Öl und Gas

Guarbohnen und Hydraulic Fracturing


Guarbohnen: Links: Guarbohnenhaufen, gemeinfreies Bild von R. Loganathan. Rechts: Guarbohnen, Foto von Tracey Slotta, Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten, ARS Systematic Botany and Mycology Laboratory.

Eine Bohne, die Wasser in Gel verwandelt

Pulver aus der Bohne einer relativ unbekannten Pflanze aus Indien und Pakistan kann Wasser schnell in ein sehr dickes Gel verwandeln. Die Bohnen werden normalerweise zum Eindicken von Saucen und verarbeiteten Lebensmitteln wie Eis und Ketchup verwendet. Nun kaufen Bohrunternehmen, die hochviskoses Wasser zur Gewinnung von Öl und Erdgas aus engen Gesteinsformationen benötigen, Guarbohnen so schnell auf, wie sie angebaut werden.

Der Nachfrageschub hat die Preise vervielfacht und viele neue Landwirte in das Guarbohnengeschäft gelockt. In der Vergangenheit haben Indien und Pakistan über 80% des weltweiten Angebots an Guarbohnen produziert. Bauern in Texas, Oklahoma und anderen Bundesstaaten pflanzen jetzt Guarbohnen an, um von diesen hohen Preisen zu profitieren.

Warum hochviskoses Wasser benötigt wird

Enorme Mengen an Öl und Erdgas werden in unterirdischen Gesteinseinheiten eingeschlossen, die so dicht sind, dass keine Flüssigkeiten durch sie fließen können. Um das Öl und Erdgas freizusetzen, pumpen Bohrunternehmen Flüssigkeiten unter einem Druck, der hoch genug ist, um die unterirdischen Gesteinseinheiten zu zerbrechen. Dieser Vorgang wird als hydraulisches Brechen bezeichnet.

Die Zugabe von Guarbohnenpulver (auch als Guarkernmehl bekannt) zu diesem Wasser erhöht die Viskosität und macht das Hochdruckpumpen und den Bruchprozess effizienter.

Aus einem zweiten Grund wird hochviskoses Wasser benötigt. Sandkörner oder andere winzige Körnchen werden mit dem Wasser gemischt, das für den Bruchprozess verwendet wird. Wenn ein Bruch auftritt, werden diese als "Stützmittel" bekannten Körnchen durch den plötzlichen Wasserschwall, der mit dem Öffnen von Brüchen einhergeht, tief in die Gesteinseinheit befördert.

Wenn die Pumpen ausgeschaltet werden, sinkt der Wasserdruck in den Frakturen und die Frakturen schließen sich plötzlich. Wenn genügend Stützmittel in die Frakturen eingebracht wurden, verhindern sie, dass sich die Frakturen vollständig schließen. Diese teilweise geschlossenen Brüche werden dann zu Durchgängen, durch die Öl und Erdgas aus dem Gestein in den Brunnen fließen können.

Hochviskoses Wasser ist viel wirksamer, um Sandkörner zu suspendieren und in die Frakturen zu befördern.

Hydraulic Fracturing: Diese Abbildung zeigt eine Erdgasbohrung, die mit hydraulischem Aufbrechen entwickelt wird. Der Marcellus-Schiefer ist die gasführende Gesteinseinheit. Der Brunnen wurde bis zum Marcellus gebohrt und dann horizontal gedreht, um ihn für eine lange Strecke zu durchdringen. Das Aufbrechen erfolgt innerhalb des Marcellus, um den Gasfluss aus der Gesteinseinheit in den Brunnen zu erleichtern.

Was sind Guarbohnen?

Guarbohnen, auch Clusterbohnen genannt (Cyamopsis tetragonoloba) wurden im Nordwesten Indiens und Pakistans seit mindestens mehreren Jahrhunderten kultiviert. Guar ist eine einjährige Hülsenfrucht, die in einer Vielzahl von Bodentypen und in trockenen bis semiariden Klimazonen gut wächst.

Traditionelle Verwendung von Guarbohnen

Die Blätter und Bohnen der Guar-Pflanze werden traditionell als Tierfutter und als Gemüse für den menschlichen Verzehr verwendet. Landwirte nutzen die Fähigkeit der Guar-Pflanze, Stickstoff zu binden, indem sie sie als Gründüngung verwenden.

Guarbohnen werden geschält und gemahlen, um ein weißes Pulver herzustellen, das als Guargummi oder Guaran bekannt ist. Guarkernmehl ist wasserlöslich und wird in Rezepten als Verdickungsmittel verwendet. Es ist Maisstärke sehr ähnlich - hat aber ungefähr das Achtfache der "Verdickungskraft".

Andere industrielle Verwendungen von Guarkernmehl

Guarkernmehl wird beim Backen als Teigverdicker verwendet. Es wird zum Eindicken von Milchprodukten wie Milch, Joghurt, Käse, Eis und Sorbet verwendet. In verarbeiteten Lebensmitteln wird Guarkernmehl als Verdickungsmittel in Salatsaucen, Saucen, Ketchup, Suppen und vielen anderen Produkten verwendet. Guarkernmehl hat medizinische Verwendungszwecke, zu denen gehören: wasserlösliche Ballaststoffe, massenbildende Abführmittel und ein Sättigungsgefühl.

Guar Gum Economics

Traditionell wurde der größte Teil des weltweiten Angebots an Guarbohnen als Nahrung für Tiere und Menschen verwendet, von denen eine geringe Menge in die Lebensmittelindustrie floss. In den letzten Jahren begann die Verwendung von Guarkernmehl beim hydraulischen Brechen jedoch rapide zuzunehmen. Dieser plötzliche Anstieg der Nachfrage führte zu einer Verzehnfachung des Preises. 2011 exportierte Indien Guar im Wert von 915 Millionen US-Dollar in die USA, wobei der größte Teil des Produkts für die Öl- und Gasindustrie bestimmt war. Es war Indiens größter Agrarexport in die USA.

Guar-Bauern in Indien reagierten mit einer Zunahme der Anbaufläche, und Indiens größter Guar-Verarbeiter verteilte 3.000 Tonnen freies Saatgut an Bauern, die die Ernte testen wollten. Die hohen Preise dürften sinken, da immer mehr indische Landwirte Guarbohnen anbauen. Preisschwankungen sind jedoch weiterhin möglich. Der Anbau von Guar in Indien ist ein riskantes Geschäft, da die Ernte die richtige Menge Monsunregen erhalten muss, der zur richtigen Zeit im Wachstumszyklus eintrifft.

In den Vereinigten Staaten versuchen Chemiker, einen Ersatz für Guarkernmehl zu finden, und Bauern in Texas, Oklahoma, und anderen Bundesstaaten pflanzen Guarkernmehl an, um eine heimische Versorgungsquelle anzubieten.

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