlich vertieft. Dazu gehören beispielsweise Untersuchungen zu den Speicher-, Barriere- und Kohlenwasserstoffpotenzialen in der deutschen Nordsee. Publikationen dazu sind weiter unten aufgeführt.

Screenshot aus dem Webviewer mit modellierten Horizonten für die Basis Zechstein (blaugrau) und die Basis Oberer Buntsandstein (rosa), sowie den modellierten Salzstrukturen Quelle: TUNB

Das strukturgeologische 3D-Modell ist mittels eines Web-Viewers im Internet verfügbar (gst.bgr.de). Der Viewer erlaubt es, das Modell ganz oder in Ausschnitten dreidimensional zu betrachten. Ebenfalls lassen sich beliebige Profilschnitte durch das Modell legen, oder an beliebigen Punkten virtuelle Bohrungen anlegen. Auch können zweidimensionale Verbreitungskarten für die modellierten Horizonte und Salzstrukturen erstellt werden. Das Modell und/oder einzelne Teile daraus lassen sich im GoCAD Dateiformat (*.ts) herunterladen.

Um Datenlücken zu schließen und das Untergrundmodell des Norddeutschen Beckens bis unter die deutsche Ostsee ausdehnen zu können, wurden in einer Ausfahrt u. a. seismische Messungen nördlich von Rügen durchgeführt. Siehe dazu den Projektbeitrag.

Projektbeiträge:

• Marine seismische Untersuchungen in der Ostsee mit FS Maria S. Merian

Literatur:

Projektberichte

• Jähne-Klingberg, F., Steuer, S., Thöle, H. & von Goerne, G. (2022): Geologisches 3D-Modell Tieferer Untergrund Norddeutsches Becken (TUNB). – Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): 50 S., 8. Anl.; Hannover.

  • Kuhlmann, G. & Knopf, S. mit Beiträgen der Staatlichen Geologischen Dienste LAGB, LBEG, LBGR, LLUR, LUNG & BGR (2015): TUNB AG1 - Stratigraphie – Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). 25 S.; Hannover & Berlin.
  • Liebsch-Dörschner, T., Dzieran, L., Hese, F., Lademann, K. & Offermann, P. (2020): TUNB Teilprojekt 1 - Schleswig-Holstein & Hamburg. – Abschlussbericht. Geologischer Dienst, LLUR Schleswig-Holstein, 73 S.; Flintbek.
  • Sattler, S., Helms, M. & Wangenheim, C. (2022): Geologisches 3D-Modell Tieferer Untergrund Norddeutsches Becken (TUNB), Abschlussbericht zum Teilprojekt 2 Niedersachsen und Bremen. Mit Beiträgen von Rienäcker-Burschil, J., Stehle, M., Wolf, M., Bombien, H. & Ziesch, J.– Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), 86 S.; Hannover.
  • Obst, K., Brandes, J., Matting, S., Wojatschke, J., & Deutschmann, A. (2021): TUNB Teilprojekt 3. Abschlussbericht zum 3D-Strukturmodell von Mecklenburg-Vorpommern. LUNG Mecklenburg-Vorpommern, 39 S.; Güstrow.
  • Jahnke, C., Schilling, M., Simon, A. & Höding, T. (2021): TUNB Teilprojekt 4. Abschlussbericht zum 3D-Strukturmodell von Brandenburg und Berlin. LBGR Brandenburg, 46 S.; Cottbus.
  • Hartmann, K.-J., Malz, A., Müller, C.-O., Nachtweide, C., Schneider, K., Völkner, E. & Wächter, J. (2020): TUNB Teilprojekt 5. Abschlussbericht zum 3D-Strukturmodell von Sachsen-Anhalt. (PDF, 3 MB) LAGB Sachsen-Anhalt, 61 S.; Halle.
  • Thöle, H., Bense, F., Stück, H. & Jähne-Klingberg, F. (2022): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB) – Abschlussbericht Teilprojekt 6: 3D-Strukturmodell Deutsche Nordsee. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 112 S.; Hannover.
  • Warnecke, M. (2021): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB). Dreidimensionales geologisches Modell der Mecklenburger Bucht – Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR); 65 S.; Berlin

• Bense, F., Deutschmann, A., Dzieran, L., Hese, F., Höding, T., Jahnke, C., Lademann, K., Liebsch-Dörschner, T., Müller, C.O., Obst, K., Offermann, P., Schilling, M. & Wächter, J. (2022): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB) - Phase 2: Parametrisierung. – Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): 193 S.; Hannover.

