Bohrkerne: Einblick in Tausende Meter Tiefe

Sie geben uns nicht nur einen Einblick in die Erdgeschichte, sie verraten auch wichtige Informationen über Öl- und Gaslagerstätten. Anja Kobstädt ist Sedimentologin im OMV Labor in Gänserndorf und erklärt, wie man einem Bohrkern Antworten entlockt.
 

Anja Kobstädt nimmt eine Lupe zur Hand, vor ihr liegt auf einem Tisch ein etwa ein Meter langer dunkelgrauer Stein. „Das ist ein Bohrkern aus Pakistan”, erklärt die junge Sedimentologin und beugt sich zu ihrem Untersuchungsobjekt herab, um es genauer zu betrachten. „Er ist noch recht frisch und erst vor Kurzem geliefert worden.”

Wobei „frisch” relativ ist: Hier, in einer Halle auf dem Gelände der OMV Austria in Gänserndorf, liegen auf Metalltischen dutzende Meter Bohrkerne, die mehrere Millionen Jahre alt sind. „Sie stammen von unseren Bohrungen aus der ganzen Welt – dem Jemen, Tunesien, Österreich oder eben Pakistan – und sind wichtige Dokumentationsmaterialien.“ Von Bohrkernen lässt sich die Millionen Jahre andauernde Geschichte unserer Erde und somit auch die Entstehung von Öl- und Gaslagerstätten ablesen.

Bohrkerne sind nicht nur wichtige Informationslieferanten bei der Suche nach Kohlenwasserstoffen, sondern auch wichtige Puzzlestücke, die uns helfen, unsere Erdgeschichte besser zu verstehen.
Anja Kobstädt, Sedimentologin im OMV Labor in Gänserndorf

Ein Bohrkern kommt ans Tageslicht

Doch bevor sie und das Team aus der Abteilung Formation Characterization an die Arbeit gehen können, muss der Bohrkern erst aus dem Untergrund gezogen werden. Und das ist mit einem ziemlichen Aufwand verbunden: Üblicherweise wird auf einer Bohrung rund um die Uhr gearbeitet. Wenn die Entscheidung gefallen ist, einen Bohrkern zu ziehen, muss der Normalbetrieb angehalten und das Bohrloch stabilisiert werden. Das gelingt nur in enger Kooperation mit dem operativen Bohrteam vor Ort. Dann wird der Bohrkern mit einer speziellen Vorrichtung aus der Tiefe gezogen. Das kann mehrere Tage dauern. Bis zu 27 Meter lang sind die meisten Bohrkerne und können aus einer Tiefe von mehreren Tausend Metern gezogen werden. Der tiefste von der OMV jemals erbohrte Kern stammt aus dem Jahr 1983 aus einer Tiefe von 8.553 Metern. Die Bohrkerne werden dann in etwa ein Meter lange Stücke geschnitten und nach Gänserndorf ins OMV Labor geliefert.

Jeder Bohrkern wird unter die Lupe genommen
 

Anja Kobstädt führt ihre Besucher durch die Gänge des Labors, links und rechts, erklärt die Sedimentologin, befinden sich die Untersuchungsräume. Dort werden dem Gestein wichtige Informationen entlockt. Um welche Art von Gestein handelt es sich? Ist es porös? Wie hat es sich gebildet? Aus welchen Mikrofossilien ist es entstanden? Um diese Fragen zu beantworten, lassen Anja Kobstädt und ihre Kolleginnen und Kollegen den Bohrkern eine Reihe von komplexen Analysen durchlaufen.

Zuerst wird die natürliche radioaktive Eigenstrahlung (Gammastrahlung) des Kerns gemessen, denn die Unterschiede in der Radioaktivität lassen Rückschlüsse auf mögliche Öl- oder Gasreservoire zu. „Geringere Strahlung bedeutet dabei für uns simpel gesagt eine höhere Wahrscheinlichkeit für mögliche Öl- und Gasvorkommen. Denn reine, tonfreie Sandsteine und Karbonatgesteine stellen im konventionellen Sinne potenzielle Reservoirgesteine dar. Sie strahlen geringer als tonhaltige Sandsteine und Tonsteine, da diese vermehrt radioaktive Elemente einlagern“, erklärt Anja Kobstädt.

