Frakturering

1. Baggrund

Nyere forskning dokumenterer, at geologiske heterogenitetsforhold, herunder tilstedeværelsen af lavpermeable zoner og opsprækkede dobbeltporøse bjergarter, udgør en af de største hindringer for en effektiv oprensning af såvel jord som grundvand (f.eks. Mackay og Cherry, 1989).

I erkendelse af, at de hyppigst anvendte oprensningsprincipper, afværgepumpning (Pump-and-Treat (P&T)) og bortgravning, har vist sig utilstrækkelige til at oprense forurening fra grundvandsmagasinerne, har især USA og Canada satset på at udvikle alternative oprensningsteknikker. I forbindelse med forsknings- og demonstrationsprojekter finansieret af den amerikanske miljøstyrelse (US EPA) i slutningen af 1980-erne og begyndelsen af 1990-erne blev den pneumatiske og hydrauliske fraktureringsmetode udviklet som et værktøj til oprensning af forurenet jord og grundvand.

Formålet med fraktureringsmetoden er at øge indstrømningshastigheden (enhancement technology) til indvindingsboringer af den slags, som anvendes til vakuumekstraktion (Soil Vapour Extraction (SVE)) og afværgepumpning. Metoden er oprindelig udviklet indenfor olieindustrien, hvor den har været anvendt til at øge indvindingen fra lavpermeable olie/gasreservoirer. Behovet for at finde afværgeteknikker der kræver mindst mulig plads på de forurenede grunde er stort, hvorfor frakturering som afværgeteknik har fundet sin anvendelse.

SITE Program

Den amerikanske Miljøstyrelses SITE program (Superfund Innovative Technology Evaluation Program) har finansieret en uafhængig kritisk gennemgang af den pneumatiske & hydrauliske fraktureringsteknologi og publiceret erfaringerne i en rapport, hvor et antal forureningsoprensninger er blevet gennemgået (EPA, 1994).

Siden 1994 har den hydrauliske fraktureringsmetode været kommercielt tilgængelig. De første "kommercielle" sprækker blev udført i forbindelse med projekter, hvor vakuumekstraktion blev anvendt. Projekterne var typisk små, hvilket var forventeligt, når nye teknikker tages i anvendelse.

10 års erfaringer fra Nordamerika viser, at inducerede sprækker kan etableres i finkornede forurenede sedimenter, hvorved effektiviteten af en afværgeforanstaltning vil stige - samtidigt med at omkostningerne begrænses.

Frakturering er en teknik, hvor en kunstig opsprækning af lavpermeable lag skabes ved at injicere enten gas / luft (pneumatisk frakturering) eller vand / boremudder (hydraulisk frakturering) i bunden af en boring. Væske- eller gastrykket skal overstiger den indre spændingstilstand (confining stress) i bunden af boringen, hvorved en revne eller sprække begynder at åbnes i de omgivende jordlag (Schroeder med flere, 1992; Davis-Hoover med flere, 1991; Murdoch med flere, 1990; Murdoch, 1997; EPA, 1993a; EPA, 1994; Schuring og Chan, 1992). Den kunstige opsprækning danner et fladeareal eller en skålformet struktur i et lavpermeabelt lag.

Frakturering har til formål at øge pumpeydelsen eller sugeevnen af en afværgeboring / ventileringsdræn. Et andet formål er at øge den hydrauliske forbindelse mellem inducerede sprækker og naturligt forekommende sprækker i det lavpermeable lag. Orienteringen af de kunstigt åbnede sprækker afhænger primært af jordens konsolideringsforhold. Længden varierer en del, men kan nå op til 10 meter væk fra injektionspunktet og sprækkeaperturen være fra mm til flere dm størrelse afhængig af fremgangsmåden.

Teknologien vurderes at kunne finde bred anvendelse i forbindelse med en række danske forureningssager på morænelerslokaliteter. Det gælder f.eks. nedlagte olie/benzingrunde, tjæreforurenede gasværksgrunde og renserigrunde forurenet med klorerede opløsningsmidler, hvor miljømyndighederne og de rådgivende firmaer i dag har meget begrænsede in-situ oprensningsteknikker at vælge imellem, hvorfor bortgravning vælges som en effektiv og sikker metode.