Hydraulisches Fracturing oder Fracking ist eine bewährte und streng regulierte Technik, die von Erdöl- und Erdgasunternehmen seit über 60 Jahren eingesetzt wird.

Fracking folgt dem Grundprinzip, Gestein aufzubrechen und aufzustoßen, damit Öl und Gas an die Oberfläche fließen können. Obwohl das Prinzip einfach ist, haben kontinuierliche Innovationen zur Entwicklung hochentwickelter Technologien geführt, die den Zugang zu riesigen neuen Öl- und Gasvorkommen ermöglicht und das Produktionswachstum angekurbelt haben – insbesondere in den letzten 15 Jahren.

Was ist Hydraulic Fracturing oder Fracking?

Entgegen der landläufigen Meinung ist Fracking kein Bohrverfahren. Fracking findet statt, nachdem das Bohrloch gebohrt, verrohrt und zementiert wurde. Fracking ist ein Verfahren, bei dem eine Flüssigkeit verwendet wird, um den Fluss von Erdöl und Erdgas an die Oberfläche des Bohrlochs zu fördern.

Fracking ist ein sorgfältig geplantes Verfahren, bei dem vor Beginn der Behandlung viele Bedingungen berücksichtigt werden, darunter die folgenden:

• Gesteinsart in der Formation
• Tiefe des Bohrlochs
• Temperatur im Bohrloch

Diese Bedingungen und zusätzliche Eigenschaften werden mit einem Computer modelliert, um die erwarteten Dimensionen der Brüche zu veranschaulichen, die durch die vorgeschlagene Behandlung entstehen werden. Mit diesen Details wird ein Plan entwickelt, um die Leistung zu optimieren und potenzielle Risiken während der Fracking-Operationen zu minimieren.

In der Praxis dauert das Fracking-Verfahren 3 bis 4 Tage pro Bohrloch und umfasst die folgenden grundlegenden Schritte:

1. Wasser, Stützmittel (Frac-Sand) und Chemikalien werden zum Bohrplatz transportiert und dort gelagert. Die Frac-Ausrüstung trifft ein und wird aufgebaut.
   Anmerkung: Die Grafik wurde von Streamflow
   

   Foto: Trican

2. Die Frac-Flüssigkeit, die auch als Hydraulic Fracturing Fluid oder Slick Water bezeichnet wird, wird vor Ort gemischt, und die Frac-Pumpen pumpen die Flüssigkeit mit einem Druck in das Bohrloch, der hoch genug ist, um kleine (millimetergroße) Risse in der anvisierten Felsformation tief unter der Oberfläche zu erzeugen.

   Wenn das Intervall oder die Phase ausreichend aufgebrochen ist, werden die Pumpen abgeschaltet, der Druck wird reduziert und die Risse beginnen sich zu schließen. Der Frac-Sand “stützt” die Risse, so dass die Kohlenwasserstoffmoleküle in die Risse und dann in das Bohrloch fließen können.

   Fracking beginnt in der Regel an der Spitze oder am Ende des horizontalen Strangs und arbeitet sich zurück zum vertikalen Teil des Bohrlochs. Das Verfahren wird als mehrstufiges Hydraulic Fracturing bezeichnet. In der Regel sind durchschnittlich 10 bis 15 Stufen erforderlich, um eine ausreichende Abdeckung des Reservoirs zu gewährleisten und die Gewinnung des darin enthaltenen Öls oder Gases zu maximieren. Die Anzahl der Stufen hängt von der Seitenlänge des Bohrlochs ab.

3. Die Fertigstellung der geplanten Stufen dauert in der Regel etwa 3 bis 4 Tage. Anschließend wird die Fracking-Ausrüstung aus dem Bohrloch entfernt und eine Durchflussprüfungs- und/oder Förderausrüstung installiert. Nun kann Öl oder Erdgas aus dem Bohrloch fließen.
4. Zunächst wird das Öl oder Gas zusammen mit dem größten Teil der Frac-Flüssigkeit, der so genannten Flowback-Flüssigkeit, aus dem Bohrloch fließen gelassen. Die Rückflussflüssigkeit wird vom Erdgas oder Erdöl getrennt und am Bohrplatz gelagert. Das Bohrloch kann über Jahre hinweg fließen (oder produzieren), aber der Rückfluss der Flüssigkeit erfolgt nur über Tage oder Monate.

   Die sorgfältig zurückgewonnene Flowback-Flüssigkeit wird entweder für ein anderes Bohrloch wiederverwendet oder in staatlich zugelassenen Anlagen entsorgt. Die Betreiber müssen die Mengen der Flowback-Flüssigkeit verfolgen und sie den Aufsichtsbehörden melden.

Frac-Flüssigkeit

Die Wahl der Frac-Flüssigkeit hängt von den Eigenschaften der Lagerstätte, den Kosten und der Verfügbarkeit ab.

