WO2004106976A1 - Verfahren zur ermittlung von migrationswegen und zur nutzung derselben für die gewinnung von erdgas und erdöl sowie zur auffindung neuer erdgas- und erdöllagerstätten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Migrationswege im Gebirge und zur Nutzung derselben für die Gewinnung von Erdgas und Erdöl und zur Durchführung von Bohrungen zur optimalen Gewinnung von Erdgas und Erdöl auf der Basis der ermittelten Migrationswege, wobei die Bohrungen im Bereich von Erdgas- und Erdöllagerstätten angesetzt oder Lagerstätten neu geortet werden ohne und mit Berücksichtigung von Topographic und Infrastrukturen.

Description

Verfahren zur Ermittlung von Migrationswegen und zur Nutzung derselben für dieGewinnung von Erdgas und Erdöl sowie zur Auffindung neuer Erdgas- und Erdöllagerstätten

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Migrationswege im Gebirge und zur Nutzung derselben für die Gewinnung von Erdgas und Erdöl und zur Durchführung von Bohrungen zur optimalen Gewinnung von Erdgas und Erdöl auf der Basis der ermittelten Migrationswege, wobei die Bohrungen im Bereich von Erdgas- und Erdöllagerstätten angesetzt oder Lagerstätten neu geortet werden ohne und mit Berücksichtigung von Topographie und Infrastrukturen.

Im Zuge der Gewinnung von Erdgas und Erdöl ist es ein vorrangiges Ziel, die dazu erforderlichen Bohrungen im Gebirge so zu orientieren und zu fuhren, dass geringe Gewinnungs- und Transportkosten anfallen. Insofern gilt es, die günstigsten Ansatzpunkte für die Bohrungen sowie die günstigsten Ablenkungen der Bohrungen festzulegen und dazu die Migrationswege im Gebirge, die insbesondere durch die Umwandlung tektonischer Energie in Bewegungsvorgänge des Gebirges entstanden sind, zu nutzen, indem die räumliche Lage der Migrationswege und ihre Nachhaltigkeit für die Erdgas- wie Erdölgewinnung ermittelt werden. Die Migrationswege, deren räumliche Lage und Nachhaltigkeit für die Erdgas- sowie Erdölgewinnung, sind insbesondere ein Ergebnis der Umwandlung tektonischer Energie in Massenbewegungen, die das Gebirge aufgenommen hat. Diese Umwandlung in Bewegungen hat die Strukturen, die die Migrationswege bestimmen, in örtlichen und überörtlichen Gesamtzusammenhängen geschaffen.

So sind zusammen mit den Migrationswegen für Erdgas und Erdöl die tektonischen Strukturen wie Verschiebungen bzw. Blätter, Abschiebungen bzw. Sprünge, Überschiebungen bzw. Wechsel und Sättel, Mulden und Umbiegungsachsen der Falten entstanden.

Maßgebend sind dabei die Wechselbeziehungen der Bewegungsabläufe sowie die Bewegungsabläufe im Gebirge im Einzelnen gewesen, durch die die Migrationswege entstanden und zu unterschiedlich großen räumlich angeordneten Systemen zusammengefasst sind. Die Geometrie der Gebirgsstrukturen dient dafür als zusammenfassender Begriff.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die Aussagekraft der Planungsgrundlagen verbessert und dadurch eine größere Sicherheit bei der optimalen Festlegung der Ansatzpunkte für dem Auffinden neuer Lagerstätten und/oder der Erdgas- und Erdölförderung dienende Bohrungen erreicht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass aus der vorhandenen Geometrie der Gebirgsstrukturen Migrationswege und deren Verhalten ermittelt und danach unter Berücksichtigung der Tektonik in als Vorteilhaft ermittelten Zonen ausreichender Erdgas- und/oder Erdölzirkulation die Bohrungen angeordnet werden, wobei neben dem Einfallen, dem Streichen und dem Verwurfsmaß der Störungen die durch die Umwandlung der tektonischen Energie in Bewegungsvorgänge bewirkten Auflockerungen, Quetschungen und Pressungen sowie die dadurch beeinflussten tektonischen Massentransporte herangezogen werden.

