Erdöl als natürliche Ressource
1. Definition
- natürlich vorkommend
- ölig bis bituminöse (ca. 13%; teerartiger Destillationsrückstand, langkettige KW- Verbindungen) Flüssigkeit
- Unbehandeltes Erdöl = Rohöl
2. Zusammensetzung/Bestandteile
a) Allgemein
- Feste/flüssige Bestandteile
- verschiedene organische Stoffe
- größtenteils Gemische ® 100-200 KW
- weiterhin: schwefel-, stickstoff-, sauerstoffhaltige Verbindungen
b) Rohöl
- 3 Hauptbestandteile:
- Alkane (kettenförmige Paraffine)
- Cycloalkane (gesättigte Ringverbindungen)
- aromatische Verbindungen (ungesättigte Ringverbindungen®z.B. Benzole, Phenole, Anthracene)
3. Entstehung
- Ort: im Meer ® sauerstoffarmes (anaerobes) Milieu® Verhinderung d. Verwesung
- Aus Plankton (abgestorb. Pfl. und tier. Kleinstlebew., die auf Meeresgrund absinken)
- z.B.: Schwarzes Meer
- Meeresgrund ® Faulschlamm/SAPROPEL lagert sich ab (vermischt mit feinem Sand, Schluff, Ton) ® aus Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten
- ® Entstehung d. unverfestigten, feinkörnigen Erdölmuttergesteins = Sedimentit
- Erdölmuttergestein (EMG)®geringe organische Anteile
- Weitere Sedimentation ® EMG ® in tiefere Schichtniveaus ® Anstieg: Druck, Temp. (max.200°C)
- Umwandlung des Sapropels ® Bakterien bei Umwandlung d. organ. Bestdt.
- Katalysatoren = Metalle: Cu, Ni, Mo, V und Tonminerale
- Zwischenstufe®KEROGEN (aus org. Verbind.)
- Schließlich: Abbau org. Substanzen zu einfachen KW (Paraffine, Naphtene)
- Druckzunahme ® Poren d. Muttergesteins zusammengedrückt ® Porenwasser, Erdöl, Erdgas herausgequetscht ® Migration (Aufsteigen dieser leichteren Bestandt. durch Kapillarkräfte) ® Trennung nach Dichte und Viskosität
- Grobkörnige, durchlässige Gesteine (Sandsteine, zerklüftete Kalksteine, Dolomite) bilden SPEICHERGESTEINE (SG) (Sammlung der wandernden Substanzen)
- SG ® von unten nach oben:
- Erdwachs
- salzhaltige Ölwässer
- Schweröl
- Leichtöl
- Erdgas (kann wegen Flüchtigkeit wandern)
- Bildung einer Lagerstätte: undurchlässige Deckschichten ® decken SG nach oben ab ®
verhindern weitere Migration ® Ansammlung d. Erdöl in größeren Mengen
- Lagerstätten = Erdölfallen (oben Erdgas unten Erdöl):
a) Antiklinalfalle
b) Stratigraphische Falle
c) Tektonische Falle
d) Ölfalle an Salzblöcken
Bsp.:
- Sättel (Falten ® Erdöl sammelt sich in Scheitel)
- Verwerfungen
- Transgressionen
- Salzstöcke (Erdöl unter Dächern und Flanken)
- faszielle Gesteinsunterschiede (Umschließungen)
- Zeitdauer d. Erdölbildung: ca. 10000 Jahre
- Ohne Deckschicht ® austreten flüchtiger Bestandteile, sinkende Temp. ® Stoffe zähplastisch ® Ölsandvorkommen (ca.500Mrd. t)
- Oder Bindung d. KW in tonigem, schiefrigem EMG ® Ölschiefer (ca. 450 Mrd. t)
4. Historische Entwicklung
- schon seit Antike im Mittelmeerraum bekannt
- Renaissance ® Quirinöl als Heilmittel
- Seit 19.Jh. ® sytematische Ausbeutung d. Rohöls
- Lampenbrennstoff
- Forschungen ® Entwicklung d. Petroleums (A.Gessner 1852)
- Suche nach großen Lagerstätten
- Erste Bohrungen ® 1857-1859 (z.B. E.L.Drake in USA)
- Neue Theorien, Erkenntnisse, Forschungen ® wachsende moderne Erdölindustrie
- Wichtig für ersten Automobile
5. Heutige Gewinnung
- Zusammenwirken vieler Bereiche: Geologie, Paläontologie, Geophysik, Geochemie, Photogrammetrie
- Finden von Lagerstätten ® geologische Kartierung d. Sedimentgesteine ® Interpretation für tiefere Schichten/Strukturen
- Moderne seismische Verfahren
- Probebohrungen
a) PRIMÄRFÖRDERUNG
- Rotary – Verfahren:
- Gestängestrang hängt an Bohrturm ® Strang wird durch Drehtisch an Bohrturm gedreht
- Bohrmeißel (Strangende) ® 3 konische Räder mit Spitzen
- Bohrklein durch Pumpenspülmaschine an Oberfläche
b) FORCIERTE ERDÖLFÖRDERUNG (intensivierte Förderung, ergänzend)
- Wassereinpressung
- Fluten der Bohrlöcher mit Wasser®Steigerung d. Druckes
- Dampfeinpressung
- bei zähflüssigem Öl ® heißer Wasserdampf treibt Öl nach oben, erhöht Flüssigkeit
c) OFFSHOREBOHRUNGEN
Häufig gestellte Fragen zu "Erdöl als natürliche Ressource"
Was ist Erdöl?