Das während des Fracking-Prozesses verwendete Frac-Fluid besteht aus:

• einem Basisfluid: meist Wasser, kann aber auch flüssiges Kohlendioxid (CO2) oder Stickstoff (N2)
• Proppant oder Frac-Sand: meist reiner Quarzsand, kann aber auch harzbeschichteter Sand oder Keramikkugeln sein
• Zusätze: übliche Zusätze, die die Leistung der Flüssigkeit während des Fracking-Prozesses verändern und das Reservoir und die Ausrüstung schützen

Frac Fluid = Base Fluid + Proppant + Additives

Frac Fluid Disclosure

Die kanadische Öl- und Gasindustrie ist sich bewusst, dass die Öffentlichkeit Fragen zu den beim Fracking verwendeten Additiven hat, und setzt sich daher für die Offenlegung der von ihr verwendeten Frac-Flüssigkeiten ein. Die überwiegende Mehrheit der in Frac-Flüssigkeiten verwendeten Zusatzstoffe wird auch in gängigen Industrie- und Haushaltsprodukten wie Shampoo, Lippenstift, Antitranspirantien und Eiscreme verwendet.

Dienstleistungsunternehmen, die Fracking vor Ort durchführen, verpflichten sich, ihren Kunden, den Explorations- und Produktionsunternehmen (E&P), eine Liste der in ihren Frac-Flüssigkeiten verwendeten Zusatzstoffe zur Verfügung zu stellen.

Im Gegenzug verpflichten sich die E&P-Unternehmen zur Offenlegung der Zusatzstoffe, die beim Fracking der ihnen gehörenden Bohrlöcher verwendet werden. FracFocus beherbergt ein öffentliches Register, in das die Unternehmen Daten über ihre Hydraulic-Fracturing-Operationen in Kanada hochladen.

Für sicheres und verantwortungsvolles Fracking sorgen

Die kontinuierliche Echtzeit-Überwachung von Fracking-Operationen ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Sicherheit von Arbeitern und Umwelt. Beim Fracking ist gut geschultes Personal erforderlich, das die Flüssigkeit mischt und Pumpendrücke, -raten und -mengen überwacht, um sicherzustellen, dass die Fracking-Aktivitäten dem geplanten, standortspezifischen Plan folgen. Die Pumpanlage kann jederzeit gestoppt werden, wenn der Vorgang vom Plan abweicht oder wenn eine Unterbrechung aus anderen Gründen erforderlich ist.

Mikroseismische Überwachung ist die Echtzeitüberwachung der induzierten Seismizität, die beim Fracking auftritt. Die mikroseismische Überwachung erstellt ein Bild jeder Frac-Phase, so dass der Betreiber sicher sein kann, dass das Fracking-Verfahren in der anvisierten Gesteinsformation wie vorgesehen abläuft.

Die Überwachung liefert Informationen über die sich ändernde Spannung einer Lagerstätte. Anhand dieser Daten können die Betreiber nachweisen, wie weit die Risse reichen. Die Risse wachsen in horizontaler Richtung stärker als in vertikaler Richtung. So können sich beispielsweise Fracs im Horn River Basin im Nordosten von British Columbia seitlich Hunderte von Metern und vertikal Dutzende von Metern erstrecken.

Fracking ist, wie alle Öl- und Gasaktivitäten in Kanada, streng geregelt. Für jede Phase der Öl- und Gaserschließung muss eine behördliche Genehmigung beantragt werden, bevor mit den Arbeiten begonnen werden kann.

Zusätzlich zu den Vorschriften haben die kanadische Industrie und Regierungsmitarbeiter zusammen gearbeitet, um Industry Recommended Practices (IRPs) für Fracking zu entwickeln. Die IRPs werden in Zusammenarbeit entwickelt und enthalten bewährte Praktiken für Präventivmaßnahmen zur Risikominderung bei Fracking-Operationen.

Schließlich wird nicht alle Arbeit der Industrie vor Ort erledigt. Viele Hydraulic-Fracturing-Unternehmen verfügen über hochmoderne Forschungs- und Entwicklungszentren, die sich auf die kontinuierliche Verbesserung der Fracking-Techniken konzentrieren. Die Arbeit in diesen Labors führt zu Fortschritten an der Bohrstelle in folgenden Bereichen:

• Umweltfreundliche Flüssigkeiten, umweltfreundliche Chemikalien und neue Technologien, die das Fracturing mit weniger Süßwasser ermöglichen
• Tracer-Systeme zur Bewertung der Rissverteilung und -produktivität
• Überwachungstechniken im Bohrloch, um die Wirksamkeit der einzelnen Frac-Stufen zu verbessern
• Innovationen bei der Wiederverwendung und dem Recycling von Frac-Flüssigkeiten