Für das Ansetzen der Bohrungen erfolgt die Ermittlung der Migrationswege erfindungsgemäß durch das Berücksichtigen der realen Bewegungsabläufe, die die Geometrie der Gebirgsstrukturen geschaffen haben. Zugleich mit den Bewegungsabläufen und den tektonischen Störungen und bei der Ausbildung der Falten entstanden im Gebirge Auflockerungen, Quetschungen und Pressungen. Es sind Materialbilanzen, die das Entstehen von Migrationswegen grundlegend bestimmen. Erfindungsgemäß wirken Auflockerungen für das Entstehen von Migrationswegen konstruktiv, während Pressungen und Quetschungen örtlich Tendenzen zur Errichtung von Migrationssperren unterstützen, was die optimale Lage von Bohrungen für die Erdgas- und/oder Erdölgewinnung entscheidend mitbestimmen. Die Bewegungsabläufe, die das Gebirge durchgeführt hat, benötigte Energie, die als tektonische Energie bezeichnet und in Bewegung umgesetzt wird, woraus die Geometrie der Gebirgsstrukturen entstanden ist.

Unterschiede in den Materialbilanzen sind dabei Folgen von unterschiedlich großen Bewegungsabläufen im Gebirge, die mit entsprechenden Umwandlungen der tektonischen Energie in Bewegungen von Gesteinsmassen verbunden sind. Somit gibt es unterschiedliche Voraussetzungen für die Umsetzung der Energie mit Folgen für die Zuführung und Weiterleitung der tektonischen Energie. Auch dadurch befinden sich unterschiedlich zugef hrte, weitergeleitete und auch abgelenkte tektonische Energien nebeneinander. So entstanden nebeneinander befindliche Differenzen beim Massentransport und bei Aufscherungen im Gebirge über Kilometer hinweg, die sich als Migrationswege für Erdgas und Erdöl anbieten. Auflockerungen im Gebirge fördern das migrieren. Pressungen und insbesondere Quetschungen wirken behindernd. Das erlaubt bei der optimalen Festlegung von Bohrungen zur Erdgas- und/oder Erdölgewinnung im Gebirge eine Berücksichtigung der Migrationsgegebenheiten durch Zuriickführung der bestehenden Geometrie der Gebirgsstrukturen auf ihre Entstehung durch die Umwandlung von tektonischer Energie in Massenbewegungen im Gebirge. Das Verfahren zur Festlegung von Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung und zur Ablenkungen der Bohrungen im Gebirge auf der Grundlage von Migrationsermittlungen, die das Entstehen der Geometrie der Gebirgsstrukturen beachtet, geht vom Autoritätsprinzip aus, nach dem größere Gebirgsbewegungen und größere Unterschiede an Ort und Stelle nach Umfang und Richtung größere Auswirkung auf das Migrationsverhalten haben. Das setzt eine Ermittlung der bestehenden Geometrie der Gebirgsstiτtkturen voraus, um auf dieser Grundlage die Bewegungsabläufe nachzuvollziehen und Rückschlüsse auf Migrations wege zu ziehen.

Die Ermittlung der vorhandenen Geometrie der Gebirgsstrukturen, um Rückschlüsse auf das Migrationsverhalten und dessen Wirksamkeit für die Erdgas- und/oder Erdölgewinnung zu ziehen, erfolgt nach bekannten Methoden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung und die Ablenkungen im Gebirge unter Berücksichtigung ausreichender Gas- und/oder Erdölzirkulationen angeordnet werden, indem die tektonischen Massentransporte, die durch die tektonische Energie ausgelöst werden, zur Grundlage der Ermittlung der örtlichen Migrationsgegebenheiten herangezogen werden. Dabei wird der Massentransport hinsichtlich Größe und Richtung vom Einfallen, dem Streichen und den Verwurfs-, Überschiebungs- und Verschiebungsmaßen sowie Abständen und Kreuzungen der tektonischen Störungen sowie von Intensität und Abstände der Faltungselemente bestimmt, woraus sich dann unter Beachtung entstehender Auflockerungen, Quetschungen und Pressungen zusammen mit den Aufscherungen Angaben über das Migrationsverhalten des Gebirges abgeleitet werden. Zwangsläufig werden dadurch die tektonische Energie, die Umsetzung der tektonischen Energie in Massenbewegungen (Übergang der tektonischen Energie in eine andere) und die Energieflussrichtung herangezogen. Mit der Erfindung ist demzufolge der Vorteil verbunden, dass das Entstehen der Geometrie der Gebirgsstrukturen zur Grundlage der Migrationsermittlungen und über diesen Weg zur Grundlage zur Festlegung von Bohrungen und deren Ablenkungen zur Erdgas- und/oder Erdölgewinnung gemacht wird. So werden innerhalb der Geometrie eines erdgas- oder erdölhöffigen Gebirgskörpers die Großtektonik, die Groß- und Kleintektonik und die Zusammenhänge zwischen Initialstörungen und deren Folgen für das Ermitteln des Migrationsverhaltens und damit für optimale Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung in einem Gebirgskörper nutzbar gemacht.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nun in einem erdgas- und/oder erdölhöffigen Gebirgsbereich das Umsetzen von tektonischer Energie in Massenbewegungen des Gebirges und darauf aufbauend die Migrationsgegebenheiten ermittelt und daran die Bohrungen orientiert.

