Erdöl: Entstehung, Förderung und Raffination

Was ist Erdöl?

Erdöl ist ein natürlicher Kraftstoff, der hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen besteht, aber auch Schwefel (S), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N) enthält. Es ist eine dunkle, oft fast schwarze Flüssigkeit, die nicht braun ist und sich nicht in Wasser löst. Seine genaue Zusammensetzung variiert je nach Herkunft und Extraktionsmethode.

Erdölbildung: Ein geologischer Prozess

Die Entstehung von Erdöl ist ein komplexer geologischer Prozess, der dem der Kohlebildung ähnelt. Er beginnt mit der Ablagerung von organischem Material, hauptsächlich Meeresplankton, in Sedimenten. Dieser Prozess läuft in mehreren Schritten ab:

1. Ablagerung und Zersetzung durch aerobe Bakterien: Zunächst wird das organische Material in Sedimenten begraben. Hier beginnt die Zersetzung durch aerobe Bakterien, die Sauerstoff benötigen.
2. Ablagerung weiterer Sedimente und anaerobe Zersetzung: Mit der Zeit lagern sich weitere Sedimentschichten ab, wodurch der Sauerstoffgehalt sinkt. Nun übernehmen anaerobe Bakterien die Zersetzung.
3. Umwandlung unter Druck und Temperatur: Unter dem zunehmenden Druck der überlagernden Schichten und bei bestimmten Temperaturen wird die organische Substanz über Millionen von Jahren in Erdöl umgewandelt.
4. Speicherung: Das entstandene Erdöl sammelt sich in porösem Gestein (Speichergestein) und wird von undurchlässigem Gestein (z. B. Ton oder Salz, dem Deckgestein) umschlossen, das den Druck hält und ein Entweichen verhindert.

Erdölförderung: Lokalisierung und Gewinnung

Die Lokalisierung und Gewinnung von Erdöl aus unterirdischen Lagerstätten ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die qualifiziertes Personal und kostspielige Ausrüstung erfordert.

Erkundungsmethoden: Die seismische Methode

Bevor Bohrungen durchgeführt werden, ist eine detaillierte Erkundung des Geländes unerlässlich. Die seismische Methode ist dabei die wichtigste Technik zur Gewinnung unterirdischer Daten. Sie ermöglicht es, ohne direkte Bohrungen die Existenz von Gesteinsschichten, deren Ausrichtung und Neigung sowie geologische Strukturen wie Falten und Verwerfungen zu identifizieren.

Aufbau einer Erdöllagerstätte

Sobald eine potenzielle Lagerstätte lokalisiert ist, wird in das poröse Speichergestein gebohrt. Eine typische Erdöllagerstätte ist wie folgt aufgebaut:

• Oben: Erdgas und andere gasförmige Kohlenwasserstoffe.
• Mitte: Das Erdöl selbst.
• Unten: Salzwasser.
• Seitlich/Umschließend: Undurchlässiges Deckgestein (Cap Rock) und oft auch Salzlagerstätten, die das Öl einschließen.

Förderung des Erdöls

Wenn das Bohrrohr die Gasblase erreicht, wird das Öl oft durch den natürlichen Druck des Gases nach oben gedrückt. Lässt der Gas- und Wasserdruck nach, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, wie der Einsatz von Pumpen oder die Injektion von Wasser oder Luft unter Druck, um das Öl an die Oberfläche zu befördern.

Erdölraffinerien: Verarbeitung und Produkte

Rohöl kann nicht direkt verwendet werden. Es muss in Erdölraffinerien verarbeitet werden, um nutzbare Produkte zu gewinnen.

Fraktionierte Destillation

Der Hauptprozess in einer Raffinerie ist die fraktionierte Destillation. Dabei wird das Rohöl erhitzt, und die verschiedenen Kohlenwasserstoffbestandteile verdampfen bei unterschiedlichen Temperaturen. Durch anschließendes Abkühlen können sie als separate Fraktionen (z. B. Benzin, Diesel, Heizöl) gewonnen werden. Leichtere Kohlenwasserstoffe verdampfen bei niedrigeren Temperaturen. Eine Herausforderung besteht darin, dass die Siedetemperaturen einiger Komponenten sehr ähnlich sein können, was eine wiederholte oder mehrfache fraktionierte Destillation erforderlich macht.

Cracken (Spaltung)

Ein weiterer wichtiger Prozess ist das Cracken (auch Spaltung genannt). Hierbei werden Kohlenwasserstoffe über ihren Siedepunkt erhitzt, um komplexe, langkettige Moleküle in kleinere, wertvollere Kohlenwasserstoffe (z. B. für Benzin oder Kunststoffe) aufzuspalten.