Gründer 27.06.2008, 19:35 Uhr

Abgekürzte Wassersuche  

VDI nachrichten, Haltern, 27. 6. 08, swe – Wasserbohrungen sind mühsam, und nicht selten gelangen dabei Verunreinigungen in große Tiefen. Eine neu entwickelte Bohrgarnitur der westfälischen EDI Exploration Drilling International GmbH vereinfacht sowohl die Wassersuche wie auch die Beprobung und beschleunigt so den gesamten Prozess.

Rund 1,2 Mrd. Menschen leben ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser. Und gerade dort, wo der Wassermangel am größten ist, wächst die Bevölkerung am schnellsten. „In diesen Regionen sehen wir unsere wichtigsten Märkte“, erklärt Christian Runge, Managing Director der EDI Exploration Drilling International GmbH.

Das Start-up aus Haltern hat ein Verfahren entwickelt, das Erkundungsbohrungen nach Trinkwasser und vor allem die begleitenden Probenahmen deutlich beschleunigt.

Brauchbare Wasserreserven gibt es in trockenen Regionen oft nur in der Tiefe. Nach Grundwasser muss bis zu 300 m gebohrt werden, fossile Wässer werden sogar erst ab 1000 m abwärts erschlossen.

Gerade bei ungeklärten geologischen Verhältnissen geht ohne Bohren und Probenahmen nichts. Solche Erkundungsbohrungen finden im Drehbohrspülverfahren statt. Dabei wird permanent Wasser zum Bohrkopf gepumpt, um das gelöste Material aus dem Bohrloch zu spülen.

EDI setzt auf diesem Verfahren auf, hat es aber entscheidend weiterentwickelt. Technologischer Kern ist der so genannte Fluid Finder. Das perforierte, mit Filterelementen versehene Gerät sitzt oberhalb des Bohrkopfes im Bohrgestänge. Beim Bohren dienen seine Öffnungen als Auslasse für das Pumpwasser, ansonsten verhält es sich neutral.

Seine Vorteile spielt der Fluid Finder erst aus, wenn die Bohrung auf einen Wasserhorizont stößt. Denn dann kann die Probe direkt durch den Fluid Finder genommen werden, das Bohrgestänge dient als provisorischer Brunnen. Dafür wird der Bohrantrieb gezogen, Filterkies in den Ringraum um das Gestänge eingebracht und eine Pumpe im Gestänge herabgelassen.

Wenn diese Pumpe zu arbeiten beginnt, saugt sie den Kies an den Fluid Finder heran und zieht zugleich mit der restlichen Spülflüssigkeit Sediment auf den Kies, das den Wasserhorizont wie ein Pfropf nach oben abdichtet. Nach etwa zwei Stunden kommt sedimentfreies Wasser oben an, dessen Güte und Menge über den PH-Wert, die Leitfähigkeit, die Durchflussmenge und weitere Parameter ermittelt wird.

Was simpel klingt, ist das Ergebnis langer Entwicklungsarbeit. Der Wert wird erst bei Betrachtung des Status quo klar. Bisher wird für jede Probenahme der Bohrstrang gezogen, was je nach Tiefe Stunden bis Tage dauert. Danach wird ein provisorischer Brunnen samt Filtereinheit gesetzt. Das ist nicht nur mühsam, sondern auch riskant.

Die Probleme der bisherigen Methode: Einerseits kann das Bohrloch kollabieren, andererseits vermischen sich dabei oft Wasserhorizonte unterschiedlicher Qualität. Unpräzise Messergebnisse sind dann ein kleines Übel. Es kann auch zur Kontamination von eigentlich brauchbarem Trinkwasser kommen.

„Häufig führen Probebohrungen zunächst durch brackige, salzige und kontaminierte Wasserschichten, ehe sie auf Trinkwasser stoßen“, erläutert Runge. Um einer Vermischungen vorzubeugen, sei eine vernünftige Ringraumabdichtung erforderlich.

Versiegeln müsse man im Übrigen auch kollabierte Löcher. Doch das wird in vielen Regionen nicht gemacht. Die Bohrunternehmen setzen ein paar Meter weiter eine neue Bohrung. Endet diese erfolgreich mit einem Trinkwasserbrunnen, kann das unversiegelte Loch in direkter Nachbarschaft für alle, die daraus trinken, zur tickenden Zeitbombe werden.

Weil es Wasserhorizonte in verschiedenen Tiefen gibt, sind pro Bohrung mehrere Wasserproben nötig. Bisher nimmt die Prozedur des Gestängeziehens und Brunnensetzens Wochen in Anspruch. Beim EDI-Verfahren reicht es, nach der Beprobung die Pumpe zu ziehen und den Bohrantrieb erneut anzusetzen. Der Fluid Finder wird dann wieder zum Auslass der Spülflüssigkeit. So lässt sich mit einer Bohrung ein Wasserhorizont nach dem anderen erkunden.

Im März 2007 wirkte ein EDI-Team mit dem Fluid Finder bei Bohrungen in Namibia mit. Für drei Proben in 110 m, 122 m und 140 m Tiefe brauchten sie sieben Tage. „In solchen Fällen schicken wir ein kleines Team mit einem Hydrogeologen sowie einem Bohrmeister und unser Gerät“, sagt Runge. Als kleines Unternehmen verfolge man die Strategie, Bohrunternehmen vor Ort punktuell mit Know-how und Technologie auszustatten und ihnen so Kostenvorteile gegenüber der Konkurrenz zu verschaffen. Wer Gefallen am Verfahren finde, könne als Lizenznehmer oder Joint-Venture-Partner mit EDI kooperieren.

Allerdings gibt es laut Runge hohe Eingangshürden in die Märkte. Zwar sehen offizielle Stellen gern, dass der deutsche Dienstleister das Gros der Wertschöpfung den lokalen Unternehmen überlässt, doch die Bohrunternehmen selbst haben kaum Interesse, schneller und präziser zu arbeiten, denn sie werden nach Einsatzzeit und Bohrmetern bezahlt. Jedes neu angesetzte Bohrloch ist für sie bares Geld.

„Wir müssen deshalb eher von oben über Organisationen wie Unicef oder die Welthungerhilfe kommen“, erläutert Chrisitian Runge, weil dort auch das Verständnis für die ökologischen Vorteile des neuen Bohrverfahrens größer sei.

Letztlich ist Runge angesichts der drängenden Wasserprobleme überzeugt, dass sich die neue Technologie durchsetzt. Ein prominenter Kunde hat schon angebissen: Coca-Cola lässt mit dem EDI-Verfahren einen Standort in Pakistan suchen, unter dem genug Trinkwasser für die Produktion von Limonaden lagert. PETER TRECHOW

Ein Beitrag von:

  • Peter Trechow

    Peter Trechow ist Journalist für Umwelt- und Technikthemen. Er schreibt für überregionale Medien unter anderem über neue Entwicklungen in Forschung und Lehre und Unternehmen in der Technikbranche.

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