Allgemein steht in einem Gebirgskörper der tektonischen Energie ein Gegendruck gegenüber, der von der Masse des Gebirges bereitgestellt wird; die tektonische Energie überwindet diesen Gegendruck und leistet dabei Arbeit durch das Entstehen und Ausgestalten der Elemente der Gebirgsgeometrie, wobei aus dem erkannten Verlauf der tektonischen Energie die dadurch erfolgte Ausgestaltung der Geometrie erkennbar ist. So hängt die Migrationskapazität im Einzelfall ganz wesentlich davon ab, ob die tektonische Energie durch das Gebirge geleitet worden ist, ohne das neue Strukturen der Gebirgsgeometrie entstanden oder schon bestehende Strukturen noch verändert worden sind, also eine Umwandlung der tektonischen Energie erfolgt ist.

So werden nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Verlauf der tektonischen Energie an Bewegungssperren und Bewegungsfreizonen bestimmt und das Migrationsverhalten und die Erdgas- und Erdölausbeute in den betreffenden Bereichen ermittelt. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass die tektonische Energie örtlich nämlich nur dann in Bewegungen und Aufscherungen umgesetzt wird, solange ein Freiraum, wie zum Beispiel die Tagesoberfläche, für das Entstehen von Strukturen der Gebirgsgeometrie vorhanden ist; so hängt die Erdgas - und Erdölgewinnungsmöglichkeit von dem Vorhandensein von Bewegungsfreizonen ab, denen Bewegungssperrzonen gegenüberstehen. Dabei ist in Bewegungsfreizonen die Erdgas - und/oder Erdölgewinnungsmöglichkeit generell günstiger zu beurteilen, wenn das Erdgas zur Tagesoberfläche hin nicht entweichen konnte, als in Bewegungssperrzonen. In Bewegungsfreizonen sind die Migrationsverhältnisse generell günstiger, was für die Erdgas- und /oder Erdölgewinnung in jedem Falle vorteilhafter ist. Die Bewegungsvorgänge im Gebirge als Folge der Zuführung von tektonischer Energie haben Pressungszonen, Quetschungszonen und Auflockerungszonen zur Folge. Da Pressungszonen entstehen, wenn tektonische Energie und Gebirgsmaterial verstärkt aufeinander zugeführt werden, sind in solchen Zonen die Bewegungsmöglichkeiten im Gebirge eingeschränkt, so dass hier die Migrationsverhältnisse zur Erdgas- und/oder Erdölgewinnung ungünstiger sind, da Migrationswege meist nur im beschränkten Umfange vorhanden sind.

Quetschungszonen sind dadurch geprägt, dass tektonische Energie und Gebirgsmaterial ineinander streben, so dass nur wenige oder kaum Migrationswege vorhanden sind, so dass die Anzahl der Bohrungen vergrößert werden muss, um in diesen Bereichen brauchbare Erdgas- und/oder Erdölgewinnungsmöglichkeiten einzustellen.

Dagegen ergeben sich Auflockerungszonen bei dem Auseinanderstreben von tektonischer Energie und Gebirgsmaterial. Die damit verbundene Auflockerung bietet Freiräume für Migrationswege, die das Migrieren von Erdgas und Erdöl begünstigen. Diese Bereiche sind für eine Erdgas- und/oder Erdölgewinnung generell vorteilhaft. Liegen demgegenüber Auflockerungen in einer größeren Entfernung von bis nach über Tage durchgehenden Migrationswegen oder tektonischen Störungen, wird man nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung an diesen Stellen bevorzugt Bohrungen zur Gasgewinnung ansetzen.

