K+S Kali, ein Unternehmen der K+S Gruppe, ist vor allem bekannt als weltweiter Anbieter von mineralischen Kali- und Magnesium-Düngemitteln. Das Bergbauunternehmen produziert jedoch auch eine breite Palette an Industriesalzen, die ebenfalls weltweit und in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Eines der zukunftsträchtigen Anwendungsfelder, in denen das Unternehmen tätig ist, ist die Bohrtechnik. Mit dem Produktportfolio K-Drill werden den Kunden maßgeschneiderte Lösungen für das Aufbereiten wasserbasierter Bohrspülungen angeboten.

Bohrspülung - was, wie, warum?

Bohrtechnologie ist aus unserer industrialisierten Welt nicht wegzudenken. Bis heute sind fossile Energieträger wie Erdöl und Erdgas unverzichtbare Eckpfeiler unserer Gesellschaft. Die Rohstoffe werden zum Teil aus Lagerstätten gefördert, die mehrere Tausend Meter tief unter der Erdoberfläche liegen - und das bedeutet, dass an die Bohrtechnologie und die dabei verwendeten Materialien sehr hohe Anforderungen zu stellen sind.
So baut sich etwa das Gewicht des Gesteins mit zunehmender Tiefe zu einem gewaltigen Umgebungsdruck auf. Nach Prof. Matthias Reich von der TU Bergakademie Freiberg ergibt sich bei einem Kalkstein mit einer spezifischen Dichte von fast 2,9 kg/l in einem 3.000 m tiefen Bohrloch ein Umgebungsdruck von mehr als 853 bar. Würde diesem Umgebungsdruck nichts entgegengesetzt, dann würde das Bohrloch seitlich zugedrückt und der Bohrer bis zur völligen Unbeweglichkeit eingequetscht.
Neben dem erforderlichen Gegendruck sind noch weitere Aspekte von Bedeutung: So muss das aufgebrochene Gestein aus dem Bohrloch entfernt werden. Das erfolgt mit der Bohrspülung, die unter hohem Druck durch das Bohrgestänge nach unten gepresst wird und dann beim Aufsteigen das gelöste Gestein nach oben ausschwemmt. Ebenso muss beim Bohren durch Schieferschichten oder reaktiven Tonschichten verhindert werden, dass der Ton durch die Aufnahme von Wasser aus der Bohrspülung aufquillt und das Bohrloch verstopft. Darüber hinaus kühlt die Bohrspülung den Bohrkopf, sie vermindert die Reibung an der Wandung des Bohrlochs, verhindert das Eindringen - und damit auch das unkontrollierte Austreten - von Öl oder Gas aus der Lagerstätte, und sie dient zum Teil der Übermittlung von Daten von dem Bohrkopf in den Leitstand der Bohrstelle.

Maßgeschneiderte Bohrspülungen

Je nach den geologischen Gegebenheiten kommen in den Bohrspülungen auf Öl- oder Wasserbasis ganz unterschiedliche Substanzen zum Einsatz. K-Drill in unterschiedlichen Zusammensetzungen ist als wesentlicher Bestandteil von vielen wasserbasierten Bohrspülungen bei Onshore-Anlagen eine wichtige Quelle für K+-Ionen. So wird je nach den Gegebenheiten auf K-Drill C6 oder K-Drill C9 (Kaliumchlorid), K-Drill S7 oder K-Drill S9 (Kaliumsulfat) oder K-Drill M (Magnesiumchlorid, speziell für Bohrungen durch Salzgesteine) zurückgegriffen. Die Produkte dienen als Schieferinhibitoren und stabilisieren Tonminerale; so wird deren Aufquellen und/oder das in Lösung Gehen vermieden.
Naturgemäß ist der Bereich des Bohrkopfes eine besonders kritische Zone. Hier ist u. a. entscheidend, wie weit die Bohrspülung das Material dort stabilisiert. Hier zeigen Bohrspülungen mit den genannten Additiven aufgrund ihrer stabilisierenden Wirkung eine ihrer besonderen Stärken.

Anforderungen der Kunden

Die unterschiedlichen Produkte aus dem Portfolio werden insbesondere bei der Vorbereitung von Sole für das Bohren, das Fracking, das Aufarbeiten und die Fertigstellung des Bohrlochs empfohlen. Dabei sind für die Betreiber von Bohrstellen zunächst die hohe Löslichkeit, die zuverlässige Wirkung und die konstante Qualität der Produkte entscheidend: Benötigt werden jeweils Hochleistungs-Additive für maximale Hemmung und größtmögliche Stabilität des Bohrlochs.
Aber auch die zuverlässige Belieferung ist für viele Kunden ein wesentliches Kriterium. Dabei sind die Produzenten im Vorteil, die Lieferzeiten, Packungsgrößen und Qualitäten von ihren jeweiligen Lager- oder Produktionsstätten gestalten können. Während die Kunden in der EU Produkte aus dem Portfolio in der Regel entweder in Big-Bags mit jeweils 1.000 kg oder in leicht handhabbaren Säcken mit je 25 kg bevorzugen, werden von den Kunden in Übersee vorzugsweise Säcke mit 50 kg nachgefragt.
Gerade in Ausnahme- oder sogar Notfallsituationen wird von den Lieferanten erwartet, dass eine schnelle Zustellung bzw. auch eine kurzfristige Belieferung sichergestellt ist. Von Vorteil ist dabei eine global breit gefächerte Distributionskette, wie sie das in Kassel ansässige Unternehmen besitzt.