Fracfluide sind Fluide (Flüssigkeiten, Gase), die in das Bohrloch eingebracht werden und mit hohem Druck in der gasführenden Zielformation künstliche Risse zu erzeugen.
Mit Hilfe bestimmter, konditionierter Fracfluide werden verschiedene Stützmittel (Proppant) 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 (konventionelle Lagerstätten) zum Einsatz.
Demgegenüber werden in Tonsteinen (unkonventionelle Lagerstätten) 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.
Die Zusammensetzung der Additive wird normalerweise von den Bohr- und Servicefirmen zwar gegenüber den Aufsichtsbehörden benannt, aber gegenüber der Öffentlichkeit aus Wettbewerbsgründen geheimgehalten. In Deutschland sind im Rahmen des Genehmigungsverfahrens der Bohrungen die einzelnen Additive nach den Vorgaben des Wasserrechtes zuzulassen.
Beispiele für mögliche
sind:
| Additiv | engl. Bezeichnung | Realisierungen | Zweck |
|---|---|---|---|
| Stützmittel | Proppant | Quarzsand, gesinterter Bauxit, Keramikkügelchen, z. B. mit Epoxid- oder Phenolharz beschichtet | Offenhaltung und Stabilisierung der beim Fracking erzeugten Risse |
| Gele, Verdicker | Geling Agent | Guarkernmehl, Cellulose-Polymere, wie z. B. MC und Kohlenhydratderivate | Erhöhung der Viskosität des Fracfluids zum besseren Stützmitteltransport |
| Schaumbildner | Foam | CO2 oder N2 sowie Schäumer: tertiäre Alkylaminethoxylate, Kokos-Betaine oder alfa-Olefinsulfonate | Transport und Ablagerung des Stützmittels |
| Ablagerungshemmer | Scale Inhibitor | Ammoniumchlorid, Polyacrylate und Phosphonate | Verhinderung der Ablagerung und Auflösung schwerlöslicher mineralischer Ablagerungen in der Bohrung |
| Korrosionsschutzmittel | Corrosion Inhibitor | Methanol, Isopropanol, Ammoniumsalze, Sulfite, (z. B. Aminbisulfit) | Schutz der Anlagen, Ausrüstung und des Bohrstranges |
| Kettenbrecher | Breaker | Natriumbromat, Ammonium- und Natriumperoxodisulfat, Enzyme | Verringerung der Viskosität gelbasierter Fracfluide zur besseren Rückholung der Fluide (Zerstörung der Gelstruktur) |
| Biozide | Biocide | Terpene, Glutaraldehyd, Isothiazolinone wie Chlormethylisothiazolinon | Verhinderung von Bakterienwachstum und Biofilmen, Verhinderung von Schwefelwasserstoff-Bildung (Desulfurikation) |
| Fluid-Loss-Additive | Fluid Loss Additives | Spülungszusätze mit thixotropen Eigenschaften | Verringerung des Ausflusses des Fracfluids in das umliegende Gestein |
| Reibungsminderer | Friction Reducer | Latexpolymere, Polyacrylamid, hydrogenisierte leichte Erdöldestillate | Verringerung der Reibung innerhalb der Fluide |
| pH-Puffer | pH Control | Essigsäure, Fumarsäure, Kaliumcarbonat, Borax, Natriumacetat, Natron, Natriumcarbonat, Natriumhydroxid | Puffer zur Einstellung des pH-Werts |
| Tonstabilisatoren | Clay Stabilizer | Kaliumsalze, z. B. Kaliumchlorid, Ammoniumsalze | Verhinderung und Verminderung der Quellung von Tonmineralen |
| Tenside (Netzmittel) | Surfactants | ethoxylierte Alkylalkohole, Nonylphenolethoxylate | Verminderung der Oberflächenspannung der Fluide zur Verbesserung der Benetzbarkeit |
| Säuren | Acids | Salzsäure | Reinigung der perforierten Abschnitte des Bohrstranges von Zement und Bohrspülung |
| Schwefelwasserstofffänger | H2S Scavenger | aromatische Aldehyde | Entfernung von Schwefelwasserstoff (Korrosionsschutz) |
| Quervernetzer | Crosslinker | Triethanolamin, Natriumtetraborat, Zitrusterpene, Zirkondichloridoxid, Borate, organische Zirkoniumkomplexe | Vernetzung der Gelbildner, Erhöhung der Viskosität |
| Lösungsmittel | Solvents | Ethylenglycolmonobutylether, Propanol | |
| Temperaturstabilisator | Temperature Stabilizer | Natriumthiosulfat | Verhinderung der Zersetzung der Gele in großen Bohrtiefen |
| Eisenchelatoren | Iron Control | Zitronensäure, Ethylendiamintetraacetat | Verhinderung der Ausfällung von eisenhaltigen Mineralen in der Zielformation |
Die Zusammensetzung der Fracfluide wird mit Hilfe von Entscheidungsmatrizen und/oder Computerprogrammen für jede Bohrung separat festgelegt und hängt von den mineralogisch-geologischen Eigenschaften des Zielhorizontes und den in der Lagerstätte vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen ab.
bezeichnet demgegenüber eine neue Methode des Frackings, in dem nur Wasser, Bauxit-Sand und Stärke verwendet werden sollen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_Fracturing
zuletzt bearbeitet Februar 2020, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
