Die Stilllegung von Bohrlöchern ist eine der größten Herausforderungen der Öl- und Gasindustrie. Dies gilt sowohl in Hinsicht auf Kosten und Aufwand, als auch in Hinsicht auf technische Fragestellungen im Zusammenhang mit der Abschottung der Bohrlöcher für unbeschränkte Zeiträume. In den letzten Jahren hat sich der Fokus der Industrie in Richtung permanenter Verfüllung der Bohrlöcher verschoben. Öl- und Gasproduzenten auf der ganzen Welt besitzen eine enorme Anzahl von Anlagen, die sie aus Altersgründen stilllegen müssen. Die Nordsee bildet keine Ausnahme, denn wegen der Betriebsdauer der Felder erfährt sie schon über die letzten 15 Jahre eine Welle der Rückbau- und Außerbetriebnahmeaktivitäten.
In der Nordsee beispielsweise sind für die nächste Dekade Verfüllungsaktivitäten an ungefähr zweitausend Bohrlöchern geplant. Es wird geschätzt, dass die permanente Verfüllung der Bohrlöcher etwa 50 % der Rückbaukosten für die Anlagen in der Nordsee ausmachen werden (Vrålstad, et al. 2018), während dem Rückbau der Plattformen geschätzte 20 % der Kosten zugerechnet werden. Die Öl- und Gasproduzenten suchen nach neuen Technologien um die Kosten der Außerbetriebnahmeaktivitäten zu minimieren, weil sie keinen direkten finanziellen Nutzen davon haben.
Darüber hinaus müssen bei der Verfüllung von Bohrlöchern auch behördliche Regulierungen erfüllt werden. Diese umfassen Aspekte wie das langfristige Abdichten des Bohrlochs, das Sicherstellen seiner Integrität sowie die Isolierung der Formationen von der Oberfläche als auch die Isolierung von Formationen untereinander. Ein konventioneller Rückbau eines Bohrlochs ist ein zeitaufwändiger Prozess dank Arbeitsschritten wie der Ausbesserung der Zementierung, dem Ausfräsen der Rohrtour oder dem Ziehen der Rohrtour mittels einer Bohranlage.
Die Aufgabenstellung der vorliegenden Arbeit umfasst die Fragestellung, ob Schiefergestein als Barriere im Bohrloch alternativ zu konventionellen Barrieren verwendet werden kann. Diese natürlich vorkommende Barriere kann sich über hunderte von Metern entlang des Bohrlochs erstrecken und damit eine zusätzliche des Ringraums unnötig machen; in dem Fall kann die permanente Verfüllung ohne Bohranlage durchgeführt werden. Die Nutzung von natürlich vorkommendem Schiefergestein als Barriere könnte die Rückbau- und Außerbetriebnahmeaktivitäten deutlich vereinfachen und signifikante Kosteneinsparungen ermöglichen.