Logo Land Hessen

Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Kohlenwasserstoffe aus konventionellen Lagerstätten

In Hessen sind bislang nur im Oberrheingraben geologische Verhältnisse bekannt, die eine wirtschaftliche Gewinnung von Erdöl- oder Erdgasvorkommen mit konventionellen Fördermethoden gestatten. Die in bituminösen, feinkörnigen Muttergesteinen gebildeten Kohlenwasserstoffe sind in Fallenstrukturen mit porösen Gesteinen und undurchlässigen Begrenzungen innerhalb der mächtigen tertiären Grabenfüllung migriert. Diese Fallenstrukturen sind nur lokal unter speziellen tektonischen und faziellen Ausbildungen der Gesteine entwickelt.

Im Oberrheingraben wird Erdöl schon seit über hundert Jahren gewonnen. In den drei früheren Konzessionsgebieten im hessischen Oberrheingraben wurde zwischen den fünfziger und neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts Erdöl aus der eozänen bis oligozänen Pechelbronn-Gruppe aus Tiefen über 1800 m gefördert. Im Feld Stockstadt wurde in den Jahren 1952 bis 1994 insgesamt 1.041.900 t, im Feld Hofheim-Wattenheim zwischen 1954 und 1976 insgesamt 38.500 t und im Feld Eich-Königsgarten 1959 bis 1964 sowie 1983 bis 1994 insgesamt 677.700 t Erdöl gefördert (Schüßler, „Chronik des Betriebes Stockstadt“, 2004).

Erdgas findet sich in sandigen Lagen innerhalb der jungtertiären Abfolge in etwa 500 m und in den Hydrobienschichten bis zu ca. 800 m Tiefe. Von 1955 bis 1979 wurde im Erdgasfeld Stockstadt insgesamt 516,8 Mio. m³, im Erdgasfeld Dornheim zwischen 1957 und 1980 insgesamt 199, 4 Mio. m³ und im Erdgasfeld Eich-Wolfskehlen von 1955 bis 1972 insgesamt 117,9 Mio. m³ Erdgas gefördert.

Heute werden natürliche Fallenstrukturen in Stockstadt und in Hähnlein von der Fa. E-ON SE als Erdgasspeicher genutzt. Diese Strukturen sind nicht alle natürlich gasführend gewesen, sondern enthielten teilweise lediglich mineralisiertes Wasser.

Die Erdgasspeicher liegen in jungtertiären Sanden, innerhalb von durch Störungen begrenzten tektonischen Schollen in Teufen um 500 bis 550 m. Der Erdgasspeicher Stockstadt nutzt z.B. östlich der Linie Biebesheim-Stockstadt die jungtertiären durchlässigen Sandhorizonte 7 und 8. Sand 7 ist nach oben durch eine etwa 30 m mächtige Tonserie von Sand 8 abgesperrt, im Liegenden von einer 70 m mächtigen Tonserie abgedichtet. Über Sand 8 lagert eine etwa 50 m mächtige Tonserie. Natürlich gasführend war nur der Sand 7. Die maximale nutzbare Speicherkapazität beträgt in Stockstadt ca. 240 Mio. m³ und in Hähnlein ca. 160 Mio. m³.

Mit den kumulierenden Fördermengen aus den Erdöl- und Erdgasvorkommen setzte ein zunehmender Zustrom von mineralisiertem Grundwasser in die Kohlenwasserstofffallen ein, sie „verwässerten“.

Durch moderne Explorationsmethoden wie 3 –D-Seismik können inzwischen bislang unentdeckte Fallenstrukturen entdeckt werden und auch die Wirtschaftlichkeit kleiner Lagerstätten ist mit der Verteuerung der Energiepreise gestiegen. Daher ist ein erneutes Interesse an der Erschließung von Kohlenwasserstofflagerstätten auch in Hessen zu registrieren. Dabei geht es in erster Linie um eine Prüfung, ob aufgelassene Öl- und Gasfelder, wie z.B. das Feld Stockstadt, wieder erschlossen werden können. Es sollen geologisch bekannte, aber in der Vergangenheit nicht genutzte oder nicht vollständig ausgeförderte Vorkommen in den bisher bekannten Speicherhorizonten mit modernen Arbeitsmethoden und neuen Explorationsmöglichkeiten genauer untersucht und auch neue Mutter- und Speichergesteine erkundet werden. Bei der beabsichtigten Erschließung geht es ausschließlich um konventionelle Lagerstätten in durchlässigen Speichergesteinen, die ohne künstliche Erhöhung der Durchlässigkeit (Fracking) gefördert werden können.

