Wie werden die Kohlenwasserstoff-Felder entdeckt

Gas kann auch teilweise in Erdöl gelöst sein oder den erhöhten Teil eines Erdölfeldes ausfüllen und damit die s.g. Gaskappe bilden. Daher wird Gas häufig zusammen mit Erdöl und Erdöl zusammen mit Gas gefördert.

Die Erkundung neuer Vorkommen ist die Aufgabe von Geologen und Geophysikern. Ihnen stehen technische und chemische Mittel zur Verfügung, die die Akkumulationspunkte der Kohlenwasserstoffe ziemlich genau ermitteln helfen. Allerdings ist die einzig sichere Ermittlungsmethode – ein Bohrloch niederzubringen.

Ein Kilometer und tiefer

Gas lagert im Erdinneren einige Tausend Meter bis zu einigen Kilometern tief und befindet sich in mikroskopisch kleinen Hohlräumen. Da Gas unter einem Druck gelagert ist, der einiges höher als der Atmosphärendruck ist, kommt es manchmal von selbst an die Oberfläche. Eben deswegen wurde das aus der Erde „emporschießende“ Feuer noch vor unserem Zeitalter zum Objekt kabbalistischen und religiösen Kultes.

85% der Erdgas- und Erdgaskondensat-Felder befinden sich in Naturbecken aus Sandgesteinen, sand-aleuritischen Gesteinen, oft mit Tonzwischenschichten. Die restlichen 15% sind in Karbonatgesteinen eingeschlossen.

Gibt es viel Erdgas?

Erdgas und Erdöl entstehen und sammeln sich im sedimentären Erdmantel an. Kleine Mengen dieser Kohlenwasserstoffe sind überall im Erdmantel vorhanden, große Ansammlungen aber kommen seltener vor. Auf der Erde sind gegen 600 Sedimentbecken entdeckt, denen die Erdöl-Gashaltigkeit eigen ist. Allerdings sind nur 40% des inzwischen erforschten Teils produktiv.

Karten der Geophysiker

Die Erdöl- und Erdgasexploration beginnt mit geologischen Aufnahmen, aufgrund derer geologische Karten erarbeitet werden, die den Aufbau des oberen Teils der Erdkruste aufzeigen.

Im Zuge der Feldarbeiten studieren die Geologen die an die Erdoberfläche kommenden Schichten der Gesteine, deren Zusammensetzung, Herkunft, Alter und Auflagerungsformen. Die Verbreitungsgrenzen dieser Gesteine werden auf topographische Karten aufgetragen, und es werden die Bereiche möglicher Lagerstätten von Bodenschätzen markiert. In diesen Bereichen werden weitere detaillierte Prospektierungs- und Erkundungsarbeiten durchgeführt, danach wird die primäre Abschätzung der Bodenschätze erstellt. Für die Untersuchung des Erdinneren werden gravitative, magnetische und seismische Aufschlussmethoden eingesetzt.

Gravitatives Prospektieren

Magnetisches Prospektieren

Seismisches Prospektieren

Gravitatives Prospektieren

Das gravitative Prospektieren basiert auf der Abhängigkeit der Schwerkraft von der Dichte der Gesteine: die mit Erdöl und Erdgas gesättigten Gesteine weisen die niedrigere Dichte als die wasserhaltigen Gesteine auf. Die Aufgabe der Geophysiker ist es, die Bereiche mit anomal niedriger Schwerkraft zu finden.

Magnetisches Prospektieren

Das magnetische Prospektieren basiert auf unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit der Gesteine. Aeromagnetische Aufnahmen lassen die Antiklinale entdecken – natürliche geologische Fallen für migrierende Kohlenwasserstoffe in einer Tiefe von bis zu 7 km.

Seismisches Prospektieren

Das seismische Prospektieren ermittelt die Struktur der Auflagerung der Gesteine mittels künstlich erzeugter elastischer Schwingungen (seismische Wellen) beim Passieren durch die Erdschicht. Physisch gesehen sind das dieselben akustischen Wellen wie auf der Oberfläche, die infolge der Umfeld-Störungen entstanden und von irgendeiner Oberfläche reflektiert worden sind. Die als Echo reflektierten seismischen Wellen werden von Seismographen erfasst. Die seismische Prospektion wird nicht nur zum Auffinden der Strukturen, die Kohlenwasserstoffe enthalten können, eingesetzt, sondern auch zur Auswahl eines optimalen Orts für Schürfbohrungen. Die seismische Methode wird häufig zusammen mit Bohrungen verwendet, um die Zuverlässigkeit der Prognosen zu erhöhen.

2D, 3D, und jetzt auch 4D

Die herkömmliche seismische zweidimensionale Prospektion (2D) wird allmählich durch die moderne dreidimensionale Prospektion ersetzt (3D). Das bedeutet, dass die Wissenschaftler nicht eine flache, sondern eine stereoskopische Abbildung des Erdkrustenschnitts erhalten, wo sich Bodenschätze befinden können. Es hat auch die Anwendung der seismischen vierdimensionalen Prospektion (4D) begonnen – die zeitlich wiederholten Beobachtungen der dreidimensionalen (3D) Aufnahmen sorgen für eine bessere Echtzeit-Kontrolle des Erschließungszustandes einer Lagerstätte.

Geochemisches Prospektieren

Es gibt auch geochemische Verfahren zum Auffinden von Kohlenwasserstofflager, die auf der Erforschung der chemischen Zusammensetzung von Grundwasser und des Gehalts darin gelöster Gase und enthaltener organischer Stoffe basieren – je näher zur Lagerung desto höher die Konzentration dieser Stoffe im Wasser.

Zuverlässig - Bohren

Allerdings sind nur Bohrungen das einzig zuverlässige Verfahren, zu ermitteln, ob in der Falle die industrielle Menge Erdgas bzw. Erdöl enthalten ist. Im Durchschnitt erweist sich nur jedes dritte erbohrte Objekt als ein Vorkommen.

Erforschung – Steigerung der Vorräte

Die Energiestrategie Russlands plant die Steigerung der Erkundungstätigkeit zur Erhöhung der Kohlenwasserstoff-Vorräte für den Zeitraum bis 2020.

Die Gazprom-Gruppe ist das weltweit größte Unternehmen hinsichtlich der Erdgasvorräte – über 33 Billionen Kubikmeter. Zu diesem Ergebnis verhalf dem Unternehmen seine wirksame Politik im Bereich der Auffüllung der Kohlenwasserstoff-Reserven. Seit 2005 gewährleistet Gazprom einen Überhang der Gasvorräte über dem Niveau der Ausbeute.

Eines der wirksamsten Mittel zur Steigerung der Vorräte bleibt die Erforschung. 2010 sicherten die Such- und Erkundungsarbeiten einen Zuwachs von über 547,7 Mrd. Kubikmeter Erdgas ab und somit seine Nachhaltigkeit von 108%. Gazprom arbeitet an der Optimierung des Umfangs und der Erhöhung der Wirksamkeit von Such- und Erkundungsarbeiten zur Sicherung des nachhaltigen mittelfristigen und langfristigen Ausbeutungswachstums weiter.