Inaktive Öl- und Gasbohrungen in Kanada: Mikrobiell erzeugtes Methan 1.000-mal höher als gedacht

Inaktive Öl- und Gasbohrungen in Kanada setzen einer neuen Untersuchung zufolge mikrobiell erzeugtes Methan in Größenordnungen frei, die rund 1.000-mal über bisherigen Schätzungen liegen.

Die Ergebnisse machen deutlich, dass manche Bohrungen die Atmosphäre noch lange mit Gas versorgen können – selbst dann, wenn das Öl oder Gas, für das sie einst abgeteuft wurden, längst erschöpft ist.

Was die Proben gezeigt haben

In einer Erhebung an 401 nicht produzierenden Bohrungen trat mikrobiell erzeugtes Methan deutlich häufiger auf, als frühere Abschätzungen vermuten ließen.

Mary Kang von der McGill University führte einen großen Teil dieser bislang übersehenen Belastung auf Gas zurück, das aus vergleichsweise flachen geologischen Formationen nach oben steigt.

Die Befunde ersetzten die bisherige Erklärung aus tieferen Quellen jedoch nicht einfach, sondern zeigten: Ältere Bohrungen können Methan aus mehreren unterirdischen Schichten gleichzeitig entlüften.

Diese Überlagerung kann dazu führen, dass das Leck an der Oberfläche erkennbar ist, bevor klar ist, über welchen Weg und aus welcher Schicht das Gas tatsächlich nachgeliefert wird.

Warum flaches Gas wichtig ist

Unterirdische Mikroorganismen bilden mikrobielles Methan – ein Gas, das von winzigen Lebewesen unter Sauerstoffausschluss erzeugt wird. Die Studie zeigt, dass alte Bohrungen dieses Methan an die Oberfläche abgeben können.

Anders als Gas, das in tiefen Erdöl- und Erdgaszonen „gekocht“ wurde, kann diese flachere Quelle überdauern, selbst wenn das ursprüngliche Reservoir, das Unternehmen erschließen wollten, bereits versiegt ist.

„Methan ist ein starkes Treibhausgas, wenn es in die Atmosphäre freigesetzt wird, unabhängig von seinem Ursprung“, sagte Kang.

Methan zu mindern wirkt kurzfristig besonders stark, weil das Gas über einen Zeitraum von 100 Jahren mehr als 28-mal so viel Wärme zurückhält wie Kohlendioxid.

Die Quellen von Methan nachverfolgen

Um unterschiedliche Methanquellen voneinander zu trennen, werteten die Forschenden stabile Isotopensignaturen aus – chemische Fingerabdrücke, die Hinweise darauf geben, wo ein Gas entstanden ist.

Zusammen mit der jeweiligen Gaszusammensetzung nutzte das Team diese Hinweise, um die Emissionen aus 100 beprobten Bohrungen einzuordnen.

Thermogene Gase aus tiefen Erdölzonen treten typischerweise zusammen mit weiteren, schwereren Gasen auf, während viele flache mikrobielle Gase chemisch deutlich einfacher zusammengesetzt sind.

Diese umfassendere Charakterisierung ist entscheidend, weil Sanierungsmaßnahmen scheitern können, wenn Einsatzteams falsch einschätzen, welche geologische Schicht das Leck speist.

Gas aus flachen und tiefen Quellen

Die Mehrheit der undichten Bohrungen gab weiterhin thermogenes Methan ab – also Methan, das entsteht, wenn vergrabenes organisches Material über Millionen Jahre im Untergrund erhitzt wird.

Gleichzeitig trat mikrobielles Gas wesentlich häufiger auf, als es ältere Arbeiten nahegelegt hatten, was das bisherige Bild darüber, was inaktive Bohrungen freisetzen, durcheinanderbringt.

Mehrere Proben wirkten zudem gemischt, was darauf hindeutet, dass sowohl flache als auch tiefe Schichten Methan über dieselbe alternde Infrastruktur nach oben transportieren.

Diese Überlappung hilft zu erklären, warum frühere Erhebungen einen beträchtlichen Anteil des mikrobiellen Beitrags übersehen haben.

