Die Kosten für ein offenes Bohrloch
Warum jedes Bohrloch noch am Tag der Bohrung abgedichtet werden sollte
Die rechtliche Lage
ITRC (Fractured Rock, 2017): Die Vermeidung vertikaler Kreuzkontamination ist ein übergeordneter Grundsatz beim Bohren; dabei gilt es, die Zeit zu minimieren, in der ein Bohrloch als vertikaler Leitungsweg fungiert. Fracturedrx-1.itrcweb.org/appendix-c-drilling
US-Umweltschutzbehörde (EPA) (CLU-IN): Flexible Auskleidungen und Packer werden als Mittel zur Verhinderung oder Minimierung der Entstehung neuer Schadstoffpfade genannt. clu-in.org/issues/Fractured Rock
New Jersey (N.J.A.C. 7:9D): Die Vorschriften für den Brunnenbau schreiben vor, dass Bohrlochabschnitte, die nicht als Brunnen fertiggestellt wurden, stillgelegt und versiegelt werden müssen;
Das „NJDEP Field Sampling Procedures Manual“ (2024) regelt die Praxis bei Überwachungsbrunnen. Dep.nj.gov/srp/guidance/fspm
New York (NYSDEC CP-43): Nicht verschlossene und unsachgemäß stillgelegte Bohrlöcher sind „Verschmutzungskanäle“ und stellen eine erhebliche Umweltgefahr dar.
The National Academies (2015): Es wird empfohlen, Bohrlochabschnitte mit Packern oder flexiblen Auskleidungen abzuschotten, um die Migration von Schadstoffen und geochemische Vermischungen zu verhindern. Nationalacademies.org/read/21742
Das Problem: Ein offenes Bohrloch ist ein aktiver Kontaminationsweg
Ein offenes Bohrloch im Grundgestein verbindet Bruchzonen hydraulisch miteinander. In den Leitlinien des ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council) zu gebrochenem Gestein wird dies als „einen unnatürlichen Zustand“, in dem Wasser und Schadstoffe vertikal nach unten fließen können, wodurch die Kontamination ausgebreitet wird und die Charakterisierung sowie die Sanierung erschwert werden. Ein Großteil der Schäden entsteht innerhalb von Tagen, nicht Monaten, und ist aufgrund der Matrixdiffusion größtenteils irreversibel.
Verunreinigungen, die „
“ auf einen isolierten Bruch beschränkten
- SWL
- DNAPL
Infolge des neu gebohrten Bohrlochs breiteten sich Schadstoffe auf andere Klüfte
aus
- SWL
- DNAPL
- Neues offenes Bohrloch
Die Fakten: 3 Tage offen, bis zu einem Jahr lang beschädigte Daten
Sterling et al. (2005), „Ground Water“, beschreiben ein Bohrloch mit Kernentnahme durch eine TCE-Plume in klüftigem Sandstein, in dem in Tiefen von 89–100 m Konzentrationen von 2.100–33.000 µg/L gemessen wurden. Die Analyse der Gesteinskerne ergab, dass fast die gesamte Kontamination in der Tiefe auf eine Abwärtsströmung zurückzuführen war, die während der nur wenige Tage andauernden Phase mit offenem Bohrloch vor der Installation der Messgeräte stattfand. Der Bericht der US-amerikanischen National Academies über klüftiges Gestein zitiert diese Studie und stellt fest, dass zuvor saubere Klüfte bis zu einem Jahr lang kontaminiert blieben.
- Tag 0: Bohrung fertiggestellt – Brüche verbunden
- Tage 1–3: Vertikaler Querstrom – Verunreinigungen wandern nach unten
- Weeks: Matrixdiffusion – Masse dringt in Gestein ein
- Forever: Irreversible – Website-Modell beschädigt
Sterling et al. (2005): Fast die gesamte Tiefenverunreinigung erfolgte während des Zeitfensters mit offenem Bohrloch, nicht danach.
Auswirkungen für den Berater:
- Daten, die durch Kreuzkontamination verunreinigt sind, können das konzeptionelle Standortmodell verfälschen und unnötige eingehende Untersuchungen oder Sanierungsmaßnahmen auslösen.
- Ein Bohrloch, das oberflächliche Verunreinigungen in tiefere Schichten ausbreitet, führt bereits durch die Untersuchung selbst zu einer Haftung.
- Geophysikalische und hydraulische Daten aus offenen Bohrlöchern können durch vertikale Umgebungsströmungen beeinträchtigt werden (Pehme et al., 2007, GWMR 27(2):57–70).
Die Lösung: Der „Blank Liner“
Eine mit Urethan beschichtete Nylonauskleidung, die maßgenau an das Bohrloch angepasst ist, wird unter Wasserdruck umgestülpt, um das gesamte Loch noch am selben Tag der Bohrung abzudichten (Cherry, Parker & Keller, 2007, GWMR). Die mit Wasser gefüllte Auskleidung schmiegt sich an die Bohrlochwand an und dichtet Risse und Hohlräume vollständiger ab als herkömmliche Packer.
- Sofortiger Schutz: Verhindert vertikale Querverbindungen vom ersten Tag an – genau in dem Zeitraum, in dem laut Sterling Probleme auftreten.
- Vollständig entfernbar: Im Gegensatz zu Zementmörtel lässt sich die Auskleidung nach außen stülpen, wodurch das Bohrloch für geophysikalische Untersuchungen oder den Umbau zu einem mehrstufigen System erhalten bleibt.
- Funktionsdichtung: Ermöglicht die Erstellung von Durchlässigkeitsprofilen während der Installation, die Temperaturaufzeichnung unter abgedichteten Bedingungen (mit natürlichem Temperaturgradienten) sowie die Kartierung von NAPL mit reaktiven Abdeckungen – die Dichtung liefert Daten und schützt gleichzeitig.
- Anpassung an gesetzliche Vorschriften: Erfüllt direkt die Erwartungen der ITRC/EPA hinsichtlich der Minimierung der Zeit, in der Bohrlöcher an Standorten mit frakturiertem Gestein offen bleiben.
- Wasserschlauch
- Flötenauskleidung
- Liner auf Rolle (von innen nach außen)
- Wasserstand im Innenbehälter
- Statischer Wasserstand
- Grundwasser im Loch wird in die Formation gedrückt oder durch Pumpen entfernt
Fazit
Ein „Blank Liner“ kostet nur einen Bruchteil dessen, was ein erneut gebohrtes Bohrloch oder eine Runde umstrittener Analysedaten kostet. Die Abdichtung am Tag der Bohrung ist die kostengünstigste Versicherung gegen selbstverschuldete Kreuzkontamination. Die Aufsichtsbehörden haben das Argument bereits für Sie vorgebracht.
Wichtige Literaturhinweise: Sterling, Parker, Cherry et al. (2005) Ground Water 43(4) – PubMed 16029181; Cherry, Parker & Keller (2007) GWMR 27(2); Pehme et al. (2007) GWMR 27(2):57–70; ITRC FracRx-1 (2017); NRC/NASEM (2015).
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