Bewertung der Förderbarkeit von Schiefergasreserven und des dreidimensionalen Entwicklungspotenzials: Eine Fallstudie des Weiyuan-Blocks, Becken von Sichuan

Warum dieses verborgene Gas für den Alltag wichtig ist

Während die Welt nach saubereren Alternativen zu Kohle und Öl sucht, ist tief im Schiefergestein gebundenes Erdgas zu einem wichtigen Brückenkraftstoff geworden. China, das große Mengen Gas importiert, ist besonders daran interessiert, mehr Energie aus eigenen Böden zu gewinnen. Diese Studie untersucht ein bedeutendes Schiefergasfeld im Südwesten Chinas – den Weiyuan-Block im Sichuan-Becken – um herauszufinden, wie viel Gas heute tatsächlich förderbar ist, wie viel noch im Boden verbleibt und wie intelligenter dreidimensionaler Bohrbetrieb weitaus mehr dieses verborgenen Ressourcenpotenzials erschließen könnte.

Ein Gasfeld, das nur eine dünne Schicht seines Gesteins nutzt

Im Weiyuan-Block wurden bereits Hunderte von Horizontalbohrungen in einen Stapel gasführender Schieferschichten getrieben, der zusammen als Wufeng–Longmaxi-Intervall bekannt ist. Trotz einer Gesamtschieferschichtdicke von etwa 44–54 Metern nutzen die vorhandenen Bohrungen jedoch hauptsächlich nur eine schmale Zone in der Mitte. Die Autoren zeigen, dass die während des Hydraulic-Fracturing erzeugten Brüche typischerweise nur 10–15 Meter hoch reichen und somit nur einen Bruchteil der vertikalen Gesteinssäule entwässern. Durch sorgfältiges Abgleichen der langfristigen Produktion jeder Bohrung mit Gesteinseigenschaften und Bruchhöhe stellten sie fest, dass im Durchschnitt nur etwa 13,8 Meter Dicke tatsächlich Gas beitragen – also ungefähr 30 Prozent des verfügbaren Reservoirs.

Messung dessen, was genutzt wurde und was bleibt

Um zu verstehen, wie effizient das Feld entwässert wird, schätzten die Forscher die „ultimative Förderung“ für Hunderte von Bohrungen und verglichen sie mit der Menge Gas, die ursprünglich im Gesteinsvolumen vorhanden war, das jede Bohrung beeinflussen kann. Sie kombinierten mehrere ingenieurwissenschaftliche Methoden und passten iterativ die angenommene vertikale Dicke des Gesteins an, das jede Bohrung speist, bis die berechnete Förderung mit der realen Produktion übereinstimmte. Im gesamten Weiyuan-Block fördert eine typische Bohrung letztlich etwa drei Viertel des Gases, das in ihrem aktiv durchströmten Gesteinsvolumen enthalten ist. Da die Bohrungen jedoch nur eine begrenzte Höhe des Schieferstapels erreichen, bleibt ein großer Anteil des Gesamtgases außerhalb der Reichweite der bestehenden Brüche.

Verborgenes Gas in unberührten Schichten ober- und unterhalb

Indem das Team das Gas, das bereits vom aktuellen Bohrnetz kontrolliert wird, von der gesamten geologischen Substanz subtrahierte, berechneten sie, dass im Hauptproduktionsgebiet noch etwa 1.690 × 10⁸ Kubikmeter Gas im Untergrund sitzen – deutlich mehr als bisher gefördert wurde. Ein Großteil dieses verbleibenden Gases liegt in vertikalen „Restzonen“ ober- und unterhalb des derzeit genutzten Bandes, nicht in unerforschten horizontalen Lücken zwischen den Bohrungen. Im Durchschnitt bleiben pro Standort mehr als 26 Meter Schieferdicke ungenutzt, wobei die dicksten ungenutzten Intervalle und die reichsten verbleibenden Reserven im östlichen Teil des Feldes konzentriert sind. Diese Erkenntnisse weisen auf klare geografische Hotspots hin, in denen zusätzliche Schichten durch neue Bohrungen gezielt angezapft werden könnten.

Nicht alle Gesteinsschichten sind gleichwertig

Die Studie unterteilt den Schiefer außerdem in höherwertiges „Typ I“-Gestein und mäßigeres „Typ II“-Gestein, basierend auf organischem Gehalt, Porenvolumen und Sprödigkeit. Mithilfe von Daten aus mehr als 180.000 Standorten in einem geologischen Modell quantifizierten die Autoren, wie viel Gas jeder Gesteinstyp pro Meter Dicke liefern kann. Sie fanden heraus, dass hochwertiges Typ-I-Gestein bei gleicher Dicke und Fläche etwa 3,7-mal so viel Gas produziert wie Typ II. Anders ausgedrückt: Es wären fast viermal so viel Typ-II-Dicke nötig, um die Produktion eines Meters Typ I zu erreichen. Diese Unterscheidung ist entscheidend für die Planung neuer dreidimensionaler Entwicklungen: Mehr Schichten allein reichen nicht aus – Betreiber müssen sich darauf konzentrieren, wo das verbleibende Gestein dick und von guter Qualität ist.

Die besten Stellen für zukünftige Bohrungen finden

Durch die Kombination von Karten ungenutzter Dicke, Gesteinsqualität und verbleibendem Gasreichtum suchten die Autoren nach Gebieten, die sich am besten für mehrlagige oder „dreidimensionale“ Entwicklung eignen. Bevorzugt wurden Zonen, in denen sowohl die Gesamtdicke der ungenutzten Schichten als auch die ungenutzten hochwertigen Gesteine beträchtlich waren und wo das verbleibende Gas pro Quadratkilometer hoch ist. Dieser Prozess identifizierte etwa 116,7 Quadratkilometer besonders vielversprechenden Untergrund im östlichen Weiyuan-Block, der schätzungsweise 700,7 × 10⁸ Kubikmeter Gas enthält, das durch gezielt platzierte neue Bohrlagen ober- oder unterhalb der bestehenden erschlossen werden könnte.

Was das für die künftige Gasversorgung bedeutet

Für Nicht-Fachleute ist die Kernbotschaft, dass das Schiefergasfeld Weiyuan – und wahrscheinlich viele andere – noch deutlich mehr Gas enthält, als heutige Bohrungen erreichen, selbst in Gebieten, die auf Karten bereits dicht wirken. Die heutigen Bohrungen durchreiten zumeist ein mittleres Band des Gesteins und lassen dicke Zonen gasreicher Schiefer ober- und unterhalb ungenutzt. Durch bessere Kartierung der produktivsten Schichten und der Stellen mit der größten ungenutzten Gesteinsdicke können Betreiber gestapelte Horizontalbohrungen planen, die wie Regalböden in einem hohen Lager funktionieren und Gas von oben nach unten erschließen, statt nur eine Ebene zu nutzen. Bei sorgfältiger Anwendung könnte dieser dreidimensionale Ansatz die inländische Gasproduktion deutlich steigern und die Energiesicherheit verbessern – zugleich würde die bereits vorhandene Infrastruktur besser genutzt.

Zitation: He, S., Li, X., Lin, Y. et al. Evaluation of shale gas reserve recoverability and three-dimensional development potential: a case study of the Weiyuan Block, Sichuan basin. Sci Rep 16, 7625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39245-5

Schlüsselwörter: Schiefergas, Weiyuan-Block, dreidimensionale Entwicklung, Reservoirnutzung, Sichuan-Becken