Die größte Besorgnis im Hinblick auf die Umwelt bei der Exploration und Gewinnung von Schiefergas ist die Verunreinigung des Grundwassers. Es ist bisher nicht nachgewiesen, ob Fracking eine Verunreinigung des Trinkwassers durch Methan zur Folge hat oder nicht (Davies, 2011), allerdings kann diese Möglichkeit auch nicht vollkommen ausgeschlossen werden. Es ist jedoch wahrscheinlicher, dass der Grund für erhöhte Konzentrationen thermogenen Methans in oberflächennahem Grundwasser und Wasservorräten in einem Versagen der Bohrungen zu suchen ist, als in allein durch den Prozess des Frackings entstandenen Rissen (siehe Davies et al 2014 und darin enthaltene Literaturverweise).

Daher beschäftigen sich mehrere neue Veröffentlichungen mit der statistischen Analyse von Bohrlochintegritätsversagen. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die Daten der Marcellus-Formation.

Tab.1: Die verwendeten Daten zur Marcellus-Formation wurden zur Verfügung gestellt durch das US-Amerikanische Department of Environmental Protection of Pennsylvania

Literaturquelle            Lecks in Bohrungen      untersuchter Datensatz          Zeitraum
                                        (%)                             (Bohrungen)         
Vidic et al (2013)               3.4                                   6466                        2008-2013
Ingraffea (2012)                  6.2                                   3391                        2011-2012
Considine et al (2013)        2.6                                   3533                        2008-2011
Davies et al (2014)             6.3                                   8030                        2005-2013

Das Forscherteam um Davies et al (2014) hat alle zuverlässigen Daten aus den Bereichen Bohrlochbarrieren und Integritätsversagen weltweit untersucht und gibt einen Überblick über bestehende Bohrungen. Diese Aufstellung der weltweit vorhandenen Bohrungen zählt mindestens 4 Millionen Onshore-Kohlenwasserstoffbohrungen in Australien, Österreich, Bahrain, Brasilien, Kanada, den Niederlanden, Polen, Großbritannien und den USA. Allein in den USA wurden seit 1949 2,6 Million Onshore-Bohrungen erstellt.

Ein Versagen der Bohrlochintegrität kommt jedoch nicht nur bei unkonventionellen Ressourcen vor. Es ist auch bei der Förderung konventioneller Öl- und Gas-Vorkommen bekannt. Ingraffea et al (2014) beschäftigten sich mit dem Versagen der Verrohrung und Zementierung konventioneller und unkonventioneller Bohrungen für Öl und Gas. In ihrer Studie analysierten sie öffentliche Untersuchungsberichte des Pennsylvania Department of Environmental Protection zu über 41.000 Öl- und Gasbohrungen, die zwischen Januar 2000 und Dezember 2012 gebohrt wurden. Die Studie kam zu dem Ergebnis, dass Typ, Ort und Erstellungszeit des Bohrlochs alle unterschiedlichen Einfluss auf die Häufigkeit eines Versagen der Zementierung und der Verrohrung haben:

• Die Störfallrate unkonventioneller Bohrungen (Marcellus-Formation) im Bundesstaat Pennsylvania liegt bei mindestens 6,2%.
• Bei nach 2009 in der Marcellus-Formation erstellten Bohrungen kam es 1,57 mal öfter zu Störfällen als bei während des gleichen Zeitraum erstellten konventionellen Bohrungen.
• Unkonventionelle Gasförderbohrungen im Nordosten Pennsylvanias zeigten ein 2,7 mal höheres Risiko als konventionelle Bohrungen in diesem Gebiet.
• Das erwartete kumulative Risiko aller (unkonventionellen sowie konventionellen) Bohrungen in der Nordost-Region ist 8,5 mal höher als das der im Rest Pennsylvanias erstellten Bohrungen.

Wenngleich die Daten keine Informationen zu Fällen von Wasserverunreinigung geben können, ist der Artikel doch ein erster Schritt in Richtung des Verständnisses der Mechanismen, der Durchführbarkeit, und des Ausmaßes, zu dem diese Ereignisse durch die Migration von Gas (und Flüssigkeiten) ausgelöst werden, in Pennsylvania und potentiell auch in anderen Gebieten weltweit.

Weitere Informationen zum Thema Bohrlochintegrität finden Sie im Expertenartikel unter diesem Link.

Referenzen und weiterführende Literatur:

Considine, T.J., Watson, R.W., Considine, N.B., Martin, J.P., 2013. Environmental regulation and compliance of Marcellus Shale gas drilling. Environmental Geosciences 20, 1-16.

Davies, R.J., 2011. Methane contamination of drinking water caused by hydraulic fracturing remains unproven. Proceedings of the National Academy of Sciences 108, E871.

• Jackson, R.B., Osborn, S.G., Vengosh, A., Warner, N.R., 2011. Reply to Davies: Hydraulic fracturing remains a possible mechanism for observed methane contamination of drinking water. Proceedings of the National Academy of Sciences 108, E872.

Davies, R.J., Almond, S., Ward, R.S., Jackson, R.B., Adams, C., Worrall, F., Herringshaw, L.G., Gluyas, J.G., Whitehead, M.A., 2014. Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation. Marine and Petroleum Geology 56, 239-254.

• Thorogood, J.L., Younger, P.L., 2014. Discussion of “Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation" by R. J. Davies, S. Almond, R.S., Ward, R.B. Jackson, C. Adams, F. Worrall, L.G. Herringshaw, J.G. Gluyas and M.A. Whitehead. Marine and Petroleum Geology.
• Davies, R.J., Almond, S., Ward, R., Jackson, R.B., Adams, C., Worrall, F., Herringshaw, L.G., Gluyas, J.G., Whitehead, M.A., 2014. Reply: "Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation”. Marine and Petroleum Geology.

Ingraffea, A., 2012. Fluid Migration Mechanisms Due to Faulty Well Design and/or Construction: an Overview and Recent Experiences in the Pennsylvania and Marcellus Play. www.psehealthyenergy.org/site/view/1057.

Ingraffea, A.R., Wells, M.T., Santoro, R.L., Shonkoff, S.B.C., 2014. Assessment and risk analysis of casing and cement impairment in oil and gas wells in Pennsylvania, 2000–2012. Proceedings of the National Academy of Sciences 111(30), 10955–10960.

Jackson, R.B., 2014. The integrity of oil and gas wells. Proceedings of the National Academy of Sciences 111, 10902-10903.

King, G.E., King, D.E., 2013. Environmental Risk Arising from Well-construction Failure e Differences between Barrier and Well Failure and Estimates of Failure Frequency across Common Well Types, Locations and Well Age. SPE 16142.

Vidic, R.D., Brantley, S.L., Vandenbossche, J.M., Yoxtheimer, D., Abad, J.D., 2013. Impact of shale gas development on regional water quality. Science 340, 6134.