Fachausschuss Förder­technik

Numerische und modellphysikalische Untersuchungen zu innovativen Frac-Technologien mit alternativem Frac-Fluid für Tight-Gas-Formationen auch bei Re-Frac-Optionen

Die hydraulische Fracking-Behandlung ist die erste Wahl für die Produktivitätssteigerung von Tight Gasspeicher. Herkömmliche Frac-Flüssigkeiten verursachen jedoch einen verzögerten Bruchverschluss und eine unzureichende Reinigung, was zu einem ineffizienten Bruchbetrieb führt. Die Lösung besteht darin, die vorhandenen wasserbasierten Flüssigkeiten durch alternative Flüssigkeiten zu ersetzen, um die technischen Herausforderungen in Tight und Ultra-Tight Gasspeicher für eine bessere Stützmittelplatzierung und Bruchleitfähigkeit zu bewältigen. Darüber hinaus konnten die Umweltprobleme wie übermäßiger Wasserverbrauch und Abwasserentsorgung minimiert werden. In diesem Zusammenhang werden leichte Alkane als alternative Frac- Flüssigkeiten vorgeschlagen. Um das temperatur-, druck- und zusammensetzungsabhängige Verhalten von leichten Alkanen für das hydraulische Brechen zu modellieren, wurde ein mehrphasiger thermo-hydromechanisch gekoppelter numerischer Mehrkomponenten-Simulator entwickelt und verifiziert. Die Anwendung des entwickelten Modells auf die Fallstudie eines Tight Gasspeicher in Deutschland und die Sensitivitätsanalyse zeigten, dass die alternative Flüssigkeit zu einem schnellen Bruchschluss und einem schnellen Rückfluss führt, was zu einer besseren Bohrloch-Bruch-Konnektivität und einer Minimierung des Phaseneinfangs bei gleichzeitiger Begrenzung des Wasserverbrauchs führt. Außerdem wurde ein neues Modell zur Produktionsoptimierung mit Stützmitteln unterschiedlicher Formen implementiert. Die Anwendung von stabförmigen Stützmitteln kann die Bohrlochproduktivität im Vergleich zu kugelförmigen Stützmitteln aufgrund der höheren Porosität und Permeabilität der zylindrischen Stützmittelpackung weiter verstärken.