Veröffentlichungen

• Arfai, J., Lutz, R., Franke, D., Gaedicke, C. & Kley, J. (2015): Mass-transport deposits and reservoir quality of Upper Cretaceous Chalk within the German Central Graben, North Sea. – Int J Earth Sci (Geol Rundsch), 105, 797–818; DOI: 10.1007/s00531-015-1194-y
• Bense F. & Jähne-Klingberg F. (2017): Storage potentials in the deeper subsurface of the central German North Sea. – Energy Procedia, 114, 4595-4622; DOI: 10.1016/j.egypro.2017.03.1580
• Arfai, J., Franke, D., Lutz, R., Reinhardt, L., Kley, J. & Gaedicke, C. (2018): Rapid Quaternary subsidence in the northwestern German North Sea. – Scientific Reports, 8, 11524; DOI: 10.1038/s41598-018-29638-6
• Arfai, J. & Lutz, R. (2018): 3D basin and petroleum system modelling of the NW German North Sea (Entenschnabel). – Petroleum Geology Conference series, 8, 67-86; DOI: 10.1144/PGC8.35
• Müller, C., Jähne-Klingberg, F., von Goerne, G., Binot, F. & Röhling, H.-G. (2016): Vom Geotektonischen Atlas ("Kockel-Atlas") zu einem 3D-Gesamtmodell des Norddeutschen Beckens; Basisinformationen zum tieferen Untergrund von Norddeutschland. - Z. Dt. Ges. Geowiss., 167(2-3), 65-106; DOI: 10.1127/zdgg/2016/0072
• Müller, S., Reinhardt, L., Franke, D., Gaedicke, C., Winsemann, J. (2018): Shallow gas accumulations in the German North Sea. – Marine and Petroleum Geology, 91, 139-151; DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2017.12.016
• Müller, S., Arfai, J., Jähne-Klingberg, F., Bense, F., Weniger, P. (2020): Source rocks of the German Central Graben. – Marine and Petroleum Geology, 113, 104120; DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2019.104120
• Müller, S.M., Jähne-Klingberg, F., Thöle, H., Jakobsen, F.C., Bense, F., Winsemann, J. & Gaedicke, C. (2023): Jurassic to Lower Cretaceous tectonostratigraphy of the German Central Graben, southern North Sea. – Netherlands Journal of Geosciences, 102: e4. DOI:10.1017/njg.2023.4
• Müller, S. (2023): The German Central Graben (North Sea): Tectonostratigraphic evolution and hydrocarbon systems. – Hannover: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität, Diss., 2023, IX, 206 S; DOI: 10.15488/13228
• Thöle, H., Bornemann, A., Heimhofer, U., Luppold, F.W., Blumenberg, M., Dohrmann, R. & Erbacher, J. (2020): Using high-resolution XRF analyses as a sequence stratigraphic tool in a mudstone-dominated succession (Early Cretaceous, Lower Saxony Basin, Northern Germany). – Depositional Rec, 6 (1), 236-258; DOI: 10.1002/dep2.83
• Wolf, M., Vis, A. & Asschert, A. (2018): Erosional valleys at a major Late Jurassic–Early Cretaceous unconformity offshore Germany and The Netherlands: potential reservoirs or deteriorated seals? – Geological Society, London, Special Publications (2018), 469 (1): 505; DOI: 10.1144/SP469.4

Partner:

• Landesamt für Umwelt des Landes Schleswig-Holstein (LfU)
• Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), Niedersachsen
• Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie (LUNG), Mecklenburg-Vorpommern
• Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR), Brandenburg
• Landesamt für Geologie und Bergwesen (LAGB), Sachsen-Anhalt
• Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz, Abt. II - Integrativer Umweltschutz, Fachbereich II E 3 Geologie, Berlin
• Geologisches Landesamt Hamburg (GLA HH)
• Geologischer Dienst für Bremen (GDfB)