Die Existenz von Pressungs-, Quetschungs- und Auflockerungszonen bedingt dazwischen liegende Bereiche, in denen ein dadurch bedingter tektomechanischer Massentransport vorliegt. Der Massentransport hat erhebliche Auswirkungen im Hinblick auf die zu erwartende Kleintektonik und damit auf mögliche Migrationen für Erdgas und Erdöl. Daher schlägt die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel vor, insbesondere Bereiche eines Massentransportes in Nähe oder Nachbarschaft einer Quetschung oder Pressung für die bevorzugte Festlegung von Ansatzpunkten von Bohrungen auszuwählen; dort sind mehr Migrationswege zu den Bohrungen vorhanden. Bei Verwurfsänderungen an Sprüngen entstehen Auflockerungen in Bereichen mit geringeren Verwürfen und Pressungen in Bereichen mit größeren Verwürfen. Der Ausgleich zwischen Auflockerungen und Pressungen erfolgt durch Massentransporte einschließlich Entstehen von Migrationswegen, auf denen zwar das Erdgas zu den Sprüngen im Bereich der Auflockerungen abfließen konnte, was bei Öl nicht so gravierend sein muss.

Das bedeutet auch, dass im Auslaufbereich von vorrangig schollenbegrenzenden oder größeren Sprüngen Auflockerungen entstehen. Dort konnte allerdings das Erdgas und Erdöl zu den Sprüngen hin migrieren und abwandern, so dass für diesen Fall erst in größerer Entfernung von einem Sprung die Voraussetzungen für eine Erdgas- und Erdölgewinnung besser werden.

Setzen im Gebirge zur Teufe hin Überschiebungen an, entsteht im Auslaufbereich der Überschiebungen eine schichtparallele Gleitung, welche die Migrationswege für Erdgas und Erdöl verschmiert und die Migrationen unterbricht. Das gilt insbesondere für die Migration nach oben, so dass dort Erdgas und Erdöl gestaut sind. In diesem Fall eignen sich derartige Bereiche nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für das Ansetzen von Bohrungen insbesondere dann, wenn im Bereich der Schichtgleitung Auflockerungen vorhanden sind. Dann sind Migrationswege für Erdgas und Erdöl vorhanden, wie im Auslaufbereich von Sprüngen und dort, wo an Sprüngen infolge von Streichrichtungsänderungen Auflockerungen vorhanden sind; auch diese Bereiche werden zum Ansetzen von Bohrungen bevorzugt, wobei ein Abstand zur Schichtgleitung vorteilhaft ist.

Streichrichtungsänderungen von Überschiebungen haben Schneepflug- und Trichtereffekte zur Folge, wobei Schneepflugeffekte mit Auflockerungen und Trichtereffekte mit Quetschungen verbunden sind. Sind nun Schneepflugeffekte und Schichtgleitung im gleichen Bereich vorhanden, dann sind die Erdgas- und Erdölinhalte besonders groß und Migrationswege vorhanden, so dass in derartigen Bereichen die Bohrungen für die Erdgas- und Erdölgewinnung im Gebirge bevorzugt angesetzt werden. Dieser Bereich wird dann vergrößert, wenn in einem Abstand von weniger als 900 m wie an einem schollenbegrenzenden Sprung eine Quetschung oder Pressung vorhanden ist; in diesem Fall werden die Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung parallel zur Überschiebung angeordnet, weil Scherflächen als Migrationswege vorhanden sind, die zu den Überschiebungen mit einem Winkel von 30 gon streichen, wenn Schneepflug- und Trichtereffekt Abstände von weniger als 900 m aufweisen.

Schichtgleitungen entstehen auch bei Änderungen des Überschiebungsmaßes an Überschiebungen sowie in Auslaufbereichen von Überschiebungen nach unten, und dort sind Auflockerungsbereiche vorhanden, welche eine bevorzugte Orientierung für Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung begünstigen, wobei auch hier ein Abstand zur Schichtgleitung vorteilhaft ist.

Nicht nur Überschiebungen setzen zur Teufe hin an. Gleiches gilt auch für die Sattelstrukturen und konvexen Umbiegungsachsen. Während in den oberen Sattelbereichen und konvexen Umbiegungsachsen in der Regel ungestörte Verhältnisse vorherrschen, folgen darunter im Sattelbereich und konvexen Umbiegungsachsen Überschiebungen, darunter Verschiebungen; Überschiebungen sind mit Schichtgleitung und Verschmieren der Störungsflächen verbunden, und daher ist im Bereich der Überschiebungen, insbesondere aber darunter der Erdgas- und Erdölgehalt groß, weil die Migration nach oben hin unterbrochen ist. Verschiebungen weisen in Sattelbereichen und konvexen Umbiegungsachsen auf Auflockerungen in einem Sattel hin, und dort können Erdgas und Erdöl migrieren. Aus diesen Gründen werden Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung auf Sattelbereiche und konvexen Umbiegungsachsen zwischen Überschiebungszonen und Verschiebungszonen und im Bereich der Verschiebungszonen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konzentriert.

