Radial jet drilling (RJD) ist eine Alternative zu anderen Stimulationsmethoden, wie hydraulische, chemische oder thermische Stimulation. Auch RJD kann zu niedrige Produktion geothermischer Bohrungen verbessern. RJD nutzt Hochdruck-Wasserstrahlen zur Gesteinszerstörung beim Bohren.
Die Entwicklung von RJD begann um 1950 mit Labor- und Feldtests, später auch mit numerischer Simulation. Ziel ist die Erzeugung einer größeren Zahl kurzer Horizontalbohrungen (radials) von einer Vertikalbohrung aus. Die Radiale haben 0,5 - 1 Zoll Durchmesser und sind meist 30 - 100 m lang. Da die Abstände der Bohrungsansatzpunkte nur einige cm sein müssen, können diese in großer Zahl gebohrt werden.
Die Radiale erhöhen die wirksame Bohrlochoberfläche um ein Vielfaches. Sie durchörtern die Bruchzone in Bohrlochnähe. Sie können permeable Bereiche, wie Störungen, Karsthohlräume oder Ähnliches, an die Bohrung anschließen.
Berichtet wird, dass die Produktivität um 200 - 400 % verbessert werden konnte.
Das Radial Jet Drilling (RJD) wird bereits seit den 1980er Jahren in der Öl- und Gasindustrie erfolgreich genutzt, um angrenzende Reservoire und Störzonen an unproduktive Bohrlöcher anzuschließen bzw. bei diesen die Produktion wieder zu erhöhen. Auch in der Geothermie findet die Technologie zunehmend an Bedeutung und Anwendung, siehe u.a. auch die Forschungsprojekte "SURE", "ZoDrEx" oder "CAGE". Weiterentwicklungen in der Richtung sowie alternative Möglichkeiten zur Nutzung des RJD sind seit längerem Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten am Fraunhofer IEG in Bochum.
Das Verfahren basiert auf Hochdruckwasserstrahlen („Jets“), um damit kleinkalibrige Horizontalbohrungen aus einer bestehenden Vertikalbohrung heraus zu erzeugen. Einerseits aufgrund der erschwerten (und engen downhole) Bedingungen sowie dem sehr einfachen, kostengünstigen Aufbau der Jetting-BHA („bottom hole assembly“), findet bisher keine aktive, insitu Überwachung oder gar Regelung des RJD in der Tiefe statt. Es ist meist sehr schwer nachzuvollziehen, ob und was dort in der Tiefe final nach einem RJD-run passiert ist.
Im Rahmen mehrerer Projekte wird die Automatisierung des RJD an diversen Versuchsständen am IEG untersucht und schrittweise entwickelt. Unter Reservoir ähnlichen Bedingungen können dort manuell jegliche Jetting- und Bohrsituationen durchgeführt werden. Mittels Sensorik ist es dabei möglich, die Steuerung der Antriebe anhand von ausgewählten Parametern zu regeln, und somit erstmals einen vollautomatischen RJD-Bohrprozess unter Reservoir ähnlichen Bedingungen zu realisieren. Dazu wurde die Datenerfassung direkt mit der Antriebssteuerung verknüpft und somit eine Regelung des RJD Prozesses insitu umgesetzt. Die vollautomatische Vorschubeinheit kann via Proportional-Integral-Differential-Regeltechnik sowie einem Zweipunktregler vielfältig variiert werden. Zur Validierung des ersten Prototyps solch einer Regeleinheit wurden im Anschluss umfangreiche Versuche durchgeführt und mit zuvor manuell durchgeführten Versuchen verglichen.
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
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