Calcit (Calciumcarbonat) ist die häufigste Ablagerung in geothermischen Förderbohrungen. Innerhalb weniger Monate kann es den Bohrlochquerschnitt verengen, die Förderrate senken und ungeplante Stillstände verursachen. Die gute Nachricht: Mit dem richtigen Scale-Inhibitor und dem richtigen Dosierpunkt lässt es sich weitgehend verhindern.
Warum entsteht Calcit?
Das Reservoirfluid enthält unter hohem Druck gelöstes CO₂ und Calcium. Beim Aufstieg im Bohrloch sinkt der Druck, und in einer bestimmten Tiefe beginnt das Sieden (Flash). Dort geht CO₂ in die Gasphase über, der pH-Wert steigt und Calciumcarbonat wird übersättigt. Calcit lagert sich rasch in einer schmalen Zone knapp oberhalb des Flashpunkts ab.
Lage und Geschwindigkeit hängen von Reservoirtemperatur, CO₂- und Calciumgehalt, Förderrate und Kopfdruck ab. Ein niedrigerer Kopfdruck oder eine höhere Förderrate verlagert den Flashpunkt in größere Tiefe.
Anzeichen: Scaling früh erkennen
- Sinkende Förderrate bei gleicher Ventilstellung
- Unerwartete Änderungen des Kopfdrucks
- Calcium am Bohrlochkopf und Separator unter dem Reservoirwert
- Verringerter Durchmesser bei der Kalibrierfahrt (Go-Devil)
Vorbeugung
Die zentrale Methode ist die kontinuierliche Injektion eines Scale-Inhibitors unterhalb der Flashtiefe über eine Kapillarleitung. Der Inhibitor hemmt das Wachstum von Kristallkeimen und deren Anhaften an Oberflächen und wirkt schon in sehr geringer Konzentration. Bei der Auswahl zählen Temperaturstabilität, Calcium- und Alkalitätsniveau sowie die Verträglichkeit mit dem Korrosionsinhibitor.
BiyoGeo CS von Biyopol ist ein Polymer, das in einem von TÜBİTAK 1507 geförderten Projekt für türkische Geothermalfluide entwickelt wurde. Die Dosis wird anhand der Fluidanalyse und eines Feldversuchs festgelegt.
Chemische Vorbeugung oder mechanische Reinigung?
Aufbohren oder Säurereinigung entfernt die Ablagerung, verhindert aber nicht ihre Neubildung; jede Reinigung bedeutet Produktionsausfall sowie Geräte- und Personalkosten. Ein kontinuierliches Inhibitorprogramm reduziert den Reinigungsbedarf deutlich und sichert die Förderrate. In den meisten Feldern ist Vorbeugung wirtschaftlicher als Reinigung.
| Messung | Wann | Warum |
|---|---|---|
| Calcium und Alkalität (Kopf, Separator) | Wöchentlich / täglich im Versuch | Bestätigt, dass Calcium in Lösung bleibt |
| Förderrate und Kopfdruck | Kontinuierlich (SCADA) | Zeigt Querschnittsverengung |
| Restkonzentration des Inhibitors | Monatlich | Prüft die Dosis |
| Kalibrierfahrt | Jährlich / bei Verdacht | Bestätigt Lage und Dicke der Ablagerung |
Häufige Fragen
Wo bildet sich Calcit am häufigsten?
Meist im Bohrloch in einer schmalen Zone knapp oberhalb des Flashpunkts; auch am Bohrlochkopf, im Separator und in Oberflächenleitungen.
Wie wird die Inhibitordosis bestimmt?
Eine Startdosis wird aus Fluidanalyse, Temperatur-Druck-Profil und Förderrate berechnet und im Feldversuch anhand von Calcium- und Druckdaten optimiert.
Entfernt der Inhibitor bestehende Ablagerungen?
Scale-Inhibitoren lösen keine dicken, bereits gebildeten Ablagerungen; zuerst wird gereinigt, dann beginnt das kontinuierliche Vorbeugeprogramm.
Weitere Leitfäden
- Chemikalien für Geothermieanlagen (Überblick)
- Silika- und Metallsilikat-Scaling
- Korrosion in Geothermiesystemen
- Dosierung im Bohrloch über Kapillarleitung
- Fouling in Wärmetauschern und ORC-Anlagen
- Ablagerungen in Reinjektionsleitungen und -bohrungen
- Geothermische Fernwärme und Gewächshäuser
- Sulfidablagerungen (Stibnit, Eisensulfid)
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