Das Gebirge ist in der Regel oder zumindest oft in bestimmten Abständen durch größere, etwa parallele Verschiebungszonen oder Verschiebungen in nebeneinander liegende Bahnen aufgeteilt. Dabei hat an den Verschiebungen ein mehr oder weniger horizontaler Massentransport stattgefunden. Der Massentransport stößt gegen die jeweiligen Nachbarschollen, wodurch dort Pressungen entstehen. Zugleich entsteht durch den Massentransport an den Verschiebungen rückwärtig ein Sog, der an schollenbegrenzenden oder größeren Sprüngen zu Auflockerungen führt. Es entstehen Migrationswege für Gas und Öl. Ergänzend kommt hinzu, dass im Bereich der Verschiebungen der Verwurf an den Sprüngen oft Minimalwerte hat. Die beim Abrutschen des Gebirges auf den Sprungflächen entstehenden Auflockerungen haben Aufscherungen im Gefolge, die als Migrationswege für die Erdgas- und Erdölgewinnung dienen. Daher werden nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Bohrungen für die Erdgas- und Erdölgewinnung vorrangig in Bereichen orientiert, in denen auch hier Auflockerungen vorhanden sind.

Ist es an Verschiebungen oder Verschiebungszonen zu gegenläufigen Bewegungen gekommen, ist das Gebirge mylonitisiert und verschmiert, und in diesen Fällen sind Migrationssperren entstanden, die mit Ablenkungen durchbohrt werden. D.h. in einem solchen Falle werden die Bohrungen für die Erdgas- und Erdölgewinnung in Richtung der Verschiebungszone orientiert und so auch im Bereich von Winkel-halbierenden zwischen den Streichrichtungen von Sprüngen und Überschiebungen, Sprüngen und Verschiebungen, Überschiebungen und Verschiebungen und Schollenhalbierenden. Hierzu zählen dann auch zu ermittelnde Bereiche der großen Verschiebungen.

Liegen zwei Auflockerungszonen in einem geringeren Abstand als 600 m voneinander entfernt und sind die Auflockerungen durch das Verhalten der Sprünge ausgelöst, kommt es zu gegenläufigen Bewegungen an Scherflächen mit Migrationssperren, was ein Durchbohren dieser Sperren erforderlich macht.

Treffen dagegen Verschiebungen auf Überschiebungen, so sind insbesondere unterhalb der Überschiebungen in der Regel Migrationswege für das Erdgas und Erdöl nicht oder kaum vorhanden. Aus diesem Grunde werden nach einem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung die Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung in der Nähe dieser Bereiche durchgeführt. In Auslaufbereichen von Überschiebungen und Verschiebungen kreuzen sich die Scherflächen als potentielle Migrationswege, hervorgerufen durch Massentransporte im Gebirge. Scherflächen kreuzen sich auch, wenn Winkelhalbierende sich mit Scherflächen kreuzen, die durch das Auslaufen von Überschiebungen und Verschiebungen ausgelöst sind. Ferner kreuzen sich Aufscherungen, wenn sich größere Verschiebungen kreuzen. Mit dem Kreuzen der Aufscherungen kreuzen sich auch Migrationswege, so dass im Bereich von Kreuzungsstellen nach einem Anwendungsbeispiel der Erfindung Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung orientiert werden. Liegen Auflockerungen an Sprüngen in einem Abstand bis 200 m bei auslaufenden Überschiebungen und in einem Abstand bis 1000 m bei auslaufenden Verschiebungen, sind in die Kreuzungsbereiche ebenfalls bevorzugt Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung zu orientieren. Sind allerdings an den Kreuzungsstellen schichtparallele Gleitungen vorhanden, sind Migrationssperren entstanden, die nach einem weiteren Beispiel der Erfindung durchbohrt werden.

Sind Schichtgleitungen in zwei Richtungen vorhanden, wie beispielsweise im Hangenden von Sprüngen, welche zur Teufe ihr Einfallen verändern und an gleicher Stelle Überschiebungen, an denen sich das Überschiebungsmaß ändert, sind Migrationssperren mit großer Wirkung vorhanden. Somit sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, außerhalb dieser Bereiche die Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung zu orientieren.

