Untersuchungen zur Tragerschadigung durch Bohrspulungen und Behandlungsflussigkeiten

Fur die Produktivitat einer Erdol- oder Erdgaslagerstatte ist die Permeabilitat des Tragergesteines von groer Bedeutung. Wahrend der Bohrarbeiten und der anschlieenden Behandlung kann die ursprungliche Tragerpermeabilitat durch die eingesetzten Bohrspulungen und Behandlungsflussigkeiten (Frac-Fluide, Gravel-Tragerflussigkeiten usw.) im bohrlochnahen bzw. -ferneren Bereich herabgesetzt werden. Diese Abnahme der Lagerstattenpermeabilitat wird als 'Tragerschadigung' bezeichnet. Um das Bohrloch zu stabilisieren und unkontrollierte Zuflsse aus der Formation zu verhindern, wird die Dichte der Splung so eingestellt, da der hydrostatische Druck der Splungssule ber der Formation liegt. Durch den sich ergebenden, positiven Differenzdruck knnen Feststoffe und/oder Filtrat der eingesetzten Bohrsplungen und Behandlungsflssigkeiten in die Porenrume des Trgergesteins eindringen; dadurch kann es zu physikalischen und/oder chemischen Reaktionen mit den Poreninhaltsstoffen und/oder dem Trgergestein kommen. Bei einer hydraulischen Frac-Behandlung wird eine Flssigkeit mit so hohem Druck in das Bohrloch eingepret, da es im Trger zur Bildung von Rissen kommt. Die Durchlssigkeit der Lagersttte wird durch knstlich erzeugte, hochpermeable Fliekanle verbessert. Dies gilt solange die Sttzmittel durch den berlagerungsdruck des Gebirges nicht zerstrt und vollstndig in den Spaltflchen eingebettet sind. Durch das Mitreien von Sand bei der Frderung von Erdl bzw. Erdgas sowie beim Betrieb von Porenspeichern knnen unter- und/oder bertgige Anlagen beschdigt werden. Das mechanische Zurckhalten des Sandes im Bohrloch erfolgt durch Sandfilter (Gravel-Pack); das Einbringen von Gravel-Material erfolgt mit Hilfe von Gravel-Trgerflssigkeiten, denen Polymere zugemischt sind. Durch den Sandfilter kann die Formation verfestigt werden, wobei es zu einer Bindung des Sandes aus der Lagersttte kommt. Unter Bohrloch-Suerung versteht man die chemische Beseitigung des Bohrlochwandbelages (Filterkuchen) und die Erweiterung der Fliewege in der Formation. Dabei kann u. a. verdnnte Salzsure eingesetzt werden, um Kalkablagerungen zu lsen; beim Fracen kann die Sure die Fliewege zustzlich erweitern. Der durch Bohrsplungen und Behandlungsflssigkeiten geschdigte Bereich der Formation kann wenige Zentimeter bis zu mehreren Metern betragen. Somit reicht die Perforationstiefe in der Regel nicht aus, diese Zone zu berwinden. Um kostspielige Bohrlochbehandlungen zur Erhhung der Durchlssigkeit des Trgers zu vermeiden, mssen bereits in der Bohr- und Behandlungsphase trgerschonende Flssigkeiten eingesetzt werden. Daher ist eine Anpassung dieser Fluide an die entsprechenden Lagerstttenverhltnisse anzustreben. Da jedoch nach /1/ die API-Filtratwerte der Bohrsplungen und Behandlungsflssigkeiten nicht auf ihre Filtrationseigenschaften unter Bohrlochbedingungen schlieen lassen, werden in dieser Arbeit die Bohrsplungen und Behandlungsflssigkeiten unter simulierten Bohrlochbedingungen im Hinblick auf ihren Einflu auf permeable Gesteinsproben untersucht.