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Erdöl

Bohrinsel
Bohrinsel

bohrinsel

Archiv: Stefan Schorn (Stefan)
Ölbohrung
Ölbohrung

Ölbohrung nach dem Rotary-Verfahren

Archiv: Stefan Schorn (Stefan)

Inhaltsverzeichnis




Entstehung

Erdöl ist ein in der Natur vorkommendes Gemisch aus vielen verschiedenen Kohlenwasserstoffen.

Man nimmt heute allgemein an, dass es letzlich aus tierischen und pflanzlichen Lebewesen vor Millionen von Jahren in abgeschlossenen Meeren entstanden ist. Die abgestorbenen Teile dieser Lebewesen sanken zu Boden und bildeten einen Faulschlamm, der unter Sauerstoffabschluss allmählich zersetzt und von weiteren Meeresablagerungen überdeckt wurde. Unter Druck und Wärme erfolgte so eine allmähliche Umwandlung in die zahlreichen Bestandteile des Erdöls.

Bis heute sind noch nicht alle Vorgänge der Erdölentstehung geklärt. Sicher ist es ist ein fortlaufender Prozess, der immer noch anhält.

Die weltweiten Erdöllagerstätten verteilen sich altersmäßig folgendermaßen: 17 Prozent stammen aus der Kreide, 13 Prozent aus dem Jura und etwa 12 Prozent aus dem Paläozoikum.


Verwendung

Verwendet wird Erdöl hauptsächlich als Brenn-und Kraftstoff, sowie in der chemischen Industrie zur Herstellung von:

  • Arzneimitteln
  • Dünger,
  • Nahrungsmitteln,
  • Kunststoffen,
  • Baustoffen,
  • Farben
  • Textilien

Erdölbohrturm
Erdölbohrturm

Der erste von E.L. Drake bei Titusville (USA) errichtete Erdölbohrturm der Erde (erste fündige Bohrung in 21,2 m Tiefe am 27.08.1859).

rtbstone

Geschichte

Oberirdische Erdölvorkommen sind im Mittelmeerraum seit der Antike bekannt. Man nutzte das Erdöl zum Abdichten der Boote, zum Imprägnieren von Geweben und als Brennstoff für Fackeln.

Pechelbronn im Elsaß war der Ort im europäischen Kulturkreis, an dem zuerst Erdöl gewonnen wurde. Die Erdpechquelle ist seit 1498 belegt. Seit 1735 kommerzielle Nutzung. Generationen von Erdöltechnikern wurden hier ausgebildet. 1970 endete die Förderung

In der Renaissance vertrieben die Mönche am Tegernsee das so genannte Quirinöl als Heilmittel.

Die systematische Ausbeutung der Erdölvorkommen begann Mitte 19.Jahrhunderts. Der traditionelle Lampenbrennstoff war Walöl, allerdings war dies nur in begrenzten Mengen verfügbar und die Transportwege wurden immer länger und damit teurer. Als Ersatz sollte das Erdöl dienen. Der kanadische Arzt und Geologe Abraham Gessner erwarb 1852 ein Patent auf die Herstellung eines relativ sauber brennenden, preisgünstigen Lampenbrennstoffes aus Rohöl: Es wurde Petroleum genannt.

Der amerikanische Chemiker Benjamin Silliman veröffentlichte einen Bericht über die vielen nützlichen Produkte, die man durch Destillation von Erdöl gewinnen könnte. Silliman schlug vor, destilliertes und mit Schwefelsäure gereinigtes Erdöl als Lampenbrennstoff zu verwenden.

Weltberühmt wurde jedoch die Bohrung nach Öl, die Colonel Edwin L. Drake am 27. August 1859 am Oil Creek in Pennsylvania (USA) durchführte. Drake bohrte im Auftrag des amerikanischen Industriellen George H. Bissell nach dem Muttersee, aus dem das Öl im Westen Pennsylvanias nach den damaligen Vermutungen heraussickerte. Drake stieß in nur 21,2 Meter Tiefe auf die erste größere Ölquelle.

