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Lateralbohrung

Lateralbohrung, aus einer Vertikalbohrung abgelenkt. Quelle: Dezhou United Petroleum Technology Corp.

Lateralbohrungen oder Laterale, auch Radialbohrungen sind Bohrungen, die von einem Bohrplatz oder eine Bohrung aus in lateraler Richtung schräg oder horizontal vorgetrieben wurden. Sind dies mehrere Bohrungen, so spricht man auch von Multilateralen. Diese Bohrungen mit Längen bis zu mehreren hundert Metern werden oft im jet drilling Verfahren von der Mutterbohrung aus erstellt. Man nennt sie dann auch radial jet drillings (RJD).

Beim "Radial Water Jet Drillings" stetzt man einen fokussierten Wasserstrahl ein um, ausgehend von einer existierenden Bohrung, höher permeable Bereich wie beispielsweise Störungszonen im Umfeld der Bohrung anzuschließen. Hierzu können Bereiche in einem Abstand von bis zu 100 m erbohrt werden. Es kann eine Vielzahl solcher Bohrungen in unterschiedelichen Tiefen erzeugt werden, beispielsweise 3x4.

Bedeutung für die Geothermie

Insbesondere seit die Ertüchtigung von Bohrungen durch hydraulische Stimulation Akzeptanzprobleme in der nicht fachunkundigen Öffentlichkeit hat wird hier nach Alternativen gesucht. Radiale oder laterale Bohrungen können eine solche Alternative sein.

Neben konventionellen Stimulationsverfahren wie Hydraulic Fracturing, Thermal- und Chemostimulation kann die in der Kohlenwasserstoffindustrie intensiv untersuchte Technologie des Radialstrahlbohrens (RJD) für die Anwendung in geothermischen Bohrlöchern mit geringer Produktivität vorteilhaft sein. RJD nutzt die abrasiven Vorgänge von Hochdruck-, Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsstrahlen als Gesteinzerstörungs-Mechanismus. Es wird seit den späten 1950er Jahren durch Laborexperimente, Feldversuche und in neuerer Zeit durch numerische Simulationen untersucht. Der allgemeine Ansatz besteht darin, mehrere, horizontale, dünne Löcher, sogenannte "radials", von bestehenden Bohrlöchern in geothermische Reservoirs zu "jetten". Die Radialen (etwa 0,5 bis 1 Zoll) können unabhängig von dem Umgebungsspannungsfeld aus einer bestehenden Bohrung bis zu 30 bis 100 m Länge in jede gewählte Richtung gebohrt werden. Da der Beginn der lateralen Abschnitte in jedem Bohrloch nur um einige Zentimeter getrennt sein muss, kann nahezu jede Anzahl radialer Bohrungen erzeugt werden.

Die Radialen erhöhen den effektiven Bohrlochdurchmesser um ein Vielfaches und dringen effektiv in die Störungszonen in der Nähe des Bohrlochs ein. Darüber hinaus verändern Radiale wahrscheinlich das Druckgefälle innerhalb des Reservoirs und können Zugang zu geothermischer Sole geben, die ansonsten unbeweglich ist (z. B. Brüche, Störungszonen, Karstgebiete oder durchlässige Reservoirschichten).

RJD ist eine Technik, die möglicherweise zu einer Verbesserung der Produktivität um eine Faktor zwei bis vier verglichen mit unbehandelten Reservoiren führen kann. Es ist von besonderem Interesse, wenn eine Bohrlochschädigung (Filterkuchen) durch Infusion von Bohrflüssigkeiten oder durch Migration von Feinstoffen erzeugt wird. In diesem Fall kann mit Verbesserungen durch RJD-Effekte von fünf- bis zehnmal  gerechnet werden. Die Produktivitätssteigerung kann sogar noch höher sein, wenn zuvor nicht zusammenhängende hochpermeable Zonen wie Brüche, Verwerfungen, Karstsysteme sowie hochpermeable Sedimentschichten durch Radiale verbunden werden.

Literatur

Dickinson, W. & Dickinson, R. Horizontal Radial Drilling System SPE California Regional Meeting, 27-29 March, Bakersfield, California, 1985

Dickinson, W.; Dykstra, H.; Nees, J. & Dickinson, E. The Ultrashort Radius Radial System Applied to Thermal Recovery of Heavy Oil SPE Western Regional Meeting, 30 March-1 April, Bakersfield, California, Society of Petroleum Engineers, 1992

Dickinson, W.; Dykstra, H.; Nordlund, R. & Dickinson, W. Coiled-Tubing Radials Placed by Water-Jet Drilling: Field Results, Theory, and Practice SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 3-6 October, Houston, Texas, Society of Petroleum Engineers, 1993

Ragab, A. M. S., Improving well productivity in an Egyptian oil field using radial drilling technique, Journal of Petroleum and Gas Engineering, 2013 

zuletzt bearbeitet Januar 2020