Fördern von Öl und Gas

Die weltweiten Ölreserven steigen jährlich immer weiter an: Durch neue Techniken können heute Quellen in zuvor unzugänglichen Gebieten erschlossen und bestehende Ölfelder besser ausgeschöpft werden.

In die Tiefe bohren

Ein großer Teil der Erdölvorkommen wird nicht auf dem Festland (Onshore) gewonnen, sondern auf dem Meer (Offshore). Sie liegen vorwiegend in den küstennahen und flacheren Meeresgebieten der Kontinentalschelfe: in der Nordsee, im Karibischen Meer oder im Golf von Mexiko.

Trotz der unterschiedlichen äußeren Bedingungen werden die meisten Bohrungen senkrecht in die Tiefe getrieben. Am häufigsten kommt das Rotary-Verfahren zum Einsatz. Dabei hängt das Bohrgestänge an einem Flaschenzug im rund 30 bis 40 Meter hohen Bohrturm. Der Meißel am Ende des Bohrgestänges gräbt sich mit rotierenden Bewegungen durch die Erdschichten. Gesteinsbröckchen (Bohrklein), die sich bei der Bohrung lösen, müssen an die Erdoberfläche transportiert werden. Hierzu wird Spülflüssigkeit durch das hohle Bohrgestänge gepumpt und durch den Meißel in das Bohrloch geleitet.

Illustration eines Bohrmeißels, wie er für Bohrungen im Rotary-Verfahren eingesetzt wird.

Die Spülung kühlt auch das Gestänge, schmiert den Meißel und stützt die Bohrlochwand, indem sie den Raum zwischen Rohr und Gestein ausfüllt. Ab einer gewissen Tiefe werden Stahlrohre einzementiert, um das Bohrloch dauerhaft zu stabilisieren. Trifft die Bohrung auf Speichergestein, entnehmen Experten ein größeres Gesteinsstück (Bohrkern) zur Analyse. Die Förderung beginnt, wenn die Ergebnisse auf eine wirtschaftlich interessante Quelle hinweisen.

Um die Ecke bohren

Neben dem Rotary-Verfahren zählt heute das Richt- bohren zu den wichtigsten Bohrmethoden. Die Technik ermöglicht es, eine senkrechte Bohrung horizontal wie eine sich windende Schlange um- zuleiten. Von einer Plattform aus werden mit nur einer Bohrung die versetzten und in verschiedenen Tiefen liegenden Ölfallen einer Lagerstätte erreicht.

Schwer zugängliche Ölfelder, die sich beispielsweise unter besiedelten Gebieten, am Fuß von Gebirgen, unter Sümpfen oder unter harten Gesteinsschichten befinden, werden auf diese Weise erschlossen. So lassen sich die Förderraten in weitflächigen Lagerstätten deutlich erhöhen.

Aus der Tiefe des Raums

Nachdem die Bohrmannschaft das Bohrloch aus- zementiert hat, installiert sie das Steigrohr. In der ersten Phase fließt das Erdöl durch den natürlichen Lagerstättendruck nach oben. Sinkt der Druck, über- nehmen Tiefenpumpen oder Plungerpumpen mit einem langsam auf und ab wippenden Pferdekopfantrieb den Transport. Lässt der Druck im Inneren des Felds weiter nach, wird zur Ankurbelung des Ölflusses Wasser in die Lagerstätte hineingepresst. Es lösen sich Erdöltropfen aus den dichten Gesteinsporen und werden als Gemisch aus Wasser, Gas und Öl ins Steigrohr gedrückt. Durch Zugabe von Kohlensäure oder anderen chemischen Mitteln wird die Ausbeute gesteigert. Dabei nimmt die Oberflächenspannung des festsitzenden Erdöls ab, es löst sich leichter aus dem Gestein und erhält eine bessere Fließgeschwindigkeit.

