Untersuchungen zur Trägerschädigung durch Bohrspülungen und Behandlungsflüssigkeiten

Für die Produktivität einer Erdöl- oder Erdgaslagerstätte ist die Permeabilität des Trägergesteines von großer Bedeutung. Während der Bohrarbeiten und der anschließenden Behandlung kann die ursprüngliche Trägerpermeabilität durch die eingesetzten Bohrspülungen und Behandlungsflüssigkeiten (Frac-Fluide, Gravel-Trägerflüssigkeiten usw.) im bohrlochnahen bzw. -ferneren Bereich herabgesetzt werden. Diese Abnahme der Lagerstättenpermeabilität wird als "Trägerschädigung" bezeichnet.
Um das Bohrloch zu stabilisieren und unkontrollierte Zuflüsse aus der Formation zu verhindern, wird die Dichte der Spülung so eingestellt, daß der hydrostatische Druck der Spülungssäule über der Formation liegt. Durch den sich ergebenden, positiven Differenzdruck können Feststoffe und/oder Filtrat der eingesetzten Bohrspülungen und Behandlungsflüssigkeiten in die Porenräume des Trägergesteins eindringen; dadurch kann es zu physikalischen und/oder chemischen Reaktionen mit den Poreninhaltsstoffen und/oder dem Trägergestein kommen.
Bei einer hydraulischen Frac-Behandlung wird eine Flüssigkeit mit so hohem Druck in das Bohrloch eingepreßt, daß es im Träger zur Bildung von Rissen kommt. Die Durchlässigkeit der Lagerstätte wird durch künstlich erzeugte, hochpermeable Fließkanäle verbessert. Dies gilt solange die Stützmittel durch den Überlagerungsdruck des Gebirges nicht zerstört und vollständig in den Spaltflächen eingebettet sind.
Durch das Mitreißen von Sand bei der Förderung von Erdöl bzw. Erdgas sowie beim Betrieb von Porenspeichern können unter- und/oder übertägige Anlagen beschädigt werden. Das mechanische Zurückhalten des Sandes im Bohrloch erfolgt durch Sandfilter (Gravel-Pack); das Einbringen von Gravel-Material erfolgt mit Hilfe von Gravel-Trägerflüssigkeiten, denen Polymere zugemischt sind. Durch den Sandfilter kann die Formation verfestigt werden, wobei es zu einer Bindung des Sandes aus der Lagerstätte kommt.
Unter Bohrloch-Säuerung versteht man die chemische Beseitigung des