Energie- und THG-Bilanzen für unkonventionelles Erdgas im Vergleich zu anderen Energieträgern
Unkonventionelles Öl Shale Oil Und Tight Oil
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Transcript of Unkonventionelles Öl Shale Oil Und Tight Oil
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Unkonventionelles l
Shale Oil und Tight Oil
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Definition Shale
Oil, Tight
Oil und Oil Shale
12
3
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach Neftex
(2011)
Shale
Oil: Erdl im reifen Muttergestein, in dem es gebildet wurde.
Tight
Oil: Erdl in relativ dichten Speichergesteinen. Migration ber kurze Distanzen.
Oil Shale: Kerogen im unreifen Muttergestein. lgewinnung nur ber Verschwelungsprozesse.
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3
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Lage der Shale
Plays
in Nordamerika und Mexico
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach EIA 2011
Die unkonventionellen KW-Lagersttten in Nordamerika und Mexico
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Shale
Oil:Primre Migration im Muttergestein
Querecual
Formation (Oberkreide, Ost-Venezuela): ein karbonatischer
Tonstein mit Ro
0,93%; das bedeutet hochreif im lfenster. Auf einer Kombination aus hydraulisch bzw. stressbedingt angelegten Mikro-Klften migriert
fluoreszierendes l (grner Pfeil).
Photos aus Hunt
(1996)
La Luna Formation (Oberkreide, Maracaibo-Becken, Venezuela): ein hochreifer karbonatischer
Tonstein. Auf einer hydraulisch angelegten Mikro-Kluft ( C ), die sowohl fluoreszierendes Kerogen ( K ) als auch Mineralmatrix ( M ) durchschlgt, migriert
fluoreszierendes l (grner Pfeil).
1
0
0
m
K
CM
-
Primre Migration im Muttergestein
Woodford
Shale
(Devon,Oklahoma): TOC 2,6% und Ro
0,4%; das bedeutet, dass das Bitumen aus einem tiefergelegenen, reifen Muttergestein migriert
ist und diesen Tonstein vor allem auf hydraulisch geffneten, schicht-
parallel angelegten Mikro-Klften durchdringt. Zwischen diesen Bewegungsbahnen sind ebenfalls hydraulisch entstandene Mikro-Klfte zu erkennen (grner Pfeil). Mit blauen Pfeilen sind tektonisch angelegte Scher-Mikroklfte gekennzeichnet.
Lower
Wolfcamp Source
Rock (Perm): der leicht dolomitische, tonige Kalkstein wird von tektonisch angelegten Scher-
Mikroklften durchschlagen, auf denen fluoreszierendes l vertikal migriert
(grner Pfeil).
Dolomit
100 mPhotos aus Hunt
(1996)
Bitumen
150 m
Shale
Oil:Primre Migration im Muttergestein
1 mm
Badra
(2012)
-
Woodford
Shale
(Oberdevon/Unterkarbon, Oklahoma): TOC 4,5% und Ro
0,5%; das bedeutet beginnendes lfenster. Bitumen migriert
auf einem Horizontal-
Stylolithen
(grner Pfeil) sowie auf einem Netzwerk polygonaler Mikro-Klfte, die wahrscheinlich im Zuge der spt-palozoischen
Hebung des Beckens angelegt wurden.
Photo aus Hunt
(1996)
50 m
Shale
Oil:Primre Migration im Muttergestein
Gekfteter
Woodford
Shale. Aufschluss Arbuckle
Mountains, Sd-Oklahoma. Mastab: Stift
Quelle: http://www.aapg.org/explorer/divisions/2006/11emd_fig2.jpg
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Quelle: Romero & Philp
(2012)
Woodford
Shale
(SE Oklahoma):TOC und RockEval-Daten
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Lage der Shale
Plays
in Nordamerika und Mexico
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach EIA 2011
Die unkonventionellen KW-Lagersttten in Nordamerika und Mexico
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Hauptfrderhorizonte fr Shale
Oil / Tight
Oil in den USA sind der Bakken Shale, der Eagle
Ford Shale
und der Spraberry/Wolfcamp Shale, die fr ber 85 % der nicht-konventionellen Erdlfrderung in den USA verantwortlich sind. Die gesamte Erdlfrderung der USA betrug 2011 ca. 7 Mio. b/d.
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach EIA 2013
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Wichtige Kenndaten einiger Shale
Oil-
/ Tight
Oil-Vorkommen
in den USA
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach Sandrea
2012
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NASA/ NOAA/ NGDCNASA/ NOAA/ NGDC
Quelle: NASA/ NOAA/ NGDC Satellitenbild der USA: Hell erleuchete
lfelder in North Dakota (umkreist)
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Lage des Williston
Basin
an der Grenze zwischen den USA und Kanada. Wichtige strukturelle Elemente sind angezeigt.
