1. Einführung Seite KW- geologische Entwicklung Geologische Entwicklung Der Beckentyp Die Geologische Entwicklung 3

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1 Inhalt : 1. Einführung Seite 1 2. KW- geologische Entwicklung 1 3. Geologische Entwicklung 2 4. Das Pariser Becken 4.1. Der Beckentyp Die Geologische Entwicklung Die KW-Geologie 4 5. Das Aquitanische Becken 5.1. Der Beckentyp Die Geologische Entwicklung Die KW-Geologie 7 6. Zusammenfassung und Ausblick 9 7. Literaturverzeichnis 10

2 Erdöl Erdgas Lagerstätten Die Erdöl und Erdgas Lagerstätten von Frankreich Abstract: Die KW-Industrie in Frankreich ist von großer Bedeutung und wird es auch in Zukunft sein. Die Kohlenwasserstoffe konzentrieren sich auf zwei Provinzen das Pariser Becken und das Aquitanische Becken, wobei dieses als das Hauptfördergebiet für Erdgas zu betrachten ist. Die Geschichte der KW-Produktion in Frankreich beginnt in den frühen 30iger Jahren und ist durch einige größere und auch kleinere Funde gekennzeichnet. Auch heute wird, motiviert durch einige Erfolge in der jüngeren Vergangenheit, weiterhin Exploration betrieben. Diese Aktivitäten brachten sieben neue Ölfunde. Trotzdem ging die Produktion auf ca. 3 Mio. t zurück (ERDÖL ERDGAS KOHLE, Feb. 1992). Die Erdgasproduktion hingegen stieg deutlich um 16 % auf ca Mrd. m 3. Frankreich ist aber auch weiterhin auf Importe von Öl und Gas angewiesen. Im folgenden soll auf die KW-geologisch interessanten Aspekte der Erdöl-Erdgas-Provinzen Frankreichs eingegangen werden. 1. Einführung Frankreich befindet sich im Westen Europas. Die westliche bzw. die nördliche Grenze bilden der Atlantischen Ozean bzw. der Ärmelkanal, die durch die Schelfgebiete natürlich erdölgeologisch interessant sind. Im Osten grenzt Frankreich an die Benelux-Staaten und Deutschland, im Süden bilden Spanien und das Mittelmeer die Grenzen. Die KW-Produktion in Frankreich begann in den frühen dreißiger Jahren. Die erste produktive Lagerstätte war das kleines Gasfeld Saint Marcet bei Toulouse. Die Lagerstätte befand sich in einer Oberflächenantiklinale, die angebohrt wurde. In den folgenden fünf Jahrzehnten wurde weitere zahlreiche Funde gemacht. 2. KW geologischer Überblick In Frankreich befinden sich die KW Reserven in 3 großen Sedimentbecken, ein viertes Sedimentbecken brachte bei der bisherigen Erkundung auf Kohlenwasserstoffe noch keine Erfolge. Diese 3 Sedimentbecken sollen im folgenden kurz beschrieben werden. Das älteste Fördergebiet bildet der südwestliche Teil des Oberrheintalgrabens mit dem Feld Pechelbronn. Das Aquitanische Becken im SW Frankreichs stellt das KW-reichste Gebiet dar und beinhaltet die Felder Lacq, Meillon und Parentis. Das Pariser Becken ist die flächenhaft größte KW-Provinz Frankreichs, wirtschaftliche Erfolge stellten sich aber erst Ende der fünfziger Jahre ein. Die Felder wurden wie folgt entdeckt (COUSTAU & DUBIOS 1980 und PERRODON 1985): die Lagerstätte Lacq, durch Gravimetrie und Seismik Parentis, durch Seismik ( Rastervermessung ) Meillon, Saint-Faust, durch Seismik ( multiple Überdeckung ) Vic-Bulh, durch eine Bohrung mit Ölanzeichen, im Grenzbereich seismischer Auflösung Andere KW geologisch interessante Gebiete sind die Schelfgebiete, besonders im Bereich Seite 1