Schichtgleitungen in zwei Richtungen entstehen auch bei Einfallen von Mulden- und Sattellinien sowie Änderungen des Überschiebungsmaßes an Überschiebungen in einem bankrechten Abstand von den Überschiebungen von weniger als 400 m.

Die Aufteilung des Gebirges in bestimmten Abständen durch größere, etwa parallele Verschiebungszonen oder Verschiebungen in nebeneinander liegende Bahnen gibt Hinweise auf Migrationsbereiche und damit auf die Festlegung von günstig gelegenen Bohrungen zur Erdgas- und Erdölgewinnung in großräumigen und ausgedehnten Gebirgsräumen. Verschiebungszonen oder Verschiebungen sind in Streichrichtung über größere Entfernungen nachzuweisen. Dabei sind in vielen Fällen die Verschiebungen über bestimmte Distanzen als solche nicht vorhanden, beziehungsweise als Klein- und Kleinsttektonik (Aufscherungen) ausgebildet. Stets ist damit zu rechnen, dass auch dort Migrationen vorhanden sind, wie bei größeren Verschiebungen.

Die Aufteilung des Gebirges in bestimmten Abständen durch größere, etwa parallele Verschiebungszonen oder Verschiebungen nimmt Einfluss auf die tektonische Energie und den Gegendruck. Die tektonische Energie und der Gegendruck werden von den Verschiebungen abgelenkt. Da die tektonische Energie auf breiter Front dem Gebirge zugeführt wird, ist mit den nebeneinander liegenden Ablenkungen der Energie eine Addition der Energie und auch des Gegendruckes zu immer größer werdenden Werten verbunden. Dadurch wird die Ausgestaltung von anderen tektonischen Störungen gesetzmäßig in Abhängigkeit von den Kausalzusammenhängen beeinflusst. Dadurch haben Sprünge im Bereich der größeren Verschiebungszonen und Verschiebungen oft einen geringeren Verwurf oder laufen von beiden Seiten kommend im Nachbarbereich der Verschiebungen aus, bzw. setzen wieder an; auch ändert sich die Streichrichtung der Sprünge. Das gleiche gilt für Überschiebungen. Auf der Grundlage dieser Zusammenhänge bei der Umwandlung der tektonischen Energie in Bewegungsabläufe ist zwischen den Verschiebungszonen mit größeren Verwürfen an den Sprüngen zu rechnen. Dort wird Gebirgsmaterial verstärkt aufeinander zugeführt, so dass in solchen Zonen die Bewegungsmöglichkeiten im Gebirge eingeschränkt sind. Da die Migration ausgedünnt ist, sind gegebenenfalls Bohrungen und Ablenkungen erforderlich bzw. die Anzahl der Bohrungen zu erhöhen.

Im Bereich größerer Verschiebungszonen, die als solche über bestimmte Distanzen nicht vorhanden sind, befinden sich dort, wo die Sprünge auslaufen Auflockerungen, die Freiräume bieten für Migrationswege; solche Bereiche, die in gerader Linie oder in großräumigen Bögen hintereinander liegen, sind für eine Erdgas- und/oder Erdölgewinnung zugänglich.

Sind die Geometrie und dabei Sprünge punktformig zwischen zwei benachbarten Verschiebungszonen bekannt, lässt sich aus den Streichrichtungen der Verschiebungszonen und der Sprünge die Lage von voraussichtlichen Auflockerungen und damit günstige Migrationsvoraussetzungen über größere Entfernungen hinweg bestimmen. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Bohrungen zur Erdgas- und/oder Erdölgewinnung bevorzugt in der Mitte zwischen Auslaufstelle und/oder in einem größeren Abstand als 400 m von den Auslaufstellen der Sprünge oder Schnittstelle der Sprünge mit den Verschiebungszonen angesetzt und senkrecht zu den Verschiebungszonen abgelenkt. Ergibt sich, dass die Streichrichtung von Sprüngen an Verschiebungen auf Grund der Umwandlung der tektonischen Energie in Gebirgsbewegungen abgelenkt ist, dann entstehen bis 600 m Abstand von den großräumigen Verschiebungen Quetschungen als Folge der Gebirgsbewegungen an den Sprüngen und Auflockerungszonen. Sind auch hier Sprünge zwischen zwei benachbarten Verschiebungszonen bekannt, lässt sich aus den Streichrichtungen der Verschiebungszonen und der Sprünge die Lage der Zonen mit gutem Migrationsverhalten über größere Entfernungen hinweg bestimmen.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zweckmäßigerweise bestimmt, ob eine dieser Zonen zusätzlich durch den Massentransport an den Verschiebungen zusammengepresst ist und die Erdgas- und/oder Erdölgewinnungsmöglichkeit in allen betreffenden Bereichen ermittelt.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden in Auflockerungszonen, die durch den Massentransport an den Verschiebungen zusammengepresst sind, Ansatzpunkte von Bohrungen ausgewählt. Trotz der Pressung sind Zirkulationswege für das Erdgas und Erdöl vorhanden, so dass demzufolge nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung Gewinnungsmöglichkeiten für Erdgas und Erdöl verbessert sind.

