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Die Öl- und Gasindustrie hat im Laufe der Jahre die Stützmittel und Diverter, die sie beim Fracking verwendet, verändert, um die Ölgewinnung in Schieferlagerstätten zu verbessern. Diese Bemühungen beruhen jedoch auf Vermutungen, da das Verhalten von Stützmitteln und Diverter nicht beobachtet werden kann, da es sich im Bohrloch nicht beobachten lässt.
Die Ölförderung in Schieferlagerstätten beginnt in der Regel mit dem Hydraulic Fracturing, bei dem Flüssigkeit mit hohem Druck in die Gesteinsformation gepresst wird, um den Schiefer aufzubrechen oder zu knacken. Stützmittel, Sandkörner unterschiedlicher Größe, werden in einer Flüssigkeitsaufschlämmung hinuntergespült, um diese Risse offen zu halten, nachdem der hohe Druck abgelassen wurde, damit Öl und Gas zum Bohrloch fließen können. Manchmal werden Diverter (chemische oder mechanische Materialien, die später aufgelöst oder zurückgewonnen werden können) injiziert, um die Hauptwege der Aufschlämmung strategisch zu blockieren, so dass die Stützmittel in neue Kanäle gezwungen werden, um komplexe Bruchgeometrien zu schaffen. Dieser Prozess bleibt normalerweise unsichtbar, aber die 3D-Drucktechnologie trägt dazu bei, dies zu ändern.
Der Forscher Gabriel Tatman von der Texas A&M University hat im Rahmen eines gemeinsamen Industrieprojekts mit Hilfe des 3D-Drucks das Fracking-Verfahren so nachgebildet, dass das Verhalten von Stützmitteln und Diverter sichtbar wird. Sein neuartiger Einsatz von klaren Modellen, die aus tatsächlichen Gesteinsbruchdaten erstellt wurden, deckte diese ungesehenen Verhaltensweisen auf und führte zu der einzigartigen Fähigkeit, Strömungsexperimente beim Fracking bis ins kleinste Detail zu wiederholen.
Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen der Texas A&M und der Colorado School of Mines, wo Experimente zum Transport von Stützmitteln durchgeführt werden. Ziel ist es, die Bedingungen zu ermitteln, die zu einer optimalen Platzierung des Stützmittels führen, und herauszufinden, welche Stützmittelkonzentrationen und -typen in verschiedenen Gesteinsgeometrien am besten funktionieren. Dies wird den Einsatz von Hydraulic Fracturing bei der Ölgewinnung verbessern.
