Ölrausch in Vorpommern! Fracking was ist das denn?

Veröffentlicht: 11. November 2013 in Aktuelles
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Die Medien quellen über und es wird reichlich gemunkelt. Gold(öl)rausch in Vorpommern, die Claims werden abgesteckt, doch da ist auch noch dieses gefährlich klingende Wort „Fracking“.

Eine Informationsveranstaltung dazu findet in Stralsund statt.
Einladung 15.11.2013 Fracking

Wikipedia erklärt es so:
Hydraulic Fracturing ist eine Methode vor allem der Erdöl- und Erdgasförderung, bei der in technische Tiefbohrungen eine Flüssigkeit („Fracfluid“) eingepresst wird, um im Reservoirgestein Risse zu erzeugen, aufzuweiten und zu stabilisieren.
Dadurch wird die Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit der Gesteinsschicht erhöht, damit Fluide wie Erdgas, Erdöl oder Wasser leichter zur Bohrung hin fließen können. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit der Erdöl- und Erdgasförderung. Die übliche Stimulation von Geothermie- und Grundwasser-Bohrungen ähnelt dem Fracking, kommt aber zum Teil ohne den Einsatz von chemischen Zusätzen und Stützmitteln aus.[8] Nach der Stimulation der Geothermiebohrungen wird das warme Gestein besser vom Wasser durchströmt und nimmt mehr Wärme auf.[9]
In den USA wird seit etwa Anfang der 2000er Jahre verstärkt Erdgas mittels Fracking gefördert. Initiativen zur Ausweitung der Fördertätigkeit auch in europäischen Ländern führten zu einer noch andauernden gesellschaftlichen Debatte, die vor allem um mögliche Umweltschäden kreist.[1][10]
Anwendungsgebiete
In herkömmlichen (konventionellen, sekundären) Öl- und Gasfeldern wird Hydraulic Fracturing eingesetzt, um flüssige und gasförmige fossile Rohstoffe zugänglich zu machen, deren Förderstrom durch eine geringe Permeabilität des Reservoirgesteins sonst nicht ausreichend ist. Bedeutender ist die Anwendung zur Förderung aus dem Muttergestein (primären, unkonventionellen Lagerstätten). Diese können entweder Kohleflöze (CBM, Coal Bed Methane) oder Tonstein sein. Die Tonsteine werden oft fälschlich als Schiefer bezeichnet (falsche Übersetzung des englischen shale) und das gewonnene Gas dementsprechend als Schiefergas.
„Fracken“ basiert auf mehreren Horizontalbohrungen innerhalb der Lagerstätten. Jedes Bohrloch wird einzeln gefrackt und dabei seismisch überwacht, um die Rissausbreitung über das Druckniveau steuern zu können. Die Technik selbst stammt aus den 1940er Jahren, 1949 wurde sie erstmals kommerziell angewendet.[11] In anderen Bergbaubereichen wird schon länger gefrackt.[12] Seit der deutlichen Preissteigerung bei Öl- und Gas wird zunehmend, vor allem in den USA (allein 2008 mehr als fünfzigtausendmal), gefrackt. Etwa 90 % aller Gasbohrungen der USA werden gefrackt, wodurch ein temporäres Gasüberangebot entstand, das zum Einbruch der dortigen Gaspreise führte.[13]

Auch außerhalb der Erdöl- und Erdgasförderung wird gefrackt, um Reservoire zu stimulieren, so zur Stimulation des Wasserflusses in der Tiefen-Geothermie, von Grundwasserbrunnen[14] zur Trinkwasserversorgung und im Bergbau auf feste mineralische Ressourcen. In einigen Fällen werden Bohrungen zur langfristigen Vorentgasung von Steinkohleflözen gefrackt.
Technik

Beim Hydraulic Fracturing wird eine Stützmittelflüssigkeit in eine meist mehrere hundert Meter tiefe Bohrung gepresst. Der hierbei im zu frackenden Bereich erreichte Druck muss die geringste im Gestein anliegende Spannung überschreiten. Wenn dies der Fall ist, drückt die Flüssigkeit das Gestein auseinander. Im Normalfall liegen die niedrigeren Spannungsrichtungen in der Horizontalen, da der senkrechte lithostatische Druck (aus der Schwerkraft der auflagernden Gesteinsschichten) ohne weitere Einflüsse die Hauptspannung darstellt. So orientieren sich durch Fracking entstehende Sprünge vorwiegend in etwa senkrecht stehenden Flächen – und folgende in wiederum zu diesen senkrecht stehenden Flächen. Im Fall von tektonischer Fernwirkung kann die Hauptspannungsrichtung jedoch deutlich von der Senkrechten abweichen.

