Dem Erdgas auf der Spur

Bei der Suche und Erkundung von Erdgaslagerstätten und ihrer Entwicklung zu produzierenden Erdgasfeldern werden vor allem zwei Methoden angewandt:

• Reflexionsseismische Messungen und
• Bohrungen

Mit Schallwellen dem Gasfeld auf der Spur

Bei einer seismischen Messung werden Schallwellen in das untertägige Gebirge geschickt, welche an den Grenzflächen zwischen den Gesteinschichten reflektiert werden. Die Signale der Reflexionen werden obertägig von sogenannten Geophonen registriert und in einer Messstation so verarbeitet, dass ein direktes Abbild des Untergrundes entsteht. Die Schallwellen werden entweder von Rüttelplatten erzeugt, die unter LKWs (Vibratoren) montiert sind, oder durch kleine Sprengungen in flachen Bohrlöchern ausgelöst.

Diese kontrollierte Methode unterliegt dem gleichen Prinzip wie die gewöhnliche Registrierung von Erdbeben. Im besten Falle lässt sich durch das seismische Abbild nicht nur die Geometrie der Lagerstätte, sondern auch teilweise deren Eigenschaften und Inhalt erkennen. Heutzutage wird bei der seismischen Erkundung fast immer ein dreidimensionales Datenvolumen erzeugt, welches sich durch die spätere Interpretation in einem dreidimensionalem Modell des Untergrundes darstellen lässt. Der geologische Aufbau der Lagerstätte kann dann im Computer-Modell von allen Seiten betrachtet werden, wobei die Lagerstätte sogar beliebig „aufgeschnitten“ und begutachtet werden kann. Die Modelle sind ein ausgezeichnetes Hilfsmittel die folgenden Bohrungen zu platzieren.

Bohrtürme leisten die weitere Pionierarbeit an Land und auf hoher See

Nach der seismischen Darstellung und geologischen Prüfung einer möglichen Erdgaslagerstätte, kommen Bohrtürme zum Einsatz. Die Erkundungsbohrung erbringt den direkten Nachweis der unerlässlichen Gesteinabfolge und der Gasfüllung der Lagerstättengesteine. Nach der Gasfündigkeit, die vor allem durch elektrische Messungen, das sogenannte Logging, ermittelt wird, wird die Bohrung und damit die Fließfähigkeit der Lagerstätte getestet. Bei einem solchen Test fließt Erdgas nach Druckentlastung der Bohrung durch einen Förderstrang und obertägige Sicherheitsinstallationen mit verschieden großen Auslässen über kurze Zeit zutage. Mit Hilfe von Druck- und Mengenmessungen lässt sich dann die Förderkapazität der Bohrung errechnen. Erst dann ist nach positiven Ergebnissen die produktive Gasfündigkeit bewiesen. Abhängig von der Größe der Lagerstätte müssen mehrere Bohrungen gebohrt und gefördert werden, bevor die vollständige technische Eignung der Lagerstätte unter Beweis gestellt ist. Berechnungen zum Kostenaufwand für die nötigen Bohrungen und die obertägige Ableitung des Erdgases durch Förderplattformen, Reinigungsanlagen und Pipelines - im Verhältnis zu den aktuellen und prognostizierten Erlösen innerhalb eines globalen Gasmarktes mit sich ändernden Gaspreisen - geben Hinweise zur Wirtschaftlichkeit solcher Großprojekte.

Die Such- und Förderbohrungen erreichen Erdgaslagerstätten in der Regel zwischen 2000 und 4000 Metern - selten bis 5000 Metern Tiefe. Dank der Fortschritte in der Tiefbohrtechnik ist man heutzutage sogar in der Lage, eine gasführende Gesteinsschicht über viele Hunderte von Metern horizontal aufzuschließen. Dabei wird die Zuflusszone von der Lagerstätte in die Bohrung natürlich extrem verlängert. Die Horizontalbohrung kann dann im Vergleich zu einer vertikalen Bohrung ein Vielfaches an Erdgas fördern.

Ferner benötigt man für mehrere Bohrlöcher nur einen obertägigen Bohrplatz, wobei die Versiegelung natürlicher Flächen stark vermindert wird. Dies ist vor allem bei der Entwicklung von Lagerstätten unter dem Meer sehr wichtig, um die Anzahl der Bohr- und Förderplattformen zu minimieren.

Die Erdgasbohrungen werden durch sich nach unten verjüngende Rohre gesichert. Die Bohrungen werden daher in Sektionen gebohrt, wobei jede Sektion direkt nach dem Bohren verrohrt wird. Die Rohre sind etwas schmaler als das gebohrte Loch, so dass Rohr und Gebirge stabil und undurchlässig mit Zement verbunden werden können. Der letzte Rohrabschnitt, der die Erdgas-Lagerstätte sichert, muss perforiert werden, damit das Erdgas kontrolliert in die Bohrung strömen kann. Zu diesem Zwecke werden Löcher in den untersten Rohrabschnitt geschossen.