Erdöl und Erdgas

Was ist Erdöl bzw. Erdgas?

Erdöl ist ein kompliziertes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. Erdöl hat verschiedene Erscheinungsmerkmale. Durch unterschiedliche Einflüsse während der Bildung in den einzelnen Entstehungsgebieten kann sich eine Vielzahl von Rohöl verschiedener Zusammensetzung bilden: es kann flüssig oder fest sein, schwefelhaltig sein oder nicht und Farben von strohgelb bis schwarz aufweisen.

Erdöl wird verwendet für z.Bsp.: Benzin, Heizöl, Kunststoffe, Farbstoffe

Erdgas ist ein Gemisch von leicht entzündlichen Kohlenwasserstoffen, welches vorwiegend aus Methan aber auch aus geringen Mengen Ethan, Propan und Butan besteht. Es findet Verwendung in der Petrolchemie und ist wichtiger Energielieferant.

Bedingungen für die Bildung von EG/EÖ

Die Lagerstättenbildung setzt voraus, dass mehrere Faktoren zeitlich und räumlich zusammentreffen.

Es muss eine über lange Zeit dichte Abdeckung vorhanden sein, sowie ein Speichergestein unter der Abdeckung, genügende Ausdehnung der Struktur und ein Muttergestein, das in der Lage ist, das die Kohlenwasserstoffe in das Gestein einwandern können. Außerdem ist es wichtig, dass bestimmte Vorgänge, wie tektonische Bewegungen oder eine starke Aufheizung des Gebirges ausbleiben, denn so würde die Struktur zerstört werden.

Für die Bildung von Erdöl liegt die optimale Temperatur zwischen 60 und 120 ° C, wie sie in einer Tiefe von 2000 bis 4000 Meter herrscht.

Bedingungen, wie sie für die Bildung von Erdölmuttergesteinen nötig sind, fanden sich vor allem in nicht allzutiefen, von offenen Ozeanen weitgehend abgetrennten Meeresgebieten. In Mitteleuropa herrschten entsprechende Bedingungen vor allem im Erdmittelalter, insbesondere am Ende des Jura, also vor circa 190 bis 210 Millionen Jahren.

Die Entstehung von Erdöl und Erdgas

1. Phase: Bildung von Erdölmuttergesteinen:

Erdöl/gas besteht aus organischen Stoffen wie Plankton (organische Substanz in der oberen Wasserschicht der Meere). Ein Teil des abgestorbenen Planktons sinkt auf den Meeresboden und wird dort, vor allem in flachen, schlecht durchlüfteten Gewässern von tonigen Sinkstoffen überdeckt. So wird die Substanz der schnellen Zersetzung durch den im Wasser gelösten Sauerstoff entzogen.

Diese organischen und anorganischen Sinkstoffe bilden Faulschlamm. Durch anaerobe (ohne Sauerstoff lebende) Bakterien wird der Faulschlamm zu einer Erdölmuttersubstanz (Kerogen) umgewandelt. Bei weiterem Absinken des Meeresbeckens schreitet die Sedimentation fort, aus dem ursprünglichen Sand, Ton oder Kalk entsteht Sandstein, Tonstein und Kalkstein. Dabei steigen Druck und Temperatur an. Aus der Erdölmuttersubstanz entsteht durch chemische Umsetzung flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe - Erdöl und Erdgas.

2. Phase: Migration (Wanderung):

Die Sedimente, die das Erdöl/Gas umhüllen, bestehen aus kleinen Körnchen, dazwischen befinden sich Hohlräume. In oberflächennahen Schichten sind sie mit Süßwasser gefüllt, in tieferen Schichten mit Salzwasser. Das Erdöl/Gas tritt in diese wassergefüllten Poren durch Druck ein und steigt auf (weil das Wasser schwerer ist als das EÖ/EG).

3. Lagerstättenbildung:

Das Erdöl/Gas steigt, bis es von einer undurchlässigen Schicht, wie Ton oder Salzlager gestoppt werden. Eine sogenannte Erdölfalle oder Lagerstätte entsteht.

Es gibt noch zwei andere Möglichkeiten der Entstehung von Erdgas:

Biogene Gase

Manche anaerobe Bakterien erzeugen Methan, wenn sie das im Sediment eingebettete organische Material angreifen. Das Methan sammelt sich in einer geologischen Falle an.

Gas aus Kohle

Bei der Umwandlung von Braunkohle zu Steinkohle zu Anthrazit werden große Mengen Methan abgegeben. Kohleflöze sind also Erdgasmuttergestein.

Lagerstätten

Man unterscheidet verschiedene Arten von Lagerstätten:

Aufwölbungs-Lagerstatte (Antiklinale)

Lagerstätten an einer gegen(gleich)läufigen Störung (Verwerfung)

Lagerstätten durch Gesteinswechsel (Fazieswechsel)

Ausbiß-Lagerstättene unter übergreifenden (transgredierenden) Schichten

Lagerstätte in einem Korallenriff

Lagerstätte unter einer Unterschiebung

Lagerstätte durch Schichtaufschleppung an einem Salzstock

Kombination einer Verwerfung mit einer antiklinalen Struktur

Die Antiklinalen stellen den Lagerstättentyp mit der größten Bedeutung dar Aufwölbungen mit allseits abfallenden Flanken bieten bei entsprechender Flächenausdehnung die besten Chancen für große Lagerstätten.

In nahezu allen Öl- und Gasfeldern beobachtet man Kombinationen von verschiedenen Fallentypen. Fast alle großen Antiklinal - Lagerstätten werden auch von Störungen durchzogen, und vor allem die an Salzstöcke gebundenen Felder sind oft tektonisch außerordentlich kompliziert.

Abbau von Erdöl und Erdgas

Die Suche nach Erdöl und Erdgas

Bevor man mit dem Abbau von Erdöl bzw. Erdgas beginnt, wird das Gebiet untersucht, da eine Bohrung sehr teuer ist. Dabei gibt es verschiedene Verfahren zur Erkundung der Erdschichten:

Erdmagnetische Messungen

Gravimetrische Verfahren

Reflexionsseismik

Lassen die Ergebnisse der Untersuchungen auf geeignete Gesteine und strukturelle Elemente schließen, wird die beste der entdeckten Strukturen durch eine Bohrung ("Wildcat") erkundet. Sie dient hauptsächlich dazu, den Poreninhalt der verschiedenen Schichten festzustellen. Ferner soll sie Informationen über die durchbohrten Gesteine erbringen, und drittens wird durch entsprechende Messungen ermittelt welche Druck - und Temperaturverhältnisse in der Tiefe herrschen. Findet man Öl, wird die Bohrung so komplettiert, dass man es auch fördern.

Bohrverfahren

Heutzutage findet man fast ausnahmelos das Rotary-Bohrverfahren.

Ist die Bohrung erfolgreich verlaufen, wird das Erdöl oder Erdgas hinaufgepumpt. Auch hier gibt es verschiedene Verfahren, z.Bsp. die Eruptive Förderung, das Gasliftverfahren und die Tiefpumpenförderung,

Bedeutende Lagerstätten

Nord-Amerika:Alaska, Denver, Dallas, Mexiko

Süd-Amerika: Maracaibo(-becken)

Asien: China, Persischer Golf, Saudi-Arabien

Rußland: Sibirien, Wolga-/Uralgebiet, Westsibirien

Afrika: Nigeria, Nordsahara

Europa: Nordsee, Rumänien

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