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Erdgasbohrung

Symbolbild Bohrturm

Jeder Förderung geht zunächst die Erstellung einer Bohrung voraus. Der hierfür benötigte Bohrturm ist zum Symbolbild für die gesamte Erdgas- und Erdölindustrie geworden. Tatsächlich steht der Bohrturm aber nur einige Wochen auf dem Bohrplatz – für die jahrzehntelange Förderung werden wesentlich kleinere Anlagen benötigt.

Bohrturm
Foto — Erdgasbohrung im Landkreis Rotenburg Wümme, Niedersachsen

Rotary-Verfahren

Für unkonventionelle Lagerstätten wird die gleiche Bohrtechnologie wie bei Bohrprojekten in konventionellen Erdöl- bzw. Erdgaslagerstätten angewandt, nämlich vorwiegend das Rotary-Verfahren. Hierbei wird auf den bis zu 60 Meter hohen Tiefbohranlagen ein Bohrmeißel über ein Bohrgestänge aus nahtlosen, etwa neun Meter langen Rohren gedreht. Die Rotation des Meißels zertrümmert das Gestein und vertieft somit das Bohrloch stetig. Für Schiefergasbohrungen in Deutschland ist ein Konzept einer deutlich kleineren Bohranlage entwickelt worden.

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Das durch den Meißel zerkleinerte Gestein, das so genannte Bohrklein, gibt wichtige Hinweise auf die Art des durchbohrten Gesteins. Zusammen mit weiteren Messungen lassen sich die jeweiligen Formationen so sicher bestimmen.

Prinzipiell besteht kein wesentlicher Unterschied in der Vorgehensweise, ob bis 500 oder 5.000 Meter gebohrt wird. Mit zunehmender Tiefe (bergmännisch auch Teufe genannt) erhöhen sich jedoch die Ansprüche an die Leistungsfähigkeit und die Größe der Bohranlage. Drücke bis zu 1.000 bar, Temperaturen um die 150°C und die Festigkeit des Gesteins stellen besondere Anforderungen an Material und Technik.

Mit zunehmender Tiefe erhöht sich auch das Gewicht des Bohrstranges. Es kann bis zu 200 Tonnen betragen. Diese Lasten müssen von dem in die Bohranlage integrierten Hebesystem gehalten und bewegt werden. Die Höhe des Bohrturms ist so bemessen, dass die verschraubten Einzelrohre als so genannte Gestängezüge von rund 27 Metern Länge (drei Stangen à neun Meter) problemlos abgestellt werden können.

Erdgasbohrung Gestänge
Foto — Bohrturm mit Gestängezügen

Die letzten Stangen des Bohrstranges vor dem Meißel sind die Schwerstangen. Sie sind dickwandig ausgelegt und haben daher ein hohes Eigengewicht (bis zu 900 Kilogramm). Sie haben die Aufgabe, das gesamte Gestänge unter Zugbelastung zu halten und somit zu strecken, damit ein möglichst gerades Bohrloch entsteht. Gleichzeitig belasten sie den Meißel und drücken ihn ins Gestein.

Horizontale Bohrung

Durch Fortschritte in der Bohrtechnik werden Gas führende Gesteinsschichten heute über viele Hunderte von Metern auch horizontal erschlossen. Eine zunächst vertikal, also in die Tiefe verlaufende Bohrung wird im Zielbereich bis in die Horizontale abgelenkt oder sogar leicht aufwärts in die Lagerstätte hineingeführt.

Darstellung einer Horizontalbohrung
Foto — Horizontale Ablenkung einer Bohrung

Damit werden im Gegensatz zur Vertikalbohrung wesentlich größere Bereiche der Lagerstätte mit einer einzigen Bohrung erschlossen. In der Verantwortung von ExxonMobil wurde auf der russischen Insel Sakhalin im Jahr 2012 der Reichweiten-Weltrekord mit einer Bohrstrecke von 12.376 Metern aufgestellt. Darüber hinaus ist es mittlerweile auch möglich, mehrere Bohrungen von einem Bohrplatz (sog. Cluster-Platz) ausgehen zu lassen. Somit wird der oberirdische Flächenbedarf gering gehalten.

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