Nach dem Aufbrechen der Formation wird die eingepresste Flüssigkeit, die unter dem Druck der Gesteinsschicht steht, so weit wie möglich zurückgepumpt. Das zugesetzte Stützmittel verbleibt in den Rissen und hat die Aufgabe, diese gegen den anstehenden Gesteinsdruck offenzuhalten. Auch Additive des Fracfluids verbleiben teilweise durch Adhäsionswirkung an den Flüssig-Fest-Phasengrenzen eher im Gestein.

Um das gelöste Gas optimal zu fördern, werden von einem Bohransatzpunkt mehrere, in der Tiefe horizontal in der Zielformation abgelenkte Bohrungen niedergebracht. Die abgelenkten Bohrungen werden mit Hilfe des sogenannten Richtbohrverfahrens präzise in der Lagerstätte platziert. Der Bohrvorgang wird mit Hilfe einer direkt hinter dem Bohrkopf plazierten MWD-Messeinheit (measurement while drilling) während des Bohrens kontrolliert. Die Richtung der Bohrlochabweichung und die Bohrlochneigung wird dabei über einen Pulser an die Oberfläche übertragen.

Die abgelenkten Bohrungen werden dann einzeln, den geologischen und geomechanischen Untergrundbedingungen angepasst, gefract. Ziel dieses „Multi-Well-Pad“- Verfahrens ist die möglichst dreidimensionale Exploration des Gases im Zielhorizont („spacing unit“) bei gleichzeitiger Reduzierung der Bohrdichte. Erst dieses Verfahren ermöglicht den industriellen Einsatz der Frac-Technik. Im Gegensatz dazu wurden in den Vereinigten Staaten einige Schiefergasfelder, zum Beispiel das „Jonah gas field“ in Upper Green Valley / Wyoming, mit einzelnen vertikalen, nicht abgelenkten Bohrungen erschlossen. Dazu waren sechs bis acht Bohrungen pro Quadratmeile (entspricht zwei bis drei Bohrungen pro Quadratkilometer) nötig.[15]
Fracfluide

Fracfluide sind Flüssigkeiten, die in das Bohrloch eingebracht werden und mit hohem Druck in der gasführenden Zielformation künstliche Risse erzeugen. Mit Hilfe bestimmter, konditionierter Fracfluide werden verschiedene Stützmittel in die durch das Fracking geschaffenen Wegsamkeiten eingebracht, um diese möglichst lange zu stabilisieren und die Gasdurchgängigkeit zu garantieren. Es wird zwischen schaum- und gelbasierten sowie sogenannten Slickwater-Fluiden unterschieden. Der Hauptbestandteil der hochviskosen, gelbasierten Fracfluide ist meist ein mit Additiven vergeltes Wasser, dem zusätzlich vor allem vergüteter Sand und Keramikkügelchen (Proppants) zugegeben werden. Gelbasierte Fracfluide kommen vor allem in klastischen Gesteinen wie Sandsteinen zum Einsatz.

Demgegenüber werden in Tonsteinen und Schiefern vor allem sogenannte extrem niedrigviskose Slickwater-Fluide eingesetzt, die durch Zugabe von Reibungsminderern extrem fließfähig gemacht werden. Slickwater-Fluide bestehen zu 98–99 % aus Wasser sowie 1-1,9 % Stützmitteln und weniger als 1% Additiven.[16]

Die Zusammensetzung der Additive wird normalerweise von den Bohr- und Servicefirmen geheim gehalten. In Deutschland werden im Rahmen des Genehmigungsverfahrens der Bohrungen die einzelnen Additive nach den Vorgaben des Wasserrechtes zugelassen.

Beispiele für mögliche Additive und den Zweck ihres Einsatzes sind:[17][2][16]

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