3 des Ärmelkanals (Manche) im Norden, im Golf von Gascogne im Westen und im Löwengolf im Süden (PERRODON 1994). Die Exploration hat sich in diesen Gebieten bisher allerdings als unergiebig erwiesen. 3. Die Geologische Entwicklung Die erdölgeologisch interessanten Sedimentbecken Frankreich besitzen mesozoisches und känozoisches Alter. Sie entwickelten sich auf einer paläozoischen Einrumpfungsfläche, die im Perm zu zerbrechen begann (PERRODON 1994). Die Becken entwickelten sich vorwiegend während der Kreide und des Tertiär als Folge von Hebungen und Gebirgsbildungsprozessen in benachbarten Gebieten. In der Trias führten Krustendehnungen zum Zerbrechen der variszischen Rumpfungsfläche. Die Reaktivierung alter Störungssysteme führte zur Entwicklung von Gräben und Großblöcken. Hiermit erfolgte die Anlage der späteren Sedimentbecken. Die Sedimentation in die noch jungen und in der Anlage befindlichen Becken war anfangs kontinental und siliziklastisch mit Schuttfächern, während der Mitteltrias war die Sedimentation tonig karbonatisch (PERRODON 1994). In der Obertrias entwickelten sich Salzlager, es herrschten Bedingungen, die eine evaporitische Sedimentation ermöglichten. Im Rhät wurden Siliziklastika, schwarze Tone und lagunäre Karbonate sedimentiert, die den triassischen Zyklus beendeten. Diese Ablagerungen transgredierten zunehmend nach Westen und sammelten sich in ENE WSW gestreckten Senken an (PERRODON 1994). Die Richtung dieser Senken schwenkten im SE Frankreichs nach NW SW bzw. WNW ESE. Es wurden hiermit also die ersten Ansätze für das Pariser und das Seite 2

4 Aquitanische Becken gelegt (CURVELLE et al., 1982). KW geologisch sind hier die Sandsteine des Buntsandsteins, des Muschelkalks und besonders die des Keuper als gute ( potentielle ) KW Speicher interessant. Potentielle Muttergesteine aus dem Zechstein bzw. aus dem Oberkarbon könnten diese Reservoire füllen, sind bisher aber nicht beschreiben. 4. Das Pariser Becken 4.1. Der Beckentyp Das Pariser Becken ist ein sogenanntes interior ( intracratonic ) Becken. Diese Becken werden auf alten Kratonen, durch langanhaltende langsame Subsidenz, etwa 10 m/mio a, gebildet. Sie sind einfach gebaut, mit mesozoischer Füllung, fast rund mit einem Durchmesser von einigen 100 km und relativ flach ( 3 4 km ). Die sedimentären Environments sind folgende: flachmarin, lagunär intertidal, küstennah verhältnismäßig kleine Delta Körper, sanft geneigte alluviale Ebenen. Als Fallen findet man Verwerfungen, flache Antiklinalen, stratigraphische Fallen ( Riffe, Barrieren ) und Salzdiapire. Das Hauptproblem in Becken diesen Typs ist im erdölgeologischen Sinne die oftmals nur geringe Reife der Muttergesteine, was eine KW Armut zur Folge hat (KULKE 1994). Ein weiteres Beispiel für ein solches Becken ist neben dem Pariser Becken das Michigan Becken in den USA Die Geologische Entwicklung Im Lias führte ein eustatischer Meeresspiegelanstieg, der ganz Europa überflutete, zu starker Subsidenz und der Ablagerung von schwarzen Mergeln im Pariser Becken. Die tonige Sedimentation im Hettangium und Toarcium unter reduzierendem Milieu führte zu hervorragenden Muttergesteinen. Im Dogger/Malm wurde das Pariser Becken von einer Karbonatplattform eingenommen, es wurden vor allem Mergel sedimentiert. Im Portland trennte das Aufsteigen von Vogesen und Schwarzwaldmassiv das Pariser Becken vom Germanischen Becken ab und gab ihm die heutige Form (PERRODON 1994). Die Dogger- Kalksteine sind hier von erdölgeologischem Interesse. Das Pariser Becken beendete seine Entwicklung in der Kreide. Abb. 2 Schematischer Profilschnitt durch das Pariser Becken ( aus Perrodon) Seite 3