Drakes Erfolg war der Beginn einer schnell wachsenden modernen Erdölindustrie. Bald zog das Erdöl die verstärkte Aufmerksamkeit der Wissenschaft auf sich. Schlüssige Hypothesen über die Lagerstättenbildung, d.h. über die Entstehung von Erdöl, seine Wanderung (Migration) durch die Gesteinsschichten und seine Anreicherung und Ansammlung wurden ausgearbeitet. Mit der Einführung des elektrischen Lichtes rückte das Leuchtpetroleum jedoch zunächst in den Hintergrund. Doch der Erfindung des Automobils folgte eine rasch zunehmende Motorisierung. Sie beanspruchte seitdem riesige Mengen an Rohölprodukten für Treibstoffe.


Lagerstättenbeispiel

Erdöl- und Erdgas-Lagerstätten
Erdöl- und Erdgas-Lagerstätten

Lagerstätten

Archiv: Mineralienatlas




Förderung

Rotary-Verfahren

Ölbohrung
Ölbohrung

Ölbohrung nach dem Rotary-Verfahren

Archiv: Stefan Schorn (Stefan)

Die meisten Bohrungen in den USA werden mit dem Rotary-Verfahren niedergebracht. Dieses Verfahren meldete 1844 R. Beart in Großbritannien zum Patent an.

Beim Rotary-Bohrverfahren hängt der Gestängestrang (miteinander verbundene Rohre) am Bohrturm. Der Strang ist mit dem Drehtisch am Bohrturmboden verbunden und wird gedreht. Der Bohrmeißel am Ende des Stranges hat im Allgemeinen drei konische Räder mit gehärteten Zahnspitzen. Das Bohrklein wird mit Hilfe einer pumpengetriebenen Spülanlage kontinuierlich an die Oberfläche gefördert.

Das Erdöl in der Falle steht unter einem Druck, dem so genannten Lagerstättendruck. Meist sind im Rohöl beträchtliche Erdgasmengen gelöst. Beim Öffnen der Falle dehnt sich das freiwerdende Gas sofort aus und treibt zusammen mit dem Lagerstättendruck das Erdöl in das Bohrloch. In manchen Fällen ist der Druck groß genug, um das Öl an die Erdoberfläche zu fördern (eruptive Förderung). Meist muss aber das Öl bereits zu Beginn der Förderung an die Oberfläche gepumpt werden. Andere Verfahrensweisen sind das Einpressen von Erdgas (Gaslift) oder Wasser. Im Laufe der Zeit sinkt die Rohölmenge so weit ab und die Kosten für die Förderung steigen so stark an, dass der Betrieb des Bohrloches mehr kostet, als mit dem Verkauf des Rohöls (nach Abzug der Betriebskosten, Steuern, Versicherungen und der Kapitalrendite) eingenommen wird. Die Wirtschaftlichkeitsgrenze des Bohrloches ist erreicht, das Bohrloch wird stillgelegt.

Forcierte Erdölförderung

Die Primärförderung durch die Ausdehnung von gelöstem Gas und Lagerstättendruck beschrieben. Wenn die Primärförderung ihre Grenzen erreicht, wurden schätzungsweise nicht mehr als 25 Prozent des Rohöls aus einer bestimmten Lagerstätte gefördert. Die Ölindustrie hat daher sekundäre und tertiäre Verfahren entwickelt, um die Förderung von Rohöl zu intensivieren. Diese ergänzenden Methoden bezeichnet man auch als forcierte Erdölförderung. Dadurch lässt sich die Rohölförderung auf einen Gesamtdurchschnitt von 33 Prozent der in der Lagerstätte vorhandenen Ölmenge steigern. Zwei Verfahren werden heute erfolgreich angewendet: die Wassereinpressung (Wasserfluten) und die Dampfeinpressung (thermisches Fluten). Darüber hinaus kommen auch andere, spezielle Verfahren zum Einsatz (z. B. Lösungsmittelfluten, chemisches Fluten).