Erdöl ist eine natürlich vorkommende, ölige bis bituminöse Flüssigkeit. Unbehandeltes Erdöl wird als Rohöl bezeichnet.
Woraus besteht Erdöl?
Erdöl besteht aus festen und flüssigen Bestandteilen, verschiedenen organischen Stoffen und hauptsächlich aus Gemischen von 100-200 Kohlenwasserstoffen. Es enthält auch schwefel-, stickstoff- und sauerstoffhaltige Verbindungen.
Welche Hauptbestandteile hat Rohöl?
Rohöl besteht hauptsächlich aus Alkanen (kettenförmige Paraffine), Cycloalkanen (gesättigte Ringverbindungen) und aromatischen Verbindungen (ungesättigte Ringverbindungen, z.B. Benzole, Phenole, Anthracene).
Wie entsteht Erdöl?
Erdöl entsteht im Meer in sauerstoffarmem Milieu aus Plankton, das auf den Meeresgrund absinkt. Aus dem Faulschlamm (Sapropel) bildet sich das Erdölmuttergestein (Sedimentit). Durch weitere Sedimentation, Druck- und Temperaturanstieg wird der Sapropel durch Bakterien und Katalysatoren in Kerogen und schließlich in einfache Kohlenwasserstoffe umgewandelt.
Was ist Migration im Zusammenhang mit der Erdölentstehung?
Migration bezeichnet das Aufsteigen von Porenwasser, Erdöl und Erdgas durch Kapillarkräfte, nachdem der Druck im Muttergestein die Poren zusammengepresst hat. Die Stoffe trennen sich nach Dichte und Viskosität.
Was sind Speichergesteine?
Speichergesteine sind grobkörnige, durchlässige Gesteine wie Sandsteine, zerklüftete Kalksteine oder Dolomite, in denen sich die wandernden Substanzen (Erdöl, Erdgas) sammeln.
Was ist eine Erdölfalle?
Eine Erdölfalle ist eine Lagerstätte, in der undurchlässige Deckschichten das Speichergestein nach oben abdecken und so die weitere Migration verhindern, wodurch sich das Erdöl in größeren Mengen ansammeln kann. Beispiele sind Antiklinalfallen, stratigraphische Fallen, tektonische Fallen und Ölfallen an Salzblöcken.
Wie lange dauert die Erdölbildung?
Die Erdölbildung dauert etwa 10.000 Jahre.
Seit wann ist Erdöl bekannt?
Erdöl ist schon seit der Antike im Mittelmeerraum bekannt. Im 19. Jahrhundert begann die systematische Ausbeutung des Rohöls.
Wie wird Erdöl heute gewonnen?
Die Erdölgewinnung erfolgt durch geologische Kartierung, seismische Verfahren und Probebohrungen. Es gibt Primärförderung (Rotary-Verfahren), forcierte Erdölförderung (Wassereinpressung, Dampfeinpressung) und Offshorebohrungen.
Was ist das Rotary-Verfahren?
Das Rotary-Verfahren ist eine Methode der Primärförderung, bei der ein Gestängestrang mit einem Bohrmeißel durch einen Drehtisch an einem Bohrturm gedreht wird. Das Bohrklein wird durch eine Pumpenspülmaschine an die Oberfläche befördert.
Was ist forcierte Erdölförderung?
Forcierte Erdölförderung ist eine ergänzende Methode zur Steigerung der Förderung, bei der Wasser oder Dampf in die Bohrlöcher eingepresst wird, um den Druck zu erhöhen und das Öl nach oben zu treiben.
Was sind Offshorebohrungen?
Offshorebohrungen sind Erdölbohrungen in Meeresölfeldern, die von Bohrinseln aus durchgeführt werden.
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- Christoph Hiller (Author), 2001, Erdöl als natürliche Ressource, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/101210
