Suche nach Öl und Gas

Wer dem Ursprung des Erdöls auf die Spur kommen will, muss eine Zeitreise in die Vergangenheit machen: Dort, wo einmal die Alpen in den Himmel ragen werden, liegt das mächtige Tethysmeer, in dem sich Fischsaurier um Seelilien und unzählige Einzeller tummeln. Auf einen Liter Wasser kommen 500 Millionen dieser Mikroorganismen. Sie sind die Voraussetzung für die Entstehung von Öl.

Dem Erdöl auf der Spur

Vor 200 Millionen Jahren, im Erdzeitalter des Juras, entstand der Stoff, der uns heute bewegt. Wie beim fossilen Energieträger Kohle sind organische Substanzen für die Bildung von Erdöl verantwortlich wie Algen und Kleinstlebewesen (Plankton). Nach ihrem Tod sinken sie auf den Meeresgrund. Einige verwesen, andere werden von der Strömung in Mulden und Senken gespült, wo Sauerstoff sie nicht zersetzen kann. Es bilden sich Bakterien. Sie zerfressen die Biomasse – Faulschlamm entsteht.

Der Druck der Tiefe

Nach und nach überlagern Sand- und Tonschichten den Planktonschlick und pressen ihn zusammen, bis er sich verfestigt und zu Muttergestein wird. In seinen Poren befindet sich die organische Substanz, aus der sich gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe, Gas und Öl, entwickeln werden. Je mehr Sedimentschichten sich auf dem Muttergestein ablagern, desto stärker wird das Gestein zum Erdinneren gedrückt. Dort erhitzt es sich mit zunehmender Tiefe. Die Hitze spielt bei der Entstehung von Öl eine wichtige Rolle, denn sie spaltet schwere Kohlenwasserstoffverbindungen in leichtere Moleküle. So löst sich bei einer Temperatur von 65 bis 120 Grad Celsius und unter dem Druck der Tiefe von 1.500 bis 3.000 Metern, Erdöl aus den Poren des Muttergesteins: Die Erdöllagerstätten entstehen.

Fast so alt wie die Welt

Erdöl ist ein sehr altes Gut. Vor 200 Millionen Jahren entstand der Stoff: Aus Algen und Kleinstlebewesen, die sich nach ihrem Tod auf dem Meeresgrund ablagerten, bildete sich zunächst Faulschlamm.

Druck ließ den Schlamm erhärten und presste das so entstandene Muttergestein Richtung Erdkern. Dort sorgte dann die zunehmende Hitze in Verbindung mit dem steigenden Druck, dass das Erdöl aus dem Gestein gedrückt wurde.

So bildeten sich die Lagerstätten, aus denen wir heute das Erdöl fördern. Es gibt drei Hauptarten von Lagerstätten. Das zeigt die untenstehende Grafik: 

Salzdom

Wenn Salzstöcke eine pilzförmige Gestalt entwickeln, drängen sie das erdölhaltige Muttergestein an den Rand. Etwa drei Prozent der Erdölvorkommen liegen in solchen Formationen.

Antiklinale

Rund 80 Prozent der bekannten Erdölreserven liegen im Erdinneren unter einer Wölbung oder Sattelstruktur (Antiklinale). Hier haben sich Erdschichten emporgewölbt und Erdöl sammelt sich unter der Kuppel.

Stratigrafische Falle

Bei dieser Lagerstättenart reicht ein Keil porösen Gesteins in undurchlässige Schichten. Erdöl sammelt sich an der höchsten Stelle. Ihr Anteil an den weltweiten Erdölreserven beträgt ca. zehn Prozent.

In der Falle

Der hohe Druck presst das Rohöl aus den Poren des Muttergesteins. In der Regel sammelt sich in den Porenzwischenräumen der einzelnen Gesteinsschichten Wasser an. Da aber Kohlenwasserstoffe leichter als Wasser sind, wandert das Rohöl so lange weiter nach oben, bis es auf eine undurchlässige Erdschicht stößt und aufgehalten wird – die Ölfalle. Der unter einer solchen Falle liegende poröse Kalk- oder Sandstein saugt die Ölmoleküle wie ein Schwamm auf. 

Schatzsuche mit moderner Technologie

Die Lagerstätten fossiler Energieträger liegen oft in unzugänglichen Gebieten. Eine einzige Bohrung kostet bis zu 50 Millionen US-Dollar – das wirtschaftliche Risiko ist groß. Deshalb ist es wichtig, Informationen über Ölvorkommen auf Satellitenbildern durch Analysen zu bestätigen. Genauere Daten liefern geophysikalische Untersuchungen.

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Mit künstlichen Beben auf Ölfeldsuche

Das am häufigsten angewandte Verfahren ist die reflexionsseismische Messung. Ähnlich, wie ein Lichtstrahl in einem Spiegel reflektiert wird, verhalten sich Schallwellen, die auf Gesteinsschichten treffen: Sie werden unterschiedlich reflektiert und kehren zur Oberfläche zurück. Das Prinzip machen sich Geophysiker bei der Suche nach Ölfeldern zunutze:

Wurden früher künstliche Beben durch unterirdische Sprengungen ausgelöst, so werden heute die Druckwellen meist durch schwere Vibratoren erzeugt. Diese befinden sich auf speziell dafür ausgerüsteten Fahrzeugen. Erdmikrofone (Geophone) nehmen das Echo der Erschütterungswellen auf. Sie werden in regelmäßigen Abständen in die Erde gesteckt und liefern Schalldaten zur Auswertung. Die Informationen werden in Messstationen in elektrische Impulse umgewandelt, digitalisiert und liefern ein Abbild der Erdschichten.

Seit einigen Jahren wird die Reflexionsseismik auch von Schiffen aus durchgeführt, um Ölvorkommen unter dem Meeresgrund aufzuspüren. Dabei sorgen sprengstofflose Druckluftpatronen (Luftpulser oder Airguns) für Erschütterungen des Meeresbodens. Wassermikrofone (Hydrophone), die Schiffe an kilometerlangen Kabeln hinter sich herschleppen, nehmen die Schallwellen auf.

Immer treffsicherer

Aus den Daten erstellen Geologen mit Computerprogrammen dreidimensionale Modelle des Untergrunds. Die Darstellungen zeigen, wo genau sich Erdöllagerstätten gebildet haben. Stieß man früher bei jeder elften Bohrung auf Öl, ist heute jeder sechste Versuch ein Treffer.

Eines der wichtigsten Projekte, mit dem BP die Vorreiterrolle bei geowissenschaftlichen Analysemethoden übernommen hat, ist das "Life-of-Field Seismic Programme": ein Forschungssystem, das das Management von Öl- und Gasfeldern optimiert. Das erste System dieser Art installierte BP im norwegischen Valhall-Feld. Dort sind auf dem Meeresboden Hunderte Sensoren verankert, die jede Bewegung und Veränderung registrieren. Durch den direkten Zugriff und die besondere Qualität der Informationen erhalten die Wissenschaftler ein präzises Bild vom Erdinneren. So entdecken sie Ölfelder, die sich in unmittelbarer Nähe befinden. 

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