Wassereinpressung

In einem vollkommen erschlossenen Ölfeld können die Abstände zwischen den Bohrlöchern je nach Art der Lagerstätte zwischen 60 und 600 Meter betragen. Wenn man in einem solchen Feld abwechselnd Wasser in die Bohrlöcher pumpt, kann der Druck in der gesamten Lagerstätte aufrechterhalten oder sogar erhöht werden. Auf diese Weise lässt sich auch die Geschwindigkeit der Rohölförderung steigern. In manchen Lagerstätten, die sehr gleichmäßig sind und wenig Ton enthalten, lässt sich die Förderleistung durch Wasserflutung bis auf 60 Prozent der ursprünglich vorhandenen Ölmenge und mehr steigern. Die Wasserflutung wurde zum ersten Mal Ende des 19. Jahrhunderts auf den Ölfeldern von Pennsylvania (USA) mehr oder weniger zufällig angewendet. Sie kommt seitdem weltweit zum Einsatz.

Dampfeinpressung

Bohrinsel
Bohrinsel

bohrinsel

Archiv: Stefan Schorn (Stefan)

Dieses Verfahren wendet man in Lagerstätten mit sehr zähflüssigem (viskosem) Öl an. Der überhitzte Wasserdampf (circa 340 °C) treibt das Öl nicht nur an die Oberfläche. Die Hitze verringert die Ölviskosität (durch Erhöhung der Lagerstättentemperatur), so dass das Rohöl unabhängig vom Druckunterschied wesentlich schneller fließt. Dieses Verfahren wird z. B. in Kalifornien (USA) und Zulia (Venezuela) angewendet, wo es große Lagerstätten mit zähflüssigem Öl gibt. Derzeit werden auch Tests unternommen, um diese Technik zur Ausbeutung der riesigen Lager an zähflüssigem Rohöl am Athabasca im nördlichen Alberta (Kanada) und am Orinoco im Osten Venezuelas einzusetzen.

Offshorebohrung

Ölfelder unter dem Meeresspiegel werden mit Hilfe so genannter Offshorebohrungen mit schwimmenden oder am Meeresboden fest stehenden Bohrinseln erschlossen. Die Bohranlagen werden auf einer Plattform in Gewässern mit Tiefen bis zu mehreren hundert Metern installiert, betrieben und instand gehalten. Die Plattform kann auf dem Wasser schwimmen oder auf Füßen im Meeresboden verankert werden, so dass sie Wellen, Wind und - in arktischen Gebieten - Eisschollen standhalten kann.

Wie bei herkömmlichen Anlagen ist der Bohrturm grundsätzlich eine Vorrichtung zum Aufhängen und Drehen des Gestängerohres, an dessen Ende der Bohrmeißel angebracht ist. Zusätzliche Rohrlängen werden an den Strang angefügt, je weiter der Meißel in die Erdkruste eindringt. Die Kraft zum Schneiden der Erde liefert im Wesentlichen das Eigengewicht des Gestängerohres. Damit das Schneidematerial leichter entfernt werden kann, werden ständig Bohrspülmittel nach unten durch das Gestängerohr, aus den Düsen des Bohrmeißels und dann über den Raum zwischen Rohr und Bohrung an die Oberfläche geleitet (der Meißeldurchmesser ist um einiges größer als der Rohrdurchmesser). Genaue Bohrungen wurden auf diese Weise erfolgreich bis in Tiefen von mehr als 6,4 Kilometern unter dem Meeresspiegel durchgeführt. Die Offshorebohrung hat zur Entwicklung einer beträchtlichen zusätzlichen Erdölreserve geführt - in den USA beispielsweise circa fünf Prozent der Gesamtreserven.




Fördermengen

OPEC-Mitgliedsländer und ihre Erdöl-Förderung 1999

- Mio t -

Naher Osten

Saudi Arabien
Iran
Irak
V.A. Emirate
Kuwait
Katar

413,4
180,4
132,5
109,6
97,9
35,5

Afrika

Nigeria
Libyen
Algerien

98,1
66,4
56,0

Asien

Indonesien

70,5

Amerika

Venezuela

154,8

Quelle: MWV-Mineralölzahlen 1999; Ausgabe Mai 2000

Reserven

.