5 4.3. Die KW-Geologie Das Pariser Becken hat eine Gesamtfläche von km 2. Erste Funde wurden 1958 nach zuvor nur trockenen Bohrungen gemacht. Diese Erdöllagerstätten befinden sich in bioklastischen Karbonaten des Dogger in Tiefen von etwa 1500 m in Coulommes, Chailly, Saint-Martin de Bossenay (TILLOY, 1960; MONCHAU et al., 1985). Weitere Funde wurden in den Neokom-Sandsteinen von Chateaurenard (MAUGY, 1960; HEUILLON, 1972) und in den Rhät-Sandsteinen im Osten des Pariser Beckens (SOUDRON, 1976) gemacht. Die Gesamtmenge des gefundenen Erdöls belief sich allerdings nur auf etwa 12 Mio. t. Ab 1979 wurden weiter Funde gemacht. Zum einen in Chaunoy (1983) in Sandsteinen der Obertrias und in Monmirail-Villeperdue in Dogger-Karbonaten (PERRODON 1994). Diese Funde stellen die größten Neufunde im Pariser Becken dar und belebte die Exploration in dieser Erdölprovinz wieder. Produziert wurden bisher 5 Mio. t (MORELOT, 1986; NAVAIL & MORELOT, 1985; PAGES, 1987). Abb. 3 Geologische Skizze des Pariser Beckens mit Tiefenlinien der Lias-Basis und der Lage der Ölfelder (aus Perrodon) Die Muttergesteine im Pariser Becken sind C org -reiche sapropelitische Tonlaminite des Lias, die im zentralen Bereich des Beckens das Ölfenster erreichten (POULET & ESPITALIE, 1987; TISSOT et al., 1971). Ein kleines Gasfeld in der Trias von Trois-Fontaines wurde wahrscheinlich aus dem Stephan heraus gefüllt (PERRODON 1994). Seite 4

6 Die Reservoirgesteine sind, wie schon an anderer Stelle ausgeführt, Kalke aus dem Dogger und Sandsteine des Neokom. Zur Migration ist zu sagen, daß die Kohlenwasserstoffe vertikal in die Reservoire gewandert sind. Als Abdichtung der Lagerstätten dienen tonige Serien, triassische Reservoire wurden offensichtlich über Störungskontakte mit Öl gefüllt - das Öl in diesen Reservoiren ist gleich dem Öl in jüngeren Reservoiren (PERRODON 1994). Als Fallen treten strukturelle Fallen einfache und gestörte Antiklinalen auf, aber auch stratigraphische und diagentische Elemente (PERRODON 1994). Besonderheiten gibt es nicht, die Aquifere sind nur wenig versalzen und die Rohöle sind nahezu gasfrei. Abb. 4 Das KW-Habitat des Pariser Beckens, in einem stark schematisierten W-E-Profil (aus Perrodon) 5. Das Aquitanische Becken 5.1. Der Beckentyp Das Aquitanische Becken ist ein sogenanntes Vortiefen- und downwarp Becken Dies sind durch tektonische Auflast hinabgedrückte Randzonen kontinentaler Platten, die anschließend mit Klastika, die von kollisionsbegingten Orogenen stammen, aufgefüllt wurden. Diese Klastika stellen Flysch und Molassestadien der Vorsenken im engeren Sinne dar (KULKE & SCHWAB 1994). Das Aquitanische Becken ist nach Westen zum Atlantik hin offen ( Golf von Biscaya ), im Süden wird es von den Pyrenäen gestaucht und überfahren. Typische sedimentäre Environments sind: in downwarp Becken flach marin. Vortiefen-Becken sind fast vollständig mit Klastika ( sehr grobkörnig bis sehr feinkörnig ) gefüllt. Während der juvenilen Phase der Becken werden diese mit sehr großen Mengen von Turbiditen gefüllt, die sehr große Mächtigkeiten erreichen (KULKE & SCHWAB 1994). Seite 5

