SAGD-Technologie

Seit den 1920ern werden gerichtete Bohrverfahren, einschließlich horizontaler Bohrungen, erfolgreich im Bergbau angewandt. Aber erst die technologischen Fortschritte in den 1980er Jahren machten diese Technologie für In Situ-Bergbau brauchbar. Heute sind unterirdische Bohrungen mit scharfen Kurven und auch in der Horizontalen auf weite Distanzen möglich. Dadurch vergrößerte sich der Umfang erreichbarer Lagerstätten. Die SAGD-Technologie erfordert solch präzise angelegte Bohrungen und wurde erst durch diese Entwicklungen praktikabel. Sie kommt in der Tar Sands-Industrie immer häufiger zur Anwendung. Hier werden zwei Kanäle übereinander angelegt, Wasserdampf wird durch den oberen geleitet, um das Bitumen zu mobilisieren, der untere fängt es auf und transportiert es ab.

Die Mindesttiefe für dieses Verfahren beträgt 100 Meter, kann aber auch deutlich tiefer liegen. Auf jedem Fall muss oberhalb der Lagerstätte eine abschließende Gesteinsdecke vorliegen, die dafür sorgt, dass die eingeleitete Hitze nicht nach oben entweichen kann, sondern sich auf die Tar Sands fokussiert, um das Bitumen zu verflüssigen. Damit SAGD-Verfahren effektiv sind, muss die Stärke der Lagerstätte mindestens 12 Meter betragen und einen reichen Gehalt an Bitumen (mindestens 10%) aufweisen. Die Lagerstätte sollte nicht zu viel Wasser oder Gas enthalten, da diese die Hitze ableiten würden. Außerdem sollte eine gute vertikale Durchlässigkeit gegeben sein, um dem erhitzten Bitumen das Fließen durch die Formation zu ermöglichen.

In Situ-Verfahren, die auf horizontalen SAGD-Bohrungen aufbauen, sind mehr als doppelt so teuer wie solche, die nur mit vertikalen Bohrlöchern arbeiten. SAGD-Anlagen können bis zu zehn Jahre in Betrieb sein und mehr als die Hälfte des Bitumens ausbeuten. Zuerst wird eine vertikale Bohrung in die Tiefe vorgenommen, bis die Schicht der Tar Sands erreicht ist. Hier setzt nun die horizontale Technologie an - ein etwa 1.000 Meter langer Kanal wird quer durch die Lagerstätte getrieben. Unter Einsatz flexibler Rohre und spezieller Ausrüstung wie Lenkbohrwergzeug sowie spezialisierten Überwachungssystemen wird der Bohrkopf gesteuert und kann so auch die Richtung ändern. Die obere Leitung wird als Injektionsschacht bezeichnet, da hier der heiße Dampf in die Lagerstätte eingeleitet wird.

Hier kommt sogenanntes "Measurement While Drilling" (MWD - Bohrlochvermessung) zum Einsatz - eine Technologie, die diverse Sensoren in spezialisierten Bohrköpfen umfasst. Das umfasst empfindliche Elektronik und Computer und basiert auf Verfahren der angewandten Wissenschaften, um die Messungen auszuwerten und Bohrköpfe zu steuern. Die Elektronik erfasst den Bohrwinkel und -richtung (Inklination) sowie die zurückgelegte Entfernung. Zur Ausrichtung zweier Bohrungen werden magnetische Leitwerkzeuge eingesetzt, die vertikale und horizontale Distanzen abgleichen. Die elektronische Einheit im Bohrkopf kommuniziert die Informationen zur unterirdischen Überwachungsausrüstung, einem Bohrlochcomputer und dem Bohrungsleitsystem. Der Computer vergleicht fortlaufend die ermittelten Werte mit den programmierten Bohrpfaden, und veranlasst Korrekturen in der Ausrichtung des Systems.

Ein zweites Bohrloch (Produktionsschacht) wird in genau festgelegtem Abstand vom ersten Kanal und im horizontalen Teil unterhalb des Injektionskanals angelegt, wobei die genannten elektromagnetischen Sensoren, Sensoren zur Bohrkopfausrichtung etc. zum Einsatz kommen. Der genaue Abstand der Kanäle hängt von der Lagerstätte ab - bei den Athabasca Tar Sands beträgt die Distanz der Leitungen 5 Meter. Der Produktionskanal wird dem unteren Boden so nahe wie möglich installiert. An der Oberfläche wird in großen Erhitzern Dampf produziert, der durch die unterirdischen Niederdruck-Pipelines, um die Untergrundformation nicht aufzureißen, in die Lagerstätte injiziert wird. Vom Injektionsschacht ausgehend vergrößert sich die erhitzte Zone durch das verflüssigte, fließende, der Schwerkraft folgende, Bitumen immer weiter in Richtung Produktionskanal. Dieser Schacht fängt das nach unten fließende verflüssigte Bitumen auf, das dann nach oben gepumpt wird.

Diese Seite ist ein Auszug einer Publikation aus unserer Kampagne im grünen blatt. Unter der Überschrift "Tar Sands": Nachhaltige Zerstörung von Urwäldern und Feuchtgebieten, Enteignung indigener Menschen und größter Einzelverursacher des Treibhauseffekts erscheint dort seit Anfang 2013 eine fortlaufende Artikelserie mit Hintergrundinformationen zu den Tar Sands.

Dieser Auszug ist Teil 5 der Artikelreihe entnommen. Weiterverwendung und Verbreitung unter Angabe der Originalquelle (grünes blatt) oder unserer Kampagne ist erwünscht!