Wie bohrt man eine Kurve...?

Mit dem Bohrgestänge irgendwie geradeaus hinunter in eine öl- oder gashaltige Lagerstätte zu bohren, stellt nicht immer die wirksamste Methode zur Erschließung einer Lagerstätte dar. Im Gegenteil, es gibt eine Menge Situationen, in denen man sich wünschte, auch einmal um die Kurve bohren zu können.

Zum Kurvenbohren braucht man spezielle Geräte. Zum einen braucht man Bohrgeräte, die in der Lage sind, die Richtung der Bohrung gezielt zu beeinflussen. Solche Bohrgeräte nennt man Steuerköpfe. Zum anderen muss man zum effektiven Steuern aber auch wissen, wo man sich tief in der Erde gerade befindet. Messgeräte, die die aktuelle Position des Bohrers präzise bestimmen können, nennt man in der Fachsprache der Tiefbohrer ein MWD. Diese Abkürzung steht für den englischen Begriff Measurement While Drilling, was Messung beim Bohren bedeutet.

Seit den späten 1990er Jahren setzen sich immer stärker auch sogenannte LWD-Systeme in der Bohrtechnik durch. LWD steht für Logging While Drilling und bedeutet, dass neuerdings beim Bohren auch gleich noch untersucht wird, wie das Gestein tief unten im Bohrloch beschaffen ist. Was ist es für ein Gestein? Hat es Poren, die Rohstoffe enthalten können? Wenn ja: Welche Rohstoffe befinden sich in den Poren? Ist es eher Gas oder Öl, oder ist es nur Wasser?

Anhand der Messwerte kann die Bohrung jederzeit an die geologischen Verhältnisse unter Tage angepasst werden. Man spricht in diesem Fall von Reservoir Navigation, dem Steuern der Bohrung durch eine Lagerstätte auf Basis aktueller MWD- und LWD-Information. Früher wurde ein Plan gemacht und die Bohrung streng nach diesem abgeteuft. Heute windet sich dagegen ein intelligenter, mit Sensoren bestückter Bohrstrang durch den Untergrund und sucht aktiv die Stellen der Lagerstätte, die die beste und ergiebigste Förderung von Öl und Gas versprechen.

Es gibt verschiedene Steuerköpfe. Rotary-Richtbohrsysteme sind aber die ausgefeiltesten, modernsten und komplexesten Vertrteter dieser Gattung. Mit ihnen kann man beliebige Richtungsänderungen durchführen, ohne den Bohrvorgang unterbrechen zu müssen. Da sich der gesamte Bohrstrang immer in Rotation befindet, lässt er sich leicht vorwärts schieben und die horizontale Reichweite eines solchen Systems ist nahezu unbegrenzt. Es wurden schon Bohrungen gebohrt, die in einer Tiefe von weniger als 3 Kilometern fast 15 Kilometer horizontal verlaufen. Dadurch, dass Rotary-Richtbohrsysteme mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet sind, sind sie in der Lage, ihre eigene dreidimensionale Richtbohrleistung zu überwachen und falls nötig selbstständig, also ohne Eingreifen des Richtbohrers, zu korrigieren.

Moderne Richtbohrsysteme sind echte Hightech-Giganten. Während sie sich kilometerweit horizontal durch die Lagerstätte vorwärtsarbeiten, vermessen sie die Neigung und Richtung des Bohrlochs und leiten automatisch Korrekturen ein, sobald der tatsächliche Bohrungsverlauf vom geplanten abweichen sollte.

Prof. Matthias Reich, TU Freiberg