Im Bereich von Überschiebungen ist die Ausgestaltung von großräumigen Verschiebungen durch die tektonische Energie in Bewegungen behindert, trotzdem sind Aufscherungen mit Migrationswegen in Streichrichtung der großräumigen Verschiebungen zu erwarten. Auch haben Sprünge im Bereich der größeren Verschiebungszonen und Verschiebungen einen geringeren Verwurf oder laufen von beiden Seiten kommend aus beziehungsweise setzen wieder an. Zugleich nehmen die Verschiebungszonen Einfluss auf die Streichrichtungen von Überschiebungen, auch laufen Überschiebungen oft an Verschiebungszonen aus. Dadurch entstehen mit der Umwandlung tektonischer Energie in Bewegungsvorgänge Schneepflug- und Trichtereffekte mit Aufscherungen, Auflockerungen und Quetschungen, deren Folgen für die Erdgas- und/oder Erdölgewinnung vorstehend bereits erläutert sind.

Erfindungsgemäß lassen sich die Schnittpunkte von Verschiebungszonen und Überschiebungen über größere Entfernungen hinweg bestimmen, wenn punktförmige Aufschlüsse über die Geometrie der Gebirgsstrukturen vorliegen. Dadurch lassen sich präzisere Angaben über günstige Ansatzpunkte und günstige Ablenkungen für die Bohrungen festlegen.

Die vorstehenden Kausalzusammenhänge sind für die Erdgas- und/oder Erdölgewinnung im Gebirge insofern von Interesse, als auch in Bereichen, die durch Bohrungen und/oder Seismik weniger bekannt sind, Rückschlüsse auf die Migrationen zu ziehen sind, so dass daraus auch dort die bestmögliche Anordnung der Ansatzpunkte von der Erdgas- und/oder Erdölgewinnung dienenden Bohrungen folgt. Die Grundlagen für die Einrichtung der Erdgas- und/oder Erdölgewinnung sind deutlich verbessert.

Aus der Aufteilung des Gebirges in bestimmten Abständen durch größere, etwa parallele Verschiebungszonen oder Verschiebungen, die über größere Entfernungen streichen, in nebeneinander liegende Bahnen erfolgt die Möglichkeit einer Festlegung dieser Zonen als Bestandteil der Geometrie der Gebirgsstrukturen. Der Kausalzusammenhang zwischen tektonischer Energie und ihrer Umsetzung in Bewegungsvorgänge oder Umwandlung in andere Energien in Verbindung mit der Geometrie der Gebirgsstrukturen ergibt Hinweise auf Auflockerungen, Zerrungen, Pressungen, Materialtransporte im Gebirge, sowie über Aufscherungen und sich kreuzende Aufscherungen, deren örtliche Folgen für die Migration und für die technische Anordnung hinsichtlich Bohrungen vorstehend erläutert wurden. Erdgas und Erdöl sammeln sich oft unterhalb von undurchlässigem Gebirge an. Aber auch in diesem Zusammenhang steht die Migration in Abhängigkeit von der Umwandlung der tektonischen Energie in Aufscherungen und Bewegungsvorgängen. Dadurch sind Auflockerungen, Pressungen, Quetschungen und Aufscherungen im Gebirge auch für den Bereich unterhalb undurchlässigen Gebirges für die optimale Erdgas- und/oder Erdölgewinnung ebenso Grundlage wie in tieferen Bereichen.

Nach einem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung werden Kenntnisse über die Geometrie der Gebirgsstrukturen durch die Berücksichtigung gewonnener Erdgas- und/oder Erdölmengen verbessert. Im Einzelnen lassen nämlich festgestellte Erdgas- und/oder Erdölzuflüsse und deren Unterschiede Angaben über die Geometrie des Gebirges zu, so dass auch daraus die bestmögliche Anordnung der Ansatzpunkte von der Erdgas- und/oder Erdölgewinnung dienenden Bohrungen folgt.

