Als Erdölgewinnung wird das Aufsuchen (Prospektion) und das Erschließen (Exploration) von Erdöllagerstätten sowie die Förderung von Erdöl aus Erdöllagerstätten (Gewinnung) bezeichnet.
mini|hochkant=1.3|Erdöl-Tiefpumpe () in einem Ölfeld im nordwestlichen Texas
Zentrale Begriffe Lagerstätten und Abbauwürdigkeit Allgemeines Die gezielte Suche nach Erdöl- und Erdgasvorkommen bezeichnet man als Prospektion. Im Vordergrund der Suche stehen vor allem Vorkommen, deren Abbau wirtschaftlich rentabel ist. Solche Vorkommen werden in der Erdöl- und Rohstoffgeologie zur Abgrenzung von nicht-rentablen Vorkommen auch als Lagerstätten oder Ölfelder bezeichnet („Ölfeld“ bezeichnet alternativ auch das Areal an der Erdoberfläche über einer Lagerstätte oder mehreren nahe beieinander liegenden Lagerstätten, in dem eine größere Anzahl von Ölförderanlagen konzentriert ist).Schlagwort field bzw. oil field im Schlumberger Oilfield Glossary. Hinsichtlich der Lagerstättengeologie und der Viskosität des Öls und damit letztlich des zur Ölförderung nötigen Aufwandes werden konventionelle Lagerstätten von unkonventionellen Lagerstätten unterschieden (vgl. dazu auch → Erdölentstehung).
Konventionelle Lagerstätten Konventionelle Lagerstätten befinden sich in relativ hochporösen und permeablen Speichergesteinen und enthalten relativ dünnflüssiges Öl. Sie können mit herkömmlicher Fördertechnik vergleichsweise kostengünstig bewirtschaftet werden. Die größten bzw. produktivsten Ölfelder der Erde werden unter der Bezeichnung Giant Fields („Riesenfelder“) zusammengefasst. Die größten 500 Ölfelder, d. h. 1 % aller bekannten Ölfelder, lieferten 2005 60 % des gesamten geförderten Öls, wobei die größten 20 rund 25 % des gesamten Öls lieferten.
Unkonventionelle Lagerstätten Unkonventionelle Lagerstätten befinden sich in eher geringporösen und impermeablen Gesteinen oder enthalten eher zähes, bitumenartiges Öl, sodass es nur mit erhöhtem technischen und energetischen Aufwand gefördert werden kann.
Ob die Ölförderung aus einem Vorkommen sich überhaupt lohnt bzw. lohnen wird oder nicht, hängt stets auch vom Marktpreis (siehe unten) und vom Stand der Explorations- und Fördertechnik ab. So wurde die Förderung vieler längst bekannter unkonventioneller Vorkommen (Ölsand, Schweröl, „Schieferöl“) erst zu Anfang des 21. Jahrhunderts wirtschaftlich sinnvoll und erlebte in Nordamerika geradezu einen Boom. Der Ölpreisverfall im Zuge der Weltwirtschaftskrise im darauf folgenden Jahrzehnt bremste die Ausweitung der unkonventionellen Förderung allerdings etwas ab.
Ausbeutequote, Förderrate und Fördermaximum Die sogenannte Ausbeutequote bezeichnet den einem Ölfeld real entnommenen bzw. entnehmbaren Anteil am gesamten in der Lagerstätte vorhandenen Erdöl (letzteres oil in place genannt). Dieser konnte durch bessere Technik und Methoden von 22 % im Jahr 1980 auf Bestwerte von heute etwa 60 % gesteigert werden. Die wichtigste Größe zur Beurteilung der Produktivität eines Ölfeldes ist die Förderrate, die die Fördermenge pro Zeit angibt. Das Ölfördermaximum ist die maximale Förderrate, die ein Ölfeld im Laufe seiner Bewirtschaftung erreichen kann. In der Regel steigt die Förderrate sehr schnell bis zum Erreichen des Fördermaximums an und danach fällt sie relativ langsam und mehr oder weniger kontinuierlich wieder ab. Sowohl Ausbeutequote als auch Förderrate sind extrem stark vom Lagerstättentyp abhängig. In konventionellen Lagerstätten kann es sein, dass das Öl allein durch den Ortsdruck mit sehr hoher Förderrate durch das Speichergestein zum Bohrloch und an die Oberfläche getrieben wird (durch Rohrleitungen und eingebaute Ventile steuerbar). Unkonventionelle Lagerstätten weisen trotz spezieller, aufwändiger Fördermethoden eher geringe Förderraten auf.
Bei der Offshore-Förderung, der sehr kostenintensiven Bewirtschaftung von Ölfeldern auf See, ist eine möglichst hohe Förderrate wichtiger als an Land, wo geringere laufende Kosten anfallen. Reife Onshore-Felder (wie sie in der Erdölförderung in Deutschland existieren) haben für gewöhnlich ein breites Fördermaximum und eine lange Förderabnahmephase, offshore-betonte Ölförderländer wie Norwegen weisen hingegen sehr schmale Fördermaxima und kurze Förderabnahmephasen auf.
Nachfrage, Verbrauch und Preis Kartelle der Ölproduzenten versuchen, mit ihren individuellen Förderraten das Angebot auf dem Ölmarkt und damit den Preis zu steuern. Zusammen mit der Ölnachfrage durch alle Ölverbraucher ergibt sich der traditionell in Dollar gehandelte Ölpreis auf dem Weltmarkt, der seit 1869 an Rohstoffbörsen ausgehandelt wird und auch spekulativen Einflüssen unterworfen ist. Preise und Verfügbarkeit von Endprodukten wie Treibstoffen und petrochemischen Produkten sind aber auch von den anfallenden Kosten bei der Ölraffination wie auch von politischen Faktoren wie z. B. der Mineralölsteuer abhängig.
Statische Reichweite Durch steigende Nachfrage und entsprechend steigenden Preis sowie den technischen Fortschritt stieg und steigt die Menge, die offiziell als global förderbare Ölreserven ausgewiesen wird, seit Beginn des Industriezeitalters mehr oder weniger kontinuierlich an. Diese Dynamik äußert sich besonders anschaulich im Verhältnis zwischen Reserven und jährlichem Verbrauch, der sogenannten statischen Reichweite des Erdöls. Nach aktuellen Zahlen des BP-Konzerns schwankte die statische Reichweite, trotz stetig steigenden Verbrauchs, für etwa 25 Jahre (1985–2010) zwischen 40 und 50 Jahrenbp.com: Statistical Review of World Energy 2013. Historical Data Workbook (Excel-Sheet 1,5 MB)., weshalb man in diesem Zusammenhang auch von „Erdölkonstante“ spricht. Mittlerweile ist sie aber auf über 50 Jahre gestiegen.
„Up-“, „Mid-“ und „Downstream“ mini|System-Struktur-Grafik zu Erdölgewinnung, -transport usw. (englisch) mini|Erdgas-Pipelinesysteme: Vom Bohrlochkopf bis zu den Verbrauchern (englisch) Die verschiedenen Phasen und Bereiche der Gewinnung, des Transports und der Verarbeitung und Veredelung der Stoffe in der Öl- und Gasindustrie werden in up- mid- und downstream unterschieden: Exploration und Förderung werden unter der Bezeichnung upstream subsumiert, midstream umfasst den Transport bzw. die Vorbereitung dazu (per Pipeline, Schiene, Lastkahn, Öltanker oder LKW), Lagerung und Großhandelsvermarktung von Rohöl oder raffinierten Erdölprodukten usw., Downstream schließlich Anlagen und Verfahren verbraucherseits, z. B. das Raffinieren von Rohöