Fossile Energie - Die Welt der Rohstoffe - page 292

Ganz dicht ist diese Falle nicht, das Ölfeld wurde 1976 entdeckt,
weil sich ein Fischer darüber beschwerte, dass das ausleckende
Öl seine Netze ruiniere.
Sehr selten kommen noch andere Fallentypen vor. Bei
hydrodynamischen Fallen wird der weitere Aufstieg des Öls
durch einen Wasserstrom blockiert, in diesem Fall ist die Grenz-
fläche zwischen Öl und Wasser nicht horizontal. Hin und wieder
hat sich Öl nach oben hin sogar selbst mit einer dichten Asphalt-
schicht abgedichtet.
Damit sind wir bereits beim nächsten Thema, denn die
Asphaltschicht entsteht durch Degradation , eine nachträgliche
Veränderung der Zusammensetzung des Öls. Und diese Ver-
änderung ist leider eine Verschlechterung, denn es kommt be-
vorzugt zum Abbau der Alkane und der kleineren Moleküle und
damit zu einer passiven Anreicherung der großen Moleküle. Das
Öl wird damit immer schwerer und zäher, wir erhalten erst
Schweröl, dann sehr schweres Öl (schwerer als Wasser) und
schließlich Asphalt (siehe auch 7 Abschn. 6.9 ). Schuld sind vor
allem Mikroorganismen, die sich von Rohöl ernähren, was als
Biodegradation bezeichnet wird. Wenn Öl an der Erdoberfläche
austritt, ist das vor allem eine Oxidation durch Mikroorga-
nismen, wobei hinzukommt, dass die leichtesten Komponenten
einfach verdampfen und manche von Wasser ausgewaschen
werden. So können richtige Asphaltseen entstehen. Am bekann-
testen sind die La Brea Tar Pits mitten in Los Angeles, in denen
im Pleistozän Unmengen an Tieren verendet sind, einschließlich
Mammuts und Säbelzahnkatzen. Weltweit gibt es viele weitere
Asphaltseen. Mit einer Fläche von 40 ha ist der Pitch Lake auf der
karibischen Insel Trinidad am größten.
Aber auch Öl in tieferen Reservoiren wird zersetzt. Die Ent-
deckung, dass anaerobe Mikroorganismen selbst in 3 km Tiefe
Gesteinsporen besiedeln, ist relativ neu. Diese » deep hot bios-
phere « fand man aber immer wieder bei wissenschaftlichen Tief-
bohrungen in Ozeanen und auf Kontinenten, im Formations-
wasser von Erdölreservoiren und in den tiefsten Goldminen in
Südafrika. Die Dichte an Zellen ist zwar gering und der Stoff-
wechsel und die Zellteilung laufen extrem langsam ab, trotzdem
hat die gesamte Biomasse in tiefen Gesteinen eine ähnliche
Größenordnung wie die der Ozeane. In Erdölreservoiren finden
diese Lebewesen besonders viel Nahrung, gebremst werden sie
höchstens durch die hohe Temperatur und einen Mangel an
anderen Nährstoffen wie Phosphor. Sie leben vor allem an der
unteren Grenzfläche des Ölreservoirs, wo sie sowohl vom Öl als
auch vom Wasser die jeweiligen Nährstoffe erhalten. Dabei gibt
es unzählige verschiedene Bakterien und Archaeen, die unter-
schiedliche Stoffwechselwege beschreiten (Head et al. 2003,
Aitken et al. 2004, Jones et al. 2008, Dolfing et al. 2008, Hallmann
et al. 2008, Ross et al. 2010). Dabei werden unterschiedliche
Substanzen unterschiedlich schnell abgebaut, die unverzweigten
n-Alkane verschwinden als Erstes, etwas langsamer die iso-Alka-
ne, noch langsamer aromatische Substanzen, während Asphaltene
bleiben. Bei einem sehr schweren Öl sind bereits rund 50 % der
ursprünglichen Ölmenge abgebaut worden. In sulfatreichen
Reservoiren sind sulfatreduzierende Bakterien am stärksten ver-
breitet. Sie oxidieren die organischen Substanzen mithilfe von
Sulfat und setzen dabei H 2 S frei, zusammen mit Acetat oder
Hydrogenkarbonat. In sulfatarmen Reservoiren wird das Öl in

