Schweröl und Teersand.

Veröffentlicht 5 Monat vor

Schweröl und Teersand, Rohöle unter 20° auf der Schwerkraftskala des American Petroleum Institute (API), die abgebaut oder thermisch verwertet werden müssen. Obwohl die leichteren konventionellen Rohöle häufig mit Wasser geflutet werden, um die Gewinnung zu verbessern, ist diese Methode für schwere Rohöle mit einer API-Dichte zwischen 20° und 10° im Wesentlichen unwirksam und eine thermische Rückgewinnung ist erforderlich. Schwere Rohöle verfügen über eine ausreichende Mobilität, so dass sie mit der Zeit als Reaktion auf thermische Rückgewinnungsmethoden durch ein Bohrloch gefördert werden können. Teersande, die eine API-Dichte von weniger als 10° haben und unbewegliches Bitumen enthalten, fließen auch bei thermischer Stimulation nicht in ein Bohrloch und müssen daher abgebaut werden.

Nutzungsgeschichte

Entdeckung

In der Antike bauten die Elamiter, Chaldäer, Akkadier und Sumerer flache Vorkommen von Asphalt oder Bitumen für den Eigenbedarf ab. Mesopotamisches Bitumen wurde nach Ägypten exportiert, wo es für verschiedene Zwecke verwendet wurde, unter anderem zur Konservierung von Mumien. Das Tote Meer wurde wegen der Klumpen halbfesten Erdöls, die durch Unterwassersickern an seine Ufer gespült wurden, als Lake Asphaltites (wovon der Begriff Asphalt abgeleitet wurde) bekannt.

Bitumen hatte in der Antike viele andere Verwendungszwecke. Es wurde mit Sand und Fasermaterialien gemischt und beim Bau von Wasserläufen und Deichen sowie als Mörtel für Ziegel verwendet. Es wurde häufig zum Abdichten von Schiffen und im Straßenbau verwendet. Bitumen wurde auch zum Kleben von Werkzeugen, Waffen und Mosaiken sowie für Intarsienarbeiten und Schmuckfassungen verwendet. In verschiedenen Bereichen wurde es in Farben und zum Imprägnieren von Körben und Matten verwendet. Künstlerische und religiöse Gegenstände wurden aus mit Bitumen imprägnierten Sanden geschnitzt, und der Abbau von Felsasphalt war ein wichtiger Wirtschaftszweig.

Jahrhunderte später, im Zeitalter der Entdeckungen, entdeckte Sir Walter Raleigh die berühmten „Pitch Lake“-Lagerstätten in Trinidad. Ähnliche Entdeckungen machten die Niederländer auf Java und Sumatra.

Potenzial als Rohölquelle

Von den gesamten Ölressourcen der Welt sind etwa 21 Prozent Schweröle und etwa 30 Prozent Ölsande, obwohl nicht alle dieser Ressourcen als förderbar gelten. Die Erschließung von Schweröl- und Bitumenreserven nimmt weltweit zu. Die zunehmende Menge an billigerem Schweröl im Angebotsmix hat Raffinerien einen Anreiz gegeben, ihre Ausrüstung zu modernisieren, um schwerere Rohöle schlechterer Qualität verarbeiten zu können. Die Modernisierungsinvestitionen haben dazu beigetragen, die Nachfrage nach Schweröl trotz des seit Anfang der 1980er Jahre sinkenden Preises für konventionelles Rohöl aufrechtzuerhalten. Da die Nachfrage nach Schweröl und Rohöl aus Ölsanden weiterhin stark ist, werden in mehreren Teilen der Welt Entwicklungsprojekte für schwere Kohlenwasserstoffe initiiert. Darüber hinaus haben erfolglose Versuche, neue riesige konventionelle Ölfelder in den letzten Jahren zu erschließen, dazu geführt, dass einige Produzenten auf die kaum wirtschaftlich nutzbaren schweren Kohlenwasserstoffe zurückgegriffen haben, um erschöpfte Reserven zu ersetzen.