01.01.2003

01.01.2004

Anteil 2004

Naher Osten Saudi-Arabien
Iran (OPEC)
Irak (OPEC)
Kuwait (OPEC)
Arab. Emirate (OPEC)
Katar (OPEC)
Oman

685.830
260.964
90.378
111.250
95.987
94.712
14.821
5.491

727.338
261.068
126.757
113.719
98.544
94.712
14.821
5.491

57,5%
20,6%
10,0%
9,0%
7,8%
7,5%
1,2%
0,4%

Neutrale Zone (OPEC)
jew. 50% Saudi-A./Kuwait
Übrige

5.402
6.825

5.402
6.825

0,4%
0,5%

Amerika Kanada
Venezuela (OPEC)
USA
Mexiko
Brasilien
Übrige

314.699
178.612
80.193
22.302
12.654
8.181
12.757

317.175
177.499
80.193
22.530
15.720
8.350
22.883

25,1%
14,0%
6,3%
1,8%
1,2%
0,7%
1,0%

Afrika Libyen (OPEC)
Nigeria (OPEC)
Algerien (OPEC)
Angola
Übrige

76.228
28.655
24.004
8.638
5.535
9.397

85.529
34.971
24.999
10.620
5.535
9.404

6,8%
2,8%
2,0%
0,8%
0,4%
0,7%

Europa Norwegen
Großbritannien
Rumänien
Dänemark
Italien
Deutschland
Türkei
Übrige

19.501

10.163
4.643
943
1.297
671
346
310
1.128

19.619
10.340
4.592
943
1.231
671
450
310
1.083

1,6%
0,8%
0,4%
0,1%
0,1%
0,1%
0,0%
0,0%
0,1%

Frühere UdSSR/GUS Russland
Kasachstan
Aserbaiddschan
Usbekistan
Turkmenistan
Ukraine
Übrige

78.034
60.161
9.021
7.016
597
545
398
295

78.034
60.161
9.021
7.016
597
545
398
295

6,2%
4,8%
0,7%
0,6%
0,0%
0,0%
0,0%
0,0%

Ferner Osten China
Indien
Indonesien (OPEC)
Australien
Malaysia
Übrige

38.390
18.425
5.314
4.938
3.317
2.867
3.530

37.941
18.425
5.314
4.643
3.317
2.867
3.375

3,0%
1,5%
0,4%
0,4%
0,3%
0,2%
0,3%

Welt gesamt

1.212.682

1.265.635

100,0%

OPEC-Anteil

819.942

870.449

68,8%

aktueller Verbrauch

27.375

27.375

.

statische Reichweite

44

46

.

Quelle: Oil & Gas Journal, Energie Informationsdienst vom 16. Januar 2004


Raffinerie

Verarbeitungsanlagen, in denen aus Rohöl marktgängige Mineralölprodukte hergestellt werden (Rohölprovenienzen). Es gibt reine Kraft- und Brennstoff-Raffinerien, so genannte Hydroskimming-Anlagen, die im Wesentlichen nur Otto- und Dieselkraftstoffe sowie leichtes und schweres Heizöl liefern.

Hydroskimming-Raffinerien sind in den vergangenen Jahren weitgehend in Vollraffinerien umgewandelt (durch Zubau von Konversionsanlagen) oder stillgelegt worden. Vollraffinerien haben ein sehr umfangreiches Produktionsprogramm, das neben Kraft- und Brennstoffen auch Flüssiggas (Propan, Butan u.a.), petrochemische Rohstoffe, Spezial- und Testbenzine, Düsentreibstoff, Schmierstoffe, Paraffine, Bitumen usw. umfasst. Daneben gibt es Spezialraffinerien, die z.B. Schmierstoffe herstellen oder gebrauchte Schmierstoffe (Altöl) aufarbeiten. Je nach Raffinerie-Typ und -Größe, Produktionsumfang und Kapazitätsauslastung schwanken die Verarbeitungskosten. Diese sind je Einheit bei dem hohen Anteil der fixen Kosten wesentlich von der Kapazitätsausnutzung abhängig.


Weblinks


Quellangaben

  • Zusammenstellung der Informationen: Schatten

Einordnung