7 Während der Reifungsphase herrscht im Wechsel ein sedimentäres Environment von alluvialen fans, alluvialen Ebenen, Strand und flachmarin. Fallen in diesen Becken bilden vor allem Domstrukturen, kleinere Verwerfungen und stratigraphische Fallen. In Vortiefen- Becken kommen noch sogenannte up to basin Verwerfungen und Faltenstrukturen hinzu. Die Muttergesteine sind reif, in Vorteifen-Becken allerdings treten aber oft Probleme mit dem Reifegrad der Muttergestein auf und zwar in Form von unreifen Kerogen Typ III Muttergesteinen (KULKE & SCHWAB 1994). Außerdem ist eine KW Migration Richtung der dünnen Kanten des Beckens zu beobachten und teilweise ist die Abdichtung der potentiellen Lagerstätte schlecht ausgebildet Die Geologische Entwicklung Die ersten Ansätze für das Aquitanische Becken wurden, wie oben bereits erwähnt, in der Trias gelegt. Das Aquitanische Becken bildete sich im Dogger/Malm zwischen dem heutigen Zentralmassiv und dem Protoatlantik als passives Kontinentalrand Becken heraus (PERRODON 1994). Das Becken wurde im Oberjura von großen Störungen zerstückelt, es entstanden 3 stark eingesunkene Teilbecken Parentis, Adour und Comminges wobei vor allem Parentis heute KW geologisch interessant ist. Auch hier sind die Dogger-Kalksteine von erdölgeologischem Interesse und im Kimmeridge entstanden gute Muttergesteine (PERRODON 1994). Während der Kreide durchlief das Aquitanische Becken eine Zeit großer tektonischer Aktivität, wobei die drei Teilbecken ( pull apart-typ ) stark einsanken. Die KW geologische Bedeutung der Kreide liegt in mehrfach auftretenden Muttergesteinen, aber vor allem in den auftretenden Karbonatreservoiren des Neokoms und den Küsten Sandsteinen der Mittelkreide (PERRODON 1994). Im Känozoikum des Aquitanischen Beckens finden sich Flyschtröge ( W-E gestreckt ), im Neogen wurde das Becken im Norden durch Süßwassermolassen aufgefüllt. Es finden sich allerdings nur im Eozän Flysch kleinere Gasvorkommen (CURNELLE et al., 1982). Abb. 5 Profilschnitt durch das Aquitanische Becken (aus Perrodon) Seite 6

8 5.3. Die KW-Geologie Das Aquitanische Becken umfaßt auf dem Festland etwa km 2. In den späten dreißiger Jahren wurde in einer oberflächlich sichtbaren Antiklinale eine fündige Bohrung abgeteuft. Es wurde das Feld St. Marcet ( 1939 ) mit 8 Mrd. m 3 Naßgas entdeckt. Die Lagerstätte befindet sich in einer Jura-Kalkbrekzie (PERRODON 1994). In der Jahren 1949/1951 wurde das Feld Lacq entdeckt, es enthält Erdöl in der Oberkreide, besonders interessant sind aber die Gasfunde in mikrokristallinen Dolomiten des Barreme bis Portland. Es handelt sich hier um ein Riesenfeld mit 240 Mrd. m 3 H 2 S-reichen Gas, bei dessen Produktion bisher 50 Mio. t Schwefel anfielen (PERRODON 1994). Dieses Naßgas oder saures Erdgasstammt aus karbonatischen und sulfatischen Muttergesteinen. Im Jahre 1961 wurde das Feld Meillon mit 60 Mrd. m 3 Gas und noch weitere kleinere Gaslagerstätten in der Gegend um Pau entdeckt. In den 60iger Jahren wurde im Sub-Becken von Parentis eine bedeutende Erdölzone entdeckt (PERRODON 1994). Dazu gehören die Felder Parentis und Cazaux mit 30 bzw. 10 Mio. t Erdölreserven. In der Folge wurden nur noch kleinere Funde gemacht, auf der Kontinentalplattform gar keine mehr. Abb. 6 Die Unterkreidebecken Aquitaniens und ihre KW-Felder (aus Perrodon) Als Muttergesteine fungieren zum einen im Kimmerigde Kalksteine mit hohem Anteil sapropelitischer organischer Substanz. Diese Muttergesteine sind vor allem im Sub-Becken Seite 7

9 von Parentis und Adour von Bedeutung (PERRODON 1994). Im Teilbecken von Lacq und Comminges bilden tonige Folgen des Dogger und Malm mit Anteilen von org. Substanz vorwiegend huminitischer Zusammensetzung die Muttergesteine (PERRODON 1994). Des weiteren geben tonige Folgen in der Unter- und Mittelkreide, örtlich auch in der Oerkreide potentielle Muttergesteine ab. Außerdem gibt es Alttertiär-Flysch, der C org -reiche Einschaltungen (Kerogen Typ III) führt, auf die kleinere Methanvorkommen zurückzuführen sind (PERRODON 1994). Die Muttergesteine des Jura und der Kreide haben die Karbonatträger des Dogger ( Meillon ) und der Unterkreide ( Lacq ) mit Gas sowie die Felder der Sub-Becken von Lacq und Comminges mit Öl versorgt. Die sandigen, zum Teil turbiditischen ( Cazaux ) Reservoirgesteine des Apt-Cenoman und die Barreme- Dolomitreservoire von Parentis wurden aus dem Kimmeridge gefüllt (PERRODON 1994). Die Fallen sind im wesentlichen Faltenstrukturen und störungsgebunden, ihre Komplexizität nimmt nach Süden Richtung der Pyrenäen zu. Außerdem komplizieren Diskordanzen örtlich den strukturellen Bau der Lagerstätten. Abb. 7 Das KW-System der Sub-Becken von Parentis, Adour und Comminges in Aquitanien; entworfen von R. Curnelle (aus Perrodon) Seite 8