In der zweiten Hälfte des Jahres 2011 wurde eine umfangreiche 3-D seismische Erkundung in einem mehr als 240 km² großen Gebiet zwischen Wolfskehlen, Riedstadt, Gernsheim, Biblis, Bürstadt und Worms im Nordteil des Erlaubnisfeldes durchgeführt.

In der zweiten Jahreshälfte 2013 wurden die Wiedererschließungsbohrung Stockstadt 2001 und die Aufsuchungsbohrung Allmend 1 der  Fa. Rheinpetroleum GmbHbis über 1600 bzw. 2400 m vertikale Tiefe niedergebracht.

Die geologische Ablenkung Schwarzbach 1a aus der Teilfeldsuchbohrung Schwarzbach 1 war 2015 in den Pechelbronner Schichten fündig.
Nachweisdaten und Informationen zum Zugang zu Detaildaten der hessischen Tiefbohrungen erhalten Sie im Rahmen des Verbundes Kohlenwasserstoffgeologie über den NIBIS-Kartenserver des Landesamtes für Bergbau, Geologie und Energie Niedersachsen (LBEG) unter folgendem Link: http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=eVV7IMh#
Die KW-Bohrungsdatenbank des LBEG enthält Titel- und Fachdaten von über 30.000 Bohrlöchern. Neben KW-Explorations- und Produktionsbohrungen sind darin auch zu anderen Zwecken niedergebrachte Tiefbohrungen sowie Versenkbohrungen enthalten.
Im NIBIS-Kartenserver wählen Sie als Grundkarte am besten die „OpenStreetMap Welt farbig“ und zoomen mit Mausrad nach vorne das Gebiet von Hessen heran. Durch Klick auf die Bohrung erhalten Sie Informationen.

Folgende Abb: Geologischer W-E-Schnitt durch den Oberrheingraben, aus GK 25, Blatt 6217 Zwingenberg, HLUG 1972. Die Erdöllagerstätte Stockstadt ist im Bereich der Pechelbronner Schichten mit roten Punkten symbolisiert.

Kohlenwasserstoffe aus unkonventionellen Lagerstätten

Von unkonventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten spricht man, wenn Kohlenwasserstoffe nicht wie bislang üblich aus im Regelfall gut durchlässigen Speichergesteinen in Fallenstrukturen gefördert werden können. Seit den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts hat die Förderung aus unkonventionellen Lagerstätten insbesondere in den USA zu einem Boom in der Erdgasproduktion geführt.

Hierzu zählen Kohlenwasserstoffe, die in den winzigen Poren ihrer Bildungs- und Trägergesteine, den sogenannten Muttergesteinen, verblieben sind. Es handelt sich um sehr schlecht durchlässige Tongesteine, aus denen eine Förderung nur über eine künstliche Herstellung von Durchlässigkeiten erfolgen kann. Die Vorkommen werden als Schiefergaslagerstätten (engl. „shale gas“) bezeichnet. Durch Einpressen von großen Wassermengen unter hohem Druck und unter Einsatz von Stützmitteln wie Sand und Chemikalien zur Konditionierung benötigter physikalischer, chemischer und biologischer Eigenschaften des Wassers werden die Reservoirgesteine hydraulisch aufgebrochen. Der Vorgang wird als „hydraulic fracturing“, kurz „Fracking“, bezeichnet.