Wege durch alte Bohrungen

Nicht produzierende Bohrungen können als vertikale Fluchtwege fungieren und gasführende Schichten im Untergrund mit Armaturen, Bohrlochköpfen und Leckstellen nahe der Oberfläche verbinden.

Für Westkanada beschrieb eine Studie aus dem Jahr 2020, dass Gas über die Verrohrung, durch Zementierungsfehler sowie über Wege außerhalb des Bohrlochs entweichen kann.

„Die genaue Quelle dieses Methans ist jedoch oft unklar, weil der Untergrund ein komplexes System mit mehreren gasführenden Formationen ist“, sagte Kang.

Diese Komplexität bedeutet, dass ein Team zwar das sichtbare Leck abdichten kann, dabei aber den unterirdischen Zufuhrweg verfehlt, der weiteres Gas nachliefert.

Die größten Quellen identifizieren

Frühere Feldarbeiten der McGill University zeigten, dass die obersten 12 Prozent der emittierenden Bohrungen für 98 Prozent der Emissionen verantwortlich waren.

Weil ein kleiner Anteil den Großteil der Leckagen verursacht, verdecken breit gemittelte Werte gerade die Standorte, die am stärksten ins Gewicht fallen.

Mikrobielles Methan erschwert diese Suche zusätzlich, weil auch unauffälligere Bohrungen Klimabelastungen aus flacheren Formationen freisetzen können.

Die Konsequenz ist eindeutig: Die schlimmsten Emittenten müssen schnell gefunden werden, und kleinere Lecks sollten frühzeitig gestoppt werden, damit sie nicht zu dauerhaften Quellen werden.

Ein neues Maß für Methanemissionen

Ältere Schätzungen behandelten mikrobielles Methan meist als selten – auch deshalb, weil tiefes Erdölgas leichter zu erkennen war.

Das Team kombinierte mehrere chemische Hinweise, statt sich auf einen einzelnen Marker zu verlassen, der durch Mischung oder Gasbewegungen verfälscht werden kann.

So kann tiefes Gas mitunter irreführend „leicht“ erscheinen, während gemischte Gase die Abgrenzung in die andere Richtung verwischen.

Mehrere Indizien zu nutzen beseitigte nicht jede Unsicherheit, senkte aber das Risiko, Leckagen falsch zuzuordnen.

Was Reparaturen blockieren müssen

Programme zum Verfüllen und Überwachen konzentrieren sich oft auf Bohrungen, die bereits als starke Lecker bekannt sind – doch die Art der Quelle bestimmt, welche Maßnahme wirklich passt.

Gas, das durch das zentrale Stahlrohr aufsteigt, kann eine andere Lösung erfordern als Methan, das aus benachbarten Formationen nachströmt.

Proben aus Ventilen nahe der Bohrlochoberkante deuteten teils auf flachere Formationen hin und zeigten damit, dass die Oberflächenhardware unterschiedliche Wege sichtbar machen kann.

Das ist auch finanziell relevant, weil Teams Zeit und Geld in das Abdichten von Symptomen stecken können, während der unterirdische Pfad weiterhin offen bleibt.

Methan aus alten Ölbohrungen gezielt mindern

In Kanada gibt es nahezu 500.000 nicht produzierende Öl- und Gasbohrungen; selbst wenn nur ein Teil davon undicht ist, summiert sich die Belastung.

Die meisten dieser Bohrungen liegen in den westlichen Provinzen, wo eine lange Öl- und Gasgeschichte eine enorme Last für Stilllegung und Sanierung hinterlassen hat.

Auch Kalifornien und andere Förderregionen in den USA haben vergleichbar undichte Bohrungen dokumentiert – das Problem macht also nicht an Grenzen halt.

Neu ist vor allem die „Quellenkarte“: Einige alte Bohrungen scheinen Methan aus Schichten zu entlüften, die bisher niemand gezielt im Blick hatte.

Damit sind alte Bohrungen nicht bloß zurückgelassene Technik, sondern aktive Fluchtwege für Methan aus mehr als einer unterirdischen Quelle.

Dieses neu gerahmte Bild sollte die Überwachung stärker auf Reparaturen ausrichten, die zum jeweiligen Leck passen, während Forschende weiter prüfen, wie Gas durch den überdeckten Fels im Untergrund in Bewegung bleibt.