Ein Forschungsteam der Pennsylvania State University hat einen neuartigen Arbeitsablauf zur Schieferölgewinnung vorgeschlagen, der durch Optimierung der Kohlendioxid-Injektion die Schieferölgewinnung um etwa 15 % steigern und eine langfristige Kohlendioxid-Speicherlösung bieten soll. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Fuels veröffentlicht.

Die Technologie zur Schieferölförderung kämpft seit langem mit niedrigen Förderraten. Mit den derzeitigen Fördermethoden lassen sich im Durchschnitt weniger als 10 % der Ölressourcen in Schieferlagerstätten gewinnen. Ein Forschungsteam hat nun den traditionellen zyklischen CO2-Injektionsprozess verbessert. Durch die präzise Steuerung von Parametern wie Injektionsdruck, Gasvolumen und Zykluszeit konnten sie die Kontakteffizienz zwischen CO2 und den Kohlenwasserstoffen im Schiefer erhöhen. „Wir haben gezeigt, dass diese Verbesserungen die Gewinnung von Erdölkohlenwasserstoffen mit dieser Injektionsmethode potenziell um etwa 15 % steigern können“, sagte Professor Hamid Emami-Meybodi, Hauptautor der Studie.

Der Kern dieser innovativen Technologie zur Schieferölförderung liegt in der verbesserten Vermischung von CO2 mit Rohöl. Untersuchungen im Eagle-Ford-Schiefer in Texas haben gezeigt, dass eine erhöhte Injektionsrate von CO2 tiefer in das Reservoir eindringen kann, wodurch sich die Fließfähigkeit des Rohöls effektiv verändert und mehr Öl aus seinen Nanoporen freigesetzt wird. Professor Emami-Meybodi bemerkte: „Die Injektion von mehr CO2 ermöglicht es dem Öl im Allgemeinen, tiefer in das Reservoir einzudringen, sich effektiver mit dem eingebetteten Rohöl zu vermischen und so mehr Öl freizusetzen.“

Die Forscher betonten zudem die positiven Auswirkungen dieser Technologie auf die CO2-Speicherung. Verbesserte Methoden zur Schieferölförderung eröffnen neue Möglichkeiten zur Wiederverwendung erschlossener Schiefergasfelder. Co-Autor Dr. Ma Ming erklärte: „Die Umnutzung von Schieferölquellen zur CO2-Speicherung könnte ein kostengünstiger Ansatz zur Kontrolle der Treibhausgasemissionen sein.“ Die Studie zeigte, dass CO2 stark an der Oberfläche organischer Schiefersubstanz adsorbiert und dass durch eine Anpassung des Injektionszyklus eine langfristige Speicherung des Gases erreicht werden könnte.

Da die US-Schieferölproduktion voraussichtlich im Jahr 2027 ihren Höhepunkt erreichen wird, sind viele alte Schieferölquellen von einer rückläufigen Produktion betroffen. Diese Innovation in der Schieferölförderungstechnologie verspricht nicht nur eine effizientere Öl- und Gasförderung, sondern bietet auch neue Infrastrukturoptionen für die Kohlendioxidspeicherung. Professor Emami-Meybodi fügte hinzu: „Die Speicherung von Kohlendioxid in Schieferölquellen kann Einnahmen generieren und gleichzeitig die Umweltbelastung verringern.“

Weitere Informationen: Ming Ma et al., Agentenbasierter Workflow für Screening und Optimierung der zyklischen CO2-Injektion in Schieferreservoirs, Fuel (2025).