Zu den unkonventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten zählt auch Kohleflözgas (eng. „coalbed methane“). Das Methan, das in Kohleflözen vorhanden ist, kann über Bohrungen frei gesetzt werden. Es entstand entweder durch mikrobielle Umwandlungsprozesse oder wie Schiefergas über einen thermischen Prozess als Resultat zunehmender Drücke und Temperaturen infolge mächtiger Überdeckung. In wassergesättigten Kohlenflözen verbleibt das Methan meist durch den natürlichen hydrostratischen Druck und entweicht erst, wenn dieser durch Förderung herabgesetzt wird.

Als unkonventionelle Lagerstätten werden oft auch die sogenannten Tight-Gas-Lagerstätten bezeichnet. Es handelt sich um schlecht durchlässige Sand-oder Kalksteine, in die wie bei konventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten Erdgas aus Muttergesteinen migriert ist. Eine Erdgasförderung ist auch hier nur nach künstlicher Erhöhung der Durchlässigkeiten durch Fracking möglich. Nach Darstellung der staatlichen geologischen Dienste Deutschlands findet die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Tight Gas-Lagerstätten in Deutschland (vornehmlich im Norddeutschen Becken) bereits seit vier Jahrzehnten mithilfe von bisher etwa 300 Einzel-Fracs statt. Da bei diesen Vorhaben umfangreiche Erfahrungen vorliegen, rechnen die SGD die Tight-Gas Lagerstätten nicht zu den unkonventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten.

Bei der Erschließung unkonventioneller Lagerstätten handelt es sich um einen relativ neue Technologie, die hinsichtlich ihres Potenzials und ihrer Umweltauswirkungen zurzeit nur unzureichend bewertet werden kann. Es sind daher im Jahr 2012 in Deutschland umfangreiche Gutachten im Auftrag des Umweltbundesamtes, im Auftrag des Bundeslands Nordrhein-Westfalen und im Rahmen eines Dialogprozesses der Firma ExxonMobil zu den möglichen Umweltauswirkungen erstellt worden. Diese Studien sind sowohl von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und den Staatlichen Geologischen Diensten Deutschlands (SGD) als auch vom HLNUG bewertet und kommentiert worden.

Eine Studie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe hat im Mai 2012 eine „Abschätzung des Erdgaspotenzials aus dichten Tongesteinen (Schiefergas) in Deutschland“ vorgenommen.

Nähere Erläuterungen zu unkonventionellen Kohlenwasserstofflagerstätten, zu Fracking und zu den Risiken können Gutachten und Studien unter folgenden Links entnommen werden:

Links:

Kohlenwasserstoffe aus unkonventionellen Lagerstätten, Situation in Hessen

Anfang 2012 stellte die Firma BNK Deutschland GmbH, Frankfurt am Main, einen Antrag beim zuständigen Regierungspräsidium Darmstadt auf eine Aufsuchungserlaubnis für Kohlenwasserstoffe im Feld „Adler South“. Das Feld bedeckt ein großes Gebiet von Nordhessen und hat eine Fläche von 5.212 km². Als Ziel der Aufsuchung wurden Schiefergasvorkommen in Tonsteinen des Karbons und des Zechsteins genannt. Daraufhin wurde das HLUG vom Hessischen Umweltministerium beauftragt, die drei in Deutschland erarbeiteten Gutachten zu den Umweltauswirkungen der Aufsuchung und Erschließung sogenannter unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten auszuwerten. Hierbei sollten unter Berücksichtigung der regionalen Gegebenheiten in Hessen im Hinblick auf die im vorliegenden Antrag der BNK Deutschland GmbH beschriebenen geplanten Aufsuchungstätigkeiten Handlungsempfehlungen aus geologischer und hydrogeologischer Sicht unterbreitet werden. Das Gutachten wurde durch den Präsidenten des HLUG dem Umweltausschuss des Landtages vorgestellt. Die Kurz- und Langfassung dieses Gutachtens stehen unter den nachfolgenden Links:

Im Juni 2013 wurde der Aufsuchungsantrag auf unkonventionelle Kohlenwasserstoffe in Nordhessen durch die zuständige Bergbehörde des Regierungspräsidiums Darmstadt abgelehnt.