Wird Öl gefördert, strömt in der Regel aufsteigendes Wasser, das sich unterhalb des Öls angesammelt hat, in die Poren des Speichergesteins und verhindert eine Absenkung der Erdschichten. Es entstehen so keine Hohlräume wie beim Kohlebergbau.

Jede Tonne zählt

Durch die mittlerweile aufwendige Erschließung von schwer zugänglichen Erdölvorkommen erhöhen sich die Förderkosten. Die Ausbeute einer Lagerstätte liegt heute bei 35 Prozent und kann zukünftig durch die Weiterentwicklung der Bohr- und Fördertechnik auf 50 Prozent gesteigert werden.

Neben herkömmlichen Öllagerstätten werden zusätzlich andere Formen von Lagerstätten erschlossen: In Millionen von Jahren hat sich durch abgestorbenes Plankton Erdöl auch in Poren von Gesteinen als Ölsand und in porösen Gesteinsschichten als Ölschiefer abgelagert. Die größten Lagerstätten von Ölsanden liegen in Venezuela und West-Kanada und werden im Tagebau gefördert. Nachteile: Das Verfahren ist erheblich teurer und energieaufwendiger. Es entstehen hier beim heutigen Stand der Technik noch deutlich höhere CO2-Emissionen als bei der konventionellen Förderung. Ölschiefer ist ein geschichtetes Sedimentgestein aus tonigem oder kalkigem Gestein. Es wird wegen seiner geringen Ausbeute bisher kaum zur Gewinnung von Öl genutzt.

Erforderliche Reisevorbereitung

Das gewonnene Erdöl ist für die Weiterverarbeitung in Raffinerien noch nicht geeignet. Verschiedene Prozesse sind erforderlich, um es auf den Transport vorzubereiten. In speziellen Aufbereitungsanlagen wird das Rohöl von Lagerstättenwasser und Sand befreit. Dann werden in einem Gasabscheider die Gasanteile entfernt und Wasserreste sowie Salzrückstände herausgefiltert. 

Das Rohöl wird bis zum Weitertransport in Öltanks gelagert. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten für den Transport: Die einfachste Methode ist heute, das Öl durch lange Rohrleitungen (Pipelines) von der Sammelstelle im Ölfeld zur Raffinerie zu leiten. Das lohnt sich jedoch nur bei sehr großen Ölmengen und einer günstigen Entfernung. Ist das nicht der Fall, wird das Öl auf Tankschiffe verladen. Ursprünglich wurden im vorletzten Jahrhundert Holzfässer eingesetzt. Von damals stammt die Maßeinheit Barrel (Fass) mit 159 Litern, auf die sich der weltweite Ölpreis bezieht.

Welt der Tiefseebohrung

BP rechnet damit, dass im kommenden Jahrzehnt mehr als die Hälfte der Erdölförderungen in der Tiefsee stattfinden wird. Um aus bislang unzugänglichen Ressourcen nutzbare Reserven zu machen, ist leistungsfähige Technik gefragt. Offshore-Bohrungen erfolgen in der Regel von Plattformen, Hubinseln oder Halbtauchern aus. Bei den Plattformen trägt ein Stahl- oder Betonfuß, der bis zum Meeresboden reicht, die über dem Wasserspiegel liegenden Einrichtungen. Hubinseln stehen auf höhenverstellbaren Stahlgerüststelzen. 

Sie kommen in Küstengebieten zum Einsatz. Halbtaucher werden von Schwimmkörpern (Pontons) getragen und durch Ballasttanks und Stahlseile stabilisiert. Sie sind am Meeresboden verankert und haben einen eigenen Antrieb. Damit sind sie mobil einsetzbar und liegen vor allem in offenen tiefen Ozeanen wie dem Golf von Mexiko und Alaska oder dem Beringmeer.

Weitere Quellen

Mehr zur Fördertechnologie finden Sie auf bp.com 

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Und in der BP Broschüre "Erdöl bewegt die Welt" haben wir die wichtigsten Punkte zu unserem Geschäft zusammengestellt.