mehreren Schritten vor allem zu Methan umgesetzt. Im ersten
Schritt oxidieren syntrophe Bakterien Alkane zu Acetat und H 2 .
Archaeen, die acetoklastische Methanogenese betreiben, kombi-
nieren diese zu CO 2 und CH 4 . Der größere Teil des Acetats wird
jedoch durch syntrophe Bakterien zu CO 2 und H 2 oxidiert. An-
dere Archaeen wiederum, die hydrogenotrophe Methanogenese
betreiben, verbrauchen H 2 und CO 2 und setzten CH 4 , CO 2 und
H 2 O frei. Zusätzlicher Wasserstoff, der durch Hydrolyse von
Mineralen oder durch eine Aromatisierung von Kohlenwasser-
stoffen hinzukommt, ermöglicht, dass fast alles CO 2 zu CH 4 um-
gesetzt wird. Sobald die Alkane verschwunden sind, werden
fermentierende Bakterien wichtiger, die auch resistentere Subs-
tanzen abbauen. Außer Methan und H 2 S werden bei der Bio-
degeneration auch organische Säuren und Verbindungen wie
25-Norpopane (Bennett et al. 2006) produziert.
Die Biodegeneration verläuft umso schneller, je geringer die
Temperatur ist, bei 80 °C hört sie auf, weil die Mikroorganismen
nicht mehr überleben können. Die meisten Erdölvorkommen
sind mehr oder weniger degradiert. Wo dies nicht der Fall ist, ist
das Öl entweder gerade erst im Reservoir angekommen oder das
Reservoir hat eine tektonische Geschichte hinter sich, in der es
zur Sterilisierung bei mehr als 80 °C in entsprechender Tiefe
kam (Wilhelms et al. 2001). Da Degradation bei der Migration
beginnt und sich im Reservoir fortsetzt, ist der Zeitpunkt der
Migration von entscheidender Bedeutung für die Qualität einer
Lagerstätte. Und nebenbei sollte die Migration nach Möglichkeit
erst stattfinden, nachdem die besten Fallen entstanden sind. Be-
vor wir uns an das Thema der Ölförderung machen, lohnt sich
der Blick auf ein Beispiel.

6.4 Das Öl vom Persischen Golf

Die Region rund um den Persischen Golf ist mit Abstand die
ölreichste Region ( . Abb. 6.20 ). Das ist natürlich kein Zufall,
sondern hat etwas mit der geologischen Geschichte zu tun, die
mit außerordentlich gutem Timing eine perfekte Kombination
von Muttergesteinen, Reservoirgesteinen und dicht versiegelten
Fallen geschaffen hat. Und das passierte in der gesamten Region
gleich drei Mal nacheinander, sodass drei äußerst produktive
Systeme übereinandergestapelt sind (Ahlbrandt et al. 2000, Fox
& Ahlbrandt 2002, Pollastro 2003). Bei allen dominiert Typ-
2-Kerogen, das sowohl Öl als auch Gas produziert hat. Zusätzlich
gibt es noch weitere Ölsysteme, die lokal von Bedeutung sind.
Die heutige Arabische Platte umfasst neben der Arabischen
Halbinsel auch den Persischen Golf und einen Teil des Irans,
die Naht zu Eurasien verläuft durch den nordöstlichen Bereich
des Zagros-Gebirges. Durch das gesamte Paläozoikum und Me-
sozoikum hinweg war sie ein Teil von Gondwana, an der Küste
zur Tethys. Ein mehr oder weniger großer Teil davon war über
diesen langen Zeitraum hinweg vom Meer überflutet und bildete
ein Schelfmeer. Mit nur wenigen Unterbrechungen wurden auf
der Plattform bei schwankender Uferlinie kontinentale und fla-
che marine Sedimente abgelagert. Die Sedimentation begann am
Ende des Präkambriums, als es nach der langen Phase von Ge-
birgsbildungen zu einer weiträumigen Dehnung kam. In den