10 6. Zusammenfassung und Ausblick Aus den Lagerstätten Frankreichs wurden bis heute etwa 430 Mio. t Erdöl und Erdgas gefördert. Die Lagerstätten sind im wesentlichen auf die zwei großen Becken Frankreichs das Pariser Becken und das Aquitanische Becken beschränkt. Dabei stammt die Gasproduktion fast ausschließlich aus dem Aquitanischen Becken, wogegen das Erdöl in beiden Becken gefördert wird. Die Erdöl Produktion verlief wie folgt (World Statistics 1991, Inst. of Petrol, London und Öldorado 1975 und 1990, ESSO, Hamburg ): Tab. 1 Die Erdöl-Produktion von Frankreich der letzten 40 Jahre ,1 Mio t ,0 Mio t ,3 Mio t ,1 Mio t ,4 Mio t ,6 Mio t ,0 Mio t Gegenwärtig werden ca. 3,0 Mio t Erdöl pro Jahr gefördert, allerdings mit sinkender Tendenz. Die Gasproduktion, die fast ausschließlich aus dem Aquitanischen Becken stammt, liegt zur Zeit bei etwa 4,4 Mrd. m 3 pro Jahr. Bis 1990 wurden 77 Mio t Erdöl und 200 Mrd. m 3 Erdgas produziert. Hinzu kommen 20 Mio m 3 Kondensat und etwa 46 Mio t Schwefel aus den Lagerstätten Lacq und Meillon (PERRODON 1994). Das Aquitanische Becken lieferte dabei etwa 70 % des Erdöls und fast die gesamte Menge an Erdgas. Die Ölreserven ( 1990 ) liegen bei ca. 30 Mio t, davon etwa 2/3 im Pariser Becken und 30 Mrd. m 3 Gas, das fast ausschließlich im Aquitanischen Becken zu finden ist. Abb. 8 Hauptfündigkeiten von Öl und Gas nach Zeitpunkt und Reservenhöhe in den beiden Haupt-KW-Provinzen Frankreichs (aus Perrodon) Seite 9

11 Ausblick: Weitere Fündigkeiten werden für das Pariser Becken und das Aquitanische Becken erwartet, die Exploration wird durch kleinere Funde motiviert, aber auch die SE-Provinz, in der es bisher nur Anzeichen für Kohlenwasserstoffe gab, ist ein hoffnungsvolles Explorationsgebiet. Die offshore-gebiete Frankreichs geben bis zum heutigen Tag allerdings nur wenig Anlaß zur Hoffnung auf größere Funde, aber es besteht die Hoffnung, das der technische Fortschritt, insbesondere in der Seismik, hier neue Perspektiven eröffnet. 7. Literatur PERRODON A. (1994): Frankreich In: KULKE H. (1994): Regionale Erdöl- und Erdgasgeologie der Erde P.I Beiträge zur regionalen Geologie der Erde, Gebrüder Bornträger Verlagsbuchhandlung, Stuttgart. 12 S. 8 Abb. SCHÖNENBERG R. & NEUGEBAUER J. (1997): Einführung in die Geologie Europas, Rombach Wissenschaft, Freiburg WALTER R. (1995): Geologie von Mitteleuropa, E.Schweizerbart sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart Zeitschriften: ANONYM (1992): Die Mineralölwirtschaft im Jahre Erdöl-Erdgas-Kohle 108, 55, Hamburg Seite 10

12 Oberseminarvortrag Die Erdöl- und Erdgas-Lagerstätten von Frankreich Bearbeiter: cand.geol. Stephan Gerisch Betreuer: Prof. Dr. Vulpius