Die Planung von Fracs

Von der Entdeckung einer Lagerstätte bis zur Förderung des ersten Gases können einige Jahre vergehen. Währenddessen erforscht und simuliert ein interdisziplinäres Team alle unterirdischen Gegebenheiten und plant das Projekt bis ins kleinste Detail. In die umfangreichen geowissenschaftlichen und technischen Untersuchungen fließen Informationen aus der Seismik und aus Explorationsbohrungen ein.

Erkundung des Untergrundes

Mit seismischen Untersuchungen kann ein dreidimensionales Abbild des Untergrundes erstellt werden. Die so gewonnenen geologischen Daten erlauben Rückschlüsse auf mögliche Erdgasvorkommen, deren tatsächliche Existenz erst anhand einer Explorationsbohrung nachgewiesen werden kann.

  • PLANUNGSGRUNDLAGE sind geologische Daten

Die Explorationsbohrung liefert wichtige Informationen über die Gesteinsstrukturen, in denen sich Erdgas befindet, über die Verbindung der Gesteinsporen untereinander und über die Durchlässigkeit des Gesteins. Um die gewonnenen Daten zu verfeinern, werden zahlreiche Messungen im Bohrloch durchgeführt.

Das Datenmodell zeigt, wie sich die gasführenden Gesteinsschichten ausbreiten, welche Erdgasmengen erwartet werden und wie viel davon technisch und wirtschaftlich förderbar ist. Auf der Grundlage eines Förderprofils werden Bohrplatz, technische Ausstattung, Länge und Richtung der Bohrstrecke sowie auch das Design der Fracs geplant. 

Frac-Design und die Rolle der Chemie

Hat sich die Gesteinsstruktur der Lagerstätte als sehr dicht erwiesen, kann das Erdgas nur mithilfe des Frac-Verfahrens wirtschaftlich gefördert werden. Die wissenschaftlichen Daten aus den Labor-Analysen und Simulationen werden für die Planung des Frac-Designs herangezogen. Daraus geht hervor, welcher Teil der Bohrung als Produktionsstrecke genutzt wird und wie viele Fracs in welcher Größenordnung zur optimalen Freisetzung des Erdgases benötigt werden. Darauf bauen die Berechnungen für die Perforationen in der Bohrung und für die Höhe des hydraulischen Drucks auf, mit der die Rissausbreitung (Länge und Höhe) in der jeweiligen Lagerstätte kontrolliert werden kann.

  • ZUSAMMENSETZUNG DER FRAC-FLUIDE abhängig von Druck, Temperatur und Gesteinsmerkmalen

Im nächsten Planungsschritt wird das Frac-Fluid zusammengestellt. Die Inhaltsstoffe variieren bei jedem Frac abhängig von den spezifischen Druck- und Temperaturverhältnissen sowie von den Gesteinsmerkmalen in der Lagerstätte. Üblicherweise besteht das Gemisch zu 95 bis 99 Prozent aus Wasser und Stützmitteln (Sand oder Keramikkügelchen). Die verbleibenden ein bis fünf Prozent setzen sich aus Begleitstoffen zusammen, die der Sicherheit und Effektivität des Prozesses dienen, beispielsweise dem optimalen Transport des Stützmittels, der Reibungsverminderung, dem Schutz vor Korrosion oder der Verhinderung von Bakterienwachstum. Die Konzentration der Zusätze im Frac-Fluid ist so gering, dass die Flüssigkeit als Ganzes nicht giftig, nicht umweltgefährlich und nicht kennzeichnungspflichtig gemäß Chemikalienrecht ist und der geringsten Wassergefährdungsklasse 1 entspricht. Die deutschen Erdgasproduzenten forschen kontinuierlich an Frac- Flüssigkeiten, um in Zukunft völlig ohne giftige und umweltgefährliche Komponenten auszukommen und haben dabei schon bedeutende Fortschritte erzielt.

  • Unter www.frac-info.de stehen Informationen über durchgeführte Fracs in Deutschland einschließlich der Einzelkomponenten von eingesetzten Frac-Fluiden zur Verfügung. 

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