Quelle: Kuhn et al. 2010)
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Vereinfachte Stratigraphie des Williston-Beckens
Verndert nach Kuhn et al., 2010
Muttergestein
-
Stratigraphie und schematisches Profil durch die Bakken-Formation
Upper Bakken:
Mchtigkeit: 7m (Muttergestein)TOC:
12% (4
22%)Kerogen: Typ
IIReife: Tmax
405
453C (unreif
oberes
lfenster)
K: 0,01
0,001 md
:
3,6%
Lower
Bakken:
Mchtigkeit: 15m (Muttergestein)TOC:
11% (3
18%)Kerogen: Typ
IIReife: Tmax
405
453C (unreif
oberes
lfenster)
K: 0,01
0,001 md
:
3,6%
Middle
Bakken:
Mchtigkeit: 25m (Cc-Dol, Siliziklastika)
K: 0
20 md
(Kvertikal
hher) :
5% (1
16%)
Verndert nach Kuhn et al., 2010
Muttergestein Muttergestein
-
Geochemisches Profil und S1/TOC-Diagramm
der Bakken Formation mit Lower
und Upper Bakken (Shale
Oil) sowie dem Middle
Member
(Tight
Oil). Das Diagramm zeigt einen sog. oil-crossover-Effekt
(S1/TOC) im Middle
Member: die Rock-
Eval-S1-Werte sind hier hher als die TOC-Werte. Der S1 ist hier ein Indikator fr frderbares
Erdl, das aus dem Muttergestein (Lower
und Upper Bakken) in den ber-
bzw-
unterliegenden Middle
Member
migriert
ist.
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach Jarvie
(2012)
Der oil
crossover-Effekt
im Middle
Member
der Bakken Formation
Mutter-
gestein
Mutter-
gestein
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Das Diagramm veranschaulicht den oil
crossover-Effekt
(S1/TOC) im Middle
Bakken (Tight
Oil). Die Rock-Eval-S1-Werte sind hier grer sind als die TOC-Werte.
Der oil
crossover-Effekt
im Middle
Member
der Bakken Formation
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach Jarvie
(2012)
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Entwicklung der tglichen Erdlproduktion im Bakken Montana und North Dakota von 1971-2007. Mit der erfolgreichen Kombination von Horizontalbohrungen und Multi-Fracs
im Jahr 2000 konnte die Produktion entscheidend gesteigert werden.
Quelle: www.theoildrum.com
Der technologische Quantensprung im Jahr 2000 durch die erfolreiche
Kombination von Horizontal- bohrungen
und Multi-Fracs
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Quelle: North Dakota Oil and Gas Division
Quelle: Sandrea
(2012)
Typische Entwicklung einer Bakken-Tight
Oil-Produktionsbohrung. Fast die Hlfte der anzunehmenden kumulativen Frderung erfolgt in den ersten 5 Jahren, die zweite Hlfte der Frderung erfolgt in den nchsten 25 Jahren!
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Die decline
rates
bei Schieferlbohrungen sind in der Regel sehr hoch (1. Jahr 65 % -
90 %, Sandrea
2012). Um im Bakken Shale
eine Frderung von 1 Mio. b/d aufrecht erhalten zu knnen, mssen etwa 500 -
900 Bohrungen pro Jahr abgeteuft werden, was ber eine Zeitspanne von 20 Jahren ca. 20.000 Bohrungen entspricht.
Quelle: Babies
& Pierau
(2013)
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Quelle: North Dakota Oil and Gas Division
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Quelle: Livkern
(2012)
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NASA/ NOAA/ NGDCNASA/ NOAA/ NGDC
Satellitenbild der USA: Hell erleuchete
lfelder in North Dakota (umkreist) Quelle: NASA/ NOAA/ NGDC
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Quelle: North Dakota Oil and Gas Division
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Entwicklung eines Pipeline-Systems und Bau neuer Gasverarbeitungsanlagen zur Nutzung des Erdl-Begleitgases.
North Dakota -
Gasproduktion
Quelle: North Dakota Oil and Gas Division
= 6,3 Mio. m3
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Quelle: pwc.co.uk
Exploration auf Shale
Oil weltweit
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Quelle: pwc.co.uk
Exploration auf Shale
Oil weltweit
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Regionale Verteilung von Muttergesteinen und Giants
mit Angaben zu Ressourcen von Shale
Oil und Tight
Oil. Laut einer Studie von PricewaterhouseCoopers
(2013) knnten im Jahr 2035 bis zu 14 Mio. Barrel l / Tag gefrdert werden; das entsprche ca. 12% der weltweiten Erdlfrderung.
Quelle: Babies
& Pierau
(2013) nach AAPG (2011)
Shale
Oil-
und Tight
Oil-Potenzial
weltweit
*Nach neuesten Schtzungen 33 Mrd.t
s. vorherige Folie
*
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Shale
Oil in Deutschland ?
Lage der (ehemaligen) lfelder Steimbke und Suderbruch
Suderbruch
Quelle: Ebrahimi
et al. (2010)
Produktion von 1950 bis 1994 ca. 15 Mio. t
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Shale
Oil in Deutschland ?
Lias
*
Verndert nach Boigk
(1981)
SW-NE-Profil
durch die Strukturen Steimbke und Suderbruch mit dem damals lfhrenden
Lias
Eine Bohrung produzierte fr kurze Zeit l aus
Klften des Lias
in 2340m Tiefe.*
Foliennummer 1Foliennummer 2Foliennummer 3Foliennummer 4Foliennummer 5Foliennummer 6Foliennummer 7Foliennummer 8Foliennummer 9Foliennummer 10Foliennummer 11Foliennummer 12Foliennummer 13Foliennummer 14Foliennummer 15Foliennummer 16Foliennummer 17Foliennummer 18Foliennummer 19Foliennummer 20Foliennummer 21Foliennummer 22Foliennummer 23Foliennummer 24Foliennummer 25Foliennummer 26Foliennummer 27Foliennummer 28Foliennummer 29Foliennummer 30Foliennummer 31Foliennummer 32Foliennummer 33Foliennummer 34Foliennummer 35Foliennummer 36Foliennummer 37Foliennummer 38Foliennummer 39