Die in der vorstehenden Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichimg der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Festlegung der Ansatzpunkte von der Erdgas- und/oder Erdölgewinnung und Ermittlung von neuen Erdgas- und Erdöllagerstätten dienenden Bohrungen in einem Gebirge, in dem tektonische Energie in Bewegungsvorgänge umgewandelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass aus der vorhandenen Geometrie der Gebirgsstrukturen Migrationswege und deren Verhalten ermittelt und danach unter Berücksichtigung der Tektonik in als vorteilhaft ermittelten Zonen ausreichender Erdgas- und/oder Erdölzirkulation die Bohrungen angeordnet werden, wobei neben dem Einfallen, dem Streichen und dem Verwurfsmaß der Störungen die durch die tektonische Energie bewirkten Auflockerungen, Quetschungen und Pressungen sowie die dadurch beeinflussten tektonischen Massentransporte herangezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Faltungsenergie an Bewegungssperren und Bewegungsf eizonen bestimmt und die Migrationsfähigkeit des Gebirges ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Auflockerungen ermittelt und die Bohrungen in Auflockerungszonen angeordnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Massentransporte ermittelt und die Bohrungen in Bereichen eines Massentransportes in Nähe einer Quetschung oder Pressung angeordnet und die dort vorhandenen Aufscherungen genutzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in Nähe von Bereichen von an Sprüngen mit größerem Verwurfsmaß liegenden Pressungen angeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen im Auslaufbereich von Überschiebungen und Verschiebungen und auf der dem Energiefluss abgewandten Seite von Änderungen in der zur Richtung des Energieflusses quer oder diagonal streichenden Tektonik angeordnet und die Streichrichtung von Aufscherungen in Richtung des Energieflusses genutzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen im Bereich von an Überschiebungen mit Streichrichtungsänderung gegebenen Auflockerungen angeordnet werden und das gegenseitige Durchdringen der Scherflächen genutzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in der Nähe eines sich überlagernden Schneepflugeffektes durch Schichtgleitung bei Überschiebungen mit Änderung des Überschiebungsmaßes angeordnet und die Zirkulationswege der Schichtgleitung, das gegenseitige Durchdringen der Scherflächen und das in Richtung des Energieflusses angeordnete Streichen der Scherflächen genutzt werden.

Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in der Nähe von Quetschungen oder Pressungen in einem parallel zur Überschiebung gerichteten Verlauf angeordnet werden und die dortige Durchdringung der Scherflächen genutzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen bei einem Abstand zwischen Schneepflug- und Trichtereffekten von weniger als 900 m parallel zur Überschiebung angeordnet und die dort befindlichen verstärkten Aufscherungen und deren Durchdringungen genutzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in Sattelbereichen mit konvexen Umbiegungsachsen und zwischen Überschiebungszonen und Verschiebungszonen angeordnet und die Durchdringungen der Scherflächen im Bereich der Verschiebungszonen und die Zirkulationssperre der Überschiebungszone genutzt werden. _;

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in Bereichen angeordnet werden, in denen der Massentransport an Verschiebungen auf eine Nachbarscholle trifft, und die Durchdringungen der Scherflächen genutzt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in Bereichen eines Aufeinandertreffens von Verschiebungen und Überschiebungen angeordnet und die dort befindlichen verstärkten Aufscherungen genutzt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in Bereichen einer Kreuzung von auslaufenden Überschiebungen und auslaufenden Verschiebungen angeordnet und die dort befindlichen Durchdringungen der senktrecht stehenden Scherflächen genutzt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in der Nähe der Mitte zwischen zwei Verschiebungen in einem parallel zur Streichrichtung der Mitte angeordneten Verlauf angeordnet werden und das Durchdringen der senkrecht stehenden Scherflächen genutzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in der Nähe von Zonen angeordnet werden, die durch den Massentransport an Verschiebungszonen zusammengepresst sind, und die dortigen verstärkten Auflockerungen und die senkrecht stehenden Aufscherungen genutzt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen in Bereichen angeordnet werden, die durch den Massentransport an Verschiebungszonen aufgelockert sind, und die dortigen Auflockerungen genutzt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen so orientiert werden, dass die Aufscherungen weitgehend senkrecht oder möglichst senkrecht oder diagonal durchbohrt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen auf den Bereich unterhalb eines undurchlässigen Gebirges konzentriert werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass festgestellte Erdgas- und Erdölgewinnungsergebnisse in die Ermittlung der Geometrie der Gebirgsstrukturen oder der Lagerstättengeometrie einbezogen werden.