Ziel von GeoDT ist es, Konzepte für Digitale Zwillinge (Digital Twins, DT) tiefer geothermischer Systeme zu entwickeln und umzusetzen. Ein Digitaler Zwilling erfüllt dabei mehrere komplementäre Funktionen.

Datenintegration: Der Digitale Zwilling führt die Datenbestände eines Standorts in einer konsistenten Struktur zusammen. Zunächst werden die Daten der Standorterkundung integriert, darunter geologische, geophysikalische und hydrogeologische Daten sowie Daten zur Grundwasserbeschaffenheit. Mit fortschreitender Erkundung werden weitere Datenbestände kontinuierlich eingebunden. Auf diese Weise repräsentiert der Digitale Zwilling jederzeit den aktuellen Daten- und Kenntnisstand.

Modellierung und Simulation: Darüber hinaus werden unterschiedliche Simulationssysteme in den Digitalen Zwilling integriert, insbesondere die geologische Modellierung und die Prozesssimulation. Die geologische Modellierung stellt die strukturgeologischen und geometrischen Grundlagen für Datenhaltung und Prozesssimulation bereit. Die Prozesssimulation wiederum findet Anwendung bei der Interpretation geophysikalischer Messdaten. Perspektivisch dient sie der Auslegung von In-situ-Experimenten sowie eines tiefengeothermischen Systems.

Visualisierung: Eingebettet ist das Konzept in Methoden der virtuellen und erweiterten Realität (xR). Diese ermöglichen einen visuellen und intuitiven Zugang zu den komplexen Geo- und Prozessdaten und erlauben deren Darstellung in einem einheitlichen geologischen Kontext.

Alleinstellungsmerkmal: Kennzeichnend für GeoDT ist die Verknüpfung geowissenschaftlicher und geotechnischer Aspekte innerhalb des Digitalen Zwillings. Neben dem digitalen Abbild des geologischen Systems, einschließlich hydrogeologischer, geothermischer und geomechanischer Prozesse, werden mit Industriepartnern im Zuge der Erkundungsbohrungen Methoden der digitalen Bohrtechnik integriert.

Prototyp: Die Methodik wird exemplarisch für die Tromm-Region im Odenwald entwickelt und anhand eines Prototyps demonstriert. In dieser Region soll GeoLaB, das Untertageforschungslabor für Tiefengeothermie, errichtet werden.

Schwerpunkt am KIT: Der Beitrag des KIT liegt in der Simulation der Bohrtechnik. Im Mittelpunkt stehen die mechanisch-kinematischen Vorgänge beim Vertikalbohren sowie die hydraulischen Systeme: Bohrstrang, Spülungssystem (Mud-System) und Blowout-Preventer. Ziel ist ein ganzheitlicher Konfigurator und Simulator, der die Planung und Validierung von Tiefbohrvorhaben maßgeblich unterstützt.

Hydraulische Simulation zweier Kreisläufe: Im Spülungskreislauf zirkuliert die Bohrflüssigkeit, im Hydraulikkreislauf betätigt der Druckspeicher (Accumulator) den Blowout-Preventer (BOP). Source: V. Häfner