Ölförderung im Meer

Allgemeines
Erdöl ist der zentrale Energieträger des 20. Jahrhunderts. Erst vor etwa 150 Jahren begann die starke Nutzung dieser fossilen Energie.

Ölvorkommen
Derzeit kommt etwa ⅓ des weltweit geförderten Erdöls aus Offshore-Vorkommen, und Experten schätzen, dass etwa 25 % aller Reserven unter den Meeren liegen. Bekannte Beispiele sind die Ölfelder in der Nordsee, im Golf von Mexiko, in Aserbaidschan und vor der Küste Westafrikas. Und im Sommer 2008 sorgten weitere Offshore-Vorkommen für Schlagzeilen: So entdeckte der brasilianische Ölkonzern Petrobras gleich zwei große neue Lagerstättenn - allein das Tupi-Feld im Atlantik, 250 km vor der Küste des Bundesstaats São Paulo gelegen und im November 2007 gefunden, soll Vorkommen von 5 bis 8 Milliarden Barrel - etwa 1000 Mrd. L – bergen. Und im April 2008 ging die Nachricht vom Carioca-Ölfeld um die Welt, das 270 km südlich von Rio de Janeiro liegt und ähnlich groß wie Tupi sein soll. Nach Aussagen von Experten liegen die attraktivsten Ölfelder der Zukunft im Meer: vor Brasilien, Angola und Nigeria, mit einigen Abstrichen auch im Golf von Mexiko, und auch Saudi-Arabien hat noch Ölreserven im Meer. Alle diese Felder sind jedoch aufwändig und teuer in der Erschließung. Zum Beispiel das neu entdeckte brasilianische Tupi-Feld: Hier liegt das Erdöl in einer Tiefe von 7 000 m und wird von einer Salzschicht von 2 000 m Dicke bedeckt. Es wird darum noch einige Jahre dauern, bis das Tupi-Öl auf den Weltmarkt kommt. In der Zwischenzeit sinkt allerdings die Ausbeute bereits erschlossener Offshore-Felder: So haben die Lagerstätten in der Nordsee bereits im Jahr 2001 ihr Maximum erreicht, und auch einige Felder im Kaspischen Meer stehen kurz davor. Bei anderen Vorkommen - beispielsweise im Golf von Mexiko oder vor Afrika - steigt die Fördermenge derzeit hingegen noch leicht an. Im Schnitt liegt die Lebensdauer der Lagerstätten bei zehn bis 20 Jahren, einige Felder erreichen auch 30 Jahre. Wegen der intensiven Ausbeutung werden Offshore-Felder schneller erschöpft sein als die Ölfelder an Land. Um das Maximum aus den Lagerstätten herauszuholen, setzen die Ölfirmen immer raffiniertere Technologien ein - denn durch den natürlichen Druck in den Vorkommen lassen sich nur zwischen 10 und 30 % des Öl gewinnen. Bei den Sekundärverfahren wird beispielsweise Wasser in die Lagerstätten gepresst, um dort den Druck aufrecht zu erhalten. So steigt der Entölungsgrad auf bis zu 60 %. Er kann auch durch das Dampffluten erhöht werden – dabei wird überhitzter Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 340 °C unter hohem Druck in das Vorkommen injiziert. Auch Förderanlagen am Meeresboden - installiert und gewartet von Robotern – werden zunehmend wichtiger: Sie können beispielsweise schon an der Quelle unerwünschte Bestandteile wie Wasser oder Sand vom Erdöl und Erdgas abtrennen und somit die Produktion effizienter machen.

Suche nach neuen Ölvorkommen
Die meisten Lagerstätten sind tief in der Erde verborgen – zwischen 500 und 3 000 m – und müssen mit geologischen Untersuchungen geprüft und mit auf­wändigen Bohrungen erschlossen werden, wobei ihre Erschließung Jahre oder Jahrzehnte dauert. An der Suche nach Erdöl sind Wissenschaftler verschiedener Disziplinen vereinigt, darunter Geologen, Geophysiker und Geochemiker, die nach speziellen geologischen Strukturen Ausschau halten: Das Öl lagert oft unter hohem Druck und gemeinsam mit Salzwasser und Erdgas in einer Gesteinsschicht, die sowohl durchlässig als auch speicherfähig sein muss. Nach oben hin muss das Vorkommen durch eine undurchlässige Schicht, z.B. aus Ton oder Steinsalz, abgedichtet sein. Nach genau solchen „Fallen“ suchen die Erdölgesellschaften, indem sie die verschiedenen Gesteinsschichten prüfen: Schiffe mit Geophonen, speziellen Mikrophonen, fahren zu der Stelle, wo Öl vermutet wird. Mit Luftkanonen werden Schallwellen erzeugt, die in den Meeresboden eindringen und dort an den Grenzen unterschiedlicher Gesteinsschichten reflektiert werden. Aus diesen reflektierten Wellen können die Wissenschaftler die Schichtung des Meeresuntergrundes bestimmen und feststellen, ob dort speicherfähige Schichten vorhanden sind, die Platz für Öl oder Gas bieten. Sind die Ergebnisse viel versprechend, folgen erste Probebohrungen. Sie verraten den Wissenschaftlern, ob überhaupt Gas und Öl vorhanden und wie mächtig die Lagerstätte ist.

Förderung des Erdöls
Sind auch diese Ergebnisse der Erdölsuche positiv, kann die Förderung starten. Ölfelder unter dem Meeresspiegel werden mit Hilfe so genannter Offshorebohrungen mit schwimmenden oder am Meeresboden fest stehenden Bohrinseln genutzt: Für flaches Wasser bis etwa 100 m Tiefe setzen die Ölgesellschaften Bohrinseln ein: Hubplattformen haben Beine, die auf den Meeresboden abgesenkt werden. Halbtaucher sind hingegen schwimmende Plattformen, die am Boden verankert werden oder ihre Position mit Hilfsmotoren stabilisieren, mit ihnen kann man bis maximal 1000 m Tiefe arbeiten. Liegen die Ölvorkommen noch weiter unter der Meeresoberfläche, kommen Bohrschiffe zum Einsatz, die ebenfalls von Hilfsmotoren auf Position gehalten werden, wobei diese Hilfsmotoren, sogenannte Thruster, auch gegen das Drehmoment des Bohrers arbeiten müssen, damit das Schiff sich nicht um seine Achse dreht, da sonst das Bohrgestänge brechen kann.

Bohrung
Jede Bohrung erfordert einen Bohrturm. Dieser stellt eine Vorrichtung zum Aufhängen und Drehen des Gestängerohres, an dessen Ende der Bohrmeißel angebracht ist, dar. Es handelt es sich um einen Gittermast, der über der Bohrstelle aufgebaut wird. Er trägt eine Zugvorrichtung, mit dem man das Bohrgestänge und den Bohrer senken und heben kann. Da solche Bohrungen kilometerweit in die Tiefe führen, benötigt man eine ganze Reihe aneinandergesetzter Bohrstangen. Jede Bohrstange ist ca. 10m lang. Am Ende befindet sich der Bohrmeißel, der durch stoßende und drehende Bewegungen in die Tiefe eindringt. 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 der Gestängerohre. Damit sich das Schneidematerial leichter entfernen lässt, werden ständig Bohrspülmittel nach unten durch das Gestängerohr, aus den Düsen des Bohrmeißels gesprüht, dann über den Raum zwischen Rohr und Bohrung an die Oberfläche geleitet