Bohrungsabdichtung 

Ziel Einsatz von Formsteinen aus langzeitbeständigem Bentonit für die Abdichtung von flüssigkeitsgefüllten und/oder trockenen Bohrungen
Beteiligte Harbour Energy plc, ExxonMobil, IBeWa
Vorgehen
  • Laboruntersuchungen zur Eignungsbeurteilung des Bentonits
  • Entwicklung Bentonit-plug
  • Entwicklung Einbautechnologie
  • laborative Testung im realen Maßstab
  • in situ-Testung
Zeitraum seit 2023
Standort Freiberg, Sachsen; Bohrung in Niedersachsen
Materialien Bentonit
Referenz
DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung , 2026-1 Tagungsbericht
Bentonitformsteine als Abdichtmaterial für Tiefbohrungen
Belohlavek, K. U.; Wilsnack, Th.; Sander, T.
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Materialentwicklung und Parametrisierung

Diagramm Quelldruck zur Materialauswahl
Vorbereitung Quelldruckversuche Labor
Schema Quelldruckversuch

 

Diagramm Verlauf Quelldruckentwicklung
halbtechnischer Quelldruckversuch - Schema und Praxis

 

  Rohrversuch 1 Rohrversuch 2 Rohrversuch 3
Einbautrockendichte 1,78 g/cm3 1,72 g/cm3 1,72 g/cm3
Druckdifferenz pEin - pAus ≈ 2,1 MPa  -1,6 MPa (pAus > pEin) 3,1 MPa
axialer Quelldruck 1,8 MPa (68 Tage Versuchsdauer) 2,5 MPa (38 Tage Versuchsdauer) 0,8 MPa (23 Tage Versuchsdauer)
Haftscherfestigkeit ≈ 0,6 N/mm² - ≈ 0,9 N/mm²

 

Bentonit-plug

Funktion wurde erfolgreich großtechnisch in Bohrloch (280 mT) nachgewiesen (2. Test ist vorgesehen)

Anwendung im Salinargebirge möglich - eine Anpassung der Einbautechnologie ist erforderlich

Vorteile

  

Nachteile
  • geringer technischer Aufwand für Einbau
  • Formsteine sind entwickelt und qualitätsgesichert mit den erforderlichen Durchmessern herstellbar
  • Langzeitbeständigkeit Bentonit ist auf der Basis natürlicher Analoga nachgewiesen
  • aktive Dichtung, pQ bis 6,2 MPa axial; kL < 1E-17 m²
  • individuelle Anpassung der Einbautechnologie an die Aufgabenstellung möglich
  
  • Anpassung/ Entwicklung der Einbautechnologie an die Lage der Bohrung  Einbau Firste, Stöße
  • ggf. Aktivierung des Bentonites erforderlich (z.B. für Anwendungen im Salinar)
  • Herstellung der Formsteine für die unterschiedlichen Durchmesser

Ausblick

  • Entwicklung eines Konzeptes für gebirgsverbundenen Einbau in unterschnittenen Bohrungsabschnitten
  • Weiterentwicklung der Imprägnierung der Formsteine
  • Erweiterung der Anwendungsoptionen für Bentonit zur Abdichtung von Bohrungen – Einsatz von Bentonitgranulat, Formsteine für Ringräume …

 

Vom Labor in die Praxis

 

 

Anlieferung des Bentonit-plugs
Ausgebautes Kopfstück nach Abreißen des gequollenen Bentonit-plugs