Fotos unter UV-Licht machen Bereiche, in denen Öl eingelagert ist, sichtbar. Öl ist organischen Ursprungs und beginnt unter UV-Einstrahlung zu fluoreszieren, was sich an hell leuchtenden Bereichen zeigt. Blaue, nicht-fluoreszierende Bereiche enthalten dagegen kein Öl. Der Bohrkern wird nun Stück für Stück untersucht, zunächst mit bloßen Auge, dann unter der Lupe. Schließlich werden dem Kern kleine Stücke entnommen und auf wenige Mikrometer dünngeschliffen unter dem Mikroskop untersucht. „Drei bis vier Tage dauert allein die Beschreibung des Bohrkerns“, sagt Anja Kobstädt. „Danach kommt noch die Feinanalyse. Der Arbeitsaufwand dafür variiert, je nach Fragestellung und Komplexität des Gesteins.“

Wichtige Antworten über das Reservoirgestein

Der Aufwand lohnt sich: Mithilfe ihrer Analysen können wichtige Aussagen über Entstehung und mögliche räumliche Verteilung des Reservoirgesteins getroffen werden. „Das hilft den Kolleginnen und Kollegen, weitere Bohrungen zu planen und Lagerstätten optimal zu fördern“, sagt Anja Kobstädt. Die Forschungsergebnisse tragen somit dazu bei, das Risiko bei wichtigen Entscheidungen zu reduzieren: Etwa ob es sich lohnt, weiter zu bohren.

Bibliothek der Bohrkerne
 

Ein Bohrkern enthält aber nicht nur wichtige Informationen für heute, sondern auch für kommende Generationen: Mithilfe neuer Technologien kann die nochmalige Untersuchung eines Bohrkerns wertvolle Erkenntnisse zu Tage bringen, erklärt Anja Kobstädt. Und so kommt es vor, dass die Kolleginnen und Kollegen bei vermeintlich weniger attraktiven Feldern neue Potentiale zum Vorschein bringen. Deshalb werden nach der Analyse ausnahmslos alle Bohrkerne sorgfältig verpackt, nummeriert und nach Herkunftsort geordnet in Regale geschlichtet. Diese befinden sich in nächster Nähe von Anja Kobstädts Arbeitsplatz, nämlich in den Lagerräumen, die an das Labor angrenzen. Im Grunde ist es wie eine riesige Bibliothek, sagt die Sedimentologin, während sie zwischen den meterhohen Regalwänden hindurchspaziert. „Bei Bedarf können wir Bohrkerne, die bereits seit Jahrzehnten hier lagern, wieder hervorholen und erneut untersuchen.“ Zusätzlich zu den Bohrkernen werden von den Bohrungen hunderte Kilo an Bohrklein – das sind Gesteinssplitter von unterschiedlicher Größe, sogenannte Cuttings – in das Labor gebracht, dessen Analyse ebenfalls wichtige Information liefert.

Mittlerweile umfasst das Bohrkernarchiv an die 50.000 Meter an Bohrkernen und noch mehr Bohrklein, die seit den 1940er Jahren gesammelt wurden. Fragt man nach dem Wert der Steine, muss Anja Kobstädt schmunzeln: „Ein Bohrkern mag auf den ersten Blick vielleicht unscheinbar aussehen. Doch der Wert, den er für uns hat, lässt sich nicht in Worte fassen.“
 

Anja Kobstädt

arbeitet seit dem Frühjahr 2015 für die OMV im Labor in Gänserndorf. Davor war die 27-Jährige als Geologin in Deutschland, Spanien und Großbritannien beschäftigt. Als Sedimentologin in der Abteilung Formation Characterization ist sie dafür verantwortlich, Bohrkerne und Bohrkleinproben genau zu untersuchen – dazu zählen die sedimentologische Beschreibung und Interpretation des Gesteins und eine genaue Analyse seiner Bestandteile.

Details zum Bohrkernlager

• Seit 2008 befinden sich Labor und Bohrkernlager in Gänserndorf. Bis 2008 wurden die Gesteinsproben in Neusiedl an der Zaya gelagert.
• Etwa 40 OMV Expertinnen und Experten aus den Disziplinen Geologie, Chemie, Petrophysik, Hochdrucktechnik, Korrosion und Materialwissenschaften sind im Labor beschäftigt.
• Die geologische Abteilung ist das Herzstück des Labors. Überall dort, wo Bohraktivitäten stattfinden, werden Bohrkerne oder Bohrkleinproben entnommen und ins OMV Labor in Gänserndorf transportiert.
• Alle Proben werden genau analysiert und ausnahmslos für spätere Analysen im Bohrkernlager aufbewahrt.
• Dort befinden sich derzeit an die 50.000 m an Bohrkernen und noch mehr Bohrkleinproben.