Zusammensetzung und Herkunft

Chemische Zusammensetzung

Geochemische Analysen zeigen, dass die schweren Kohlenwasserstoffe hauptsächlich aus Asphaltenen, Harzen und Metallen (am häufigsten Vanadium und Nickel) bestehen. Die Beschaffenheit einzelner Schweröllagerstätten ist sehr unterschiedlich, da sie selten chemisch homogen sind. Auch die Bitumenverteilung in einer Lagerstätte variiert je nach Durchlässigkeit und Porosität des Lagerstättengesteins.

Formation

Fast alle Vorkommen schwerer Kohlenwasserstoffe sind abgebaute Überreste von Ansammlungen konventioneller Öle. Der Abbau beginnt, wenn Öl zur Oberfläche wandert und auf herabsinkendes Meteorwasser (Regenwasser oder anderes Wasser atmosphärischen Ursprungs) trifft, das Sauerstoff und Bakterien bei Temperaturen unter 93 °C (ca. 200 °F) enthält. Beim Öl-Wasser-Kontakt bildet sich ein teerartiges Material, das schließlich in die gesamte Ölansammlung eindringt. Ein als „Wasserwäsche“ bekannter Prozess entfernt die wasserlöslicheren leichten Kohlenwasserstoffe, insbesondere die Aromaten. Durch den biologischen Abbau werden vorzugsweise die Normalparaffine entfernt. Starke Kohlenwasserstoffansammlungen können nur 10 Prozent des ursprünglichen konventionellen Öls ausmachen. Sie enthalten Asphaltene, Harze, Schwefel und Metalle wie Vanadium und Nickel, was zu einer Erhöhung der Dichte führt. Dabei handelt es sich offenbar um Rückstände eines natürlichen Konzentrationsprozesses, die nicht aus anderen Quellen stammten. Daher wurden die Lagerstätten als mittelschwere Rohöle eingelagert, die später durch Abbau im Reservoir immobilisiert wurden. Einige der Schweröle scheinen jedoch thermisch unreif zu sein und können daher unverändert sein.

Die geologische Umgebung

Fast alle schweren Kohlenwasserstoffvorkommen wurden in Formationen aus der Kreidezeit, dem Paläogen und dem Neogen gefunden (etwa 145 bis 2,58 Millionen Jahre alt). Zu den Ausnahmen zählen einige Lagerstätten in Alberta, Kanada und in Russland. In Alberta liegen bituminöse paläozoische Karbonate diskordant unter mesozoischen Gesteinen (das Paläozoikum begann vor etwa 541 Millionen Jahren und dauerte bis zum Beginn des Mesozoikums vor etwa 252,17 Millionen Jahren). In Russland kommen die meisten schweren Kohlenwasserstoffe in Schichten aus dem Paläozoikum und früher vor (d. h. dem späten Präkambrium, das vor etwa 541 Millionen Jahren endete). Einige schwere Kohlenwasserstoffe kommen in paläogenen und neogenen Gesteinen Zentralasiens vor.

Die produktivsten Sedimente von schweren Kohlenwasserstoffreservoirs sind Sandsteine, die ursprünglich in küstennahen Fluss- und Deltagebieten abgelagert wurden. Ausnahmen bilden die bituminösen Karbonatgesteine Albertas, Russlands und Zentralasiens. Kleinere Vorkommen von Asphaltkarbonatgesteinen kommen häufig vor, insbesondere im Nahen Osten und in Italien. Viele Schweröllagerstätten wurden vor der Küste unter den Festlandsockeln Afrikas sowie Nord- und Südamerikas gefunden. Darüber hinaus wurden schwere Kohlenwasserstoffe unter dem Kaspischen Meer, dem Mittelmeer, der Adria, dem Roten Meer, dem Schwarzen Meer, dem Nordmeer, dem Beaufortmeer und dem Karibischen Meer sowie unter dem Persischen Golf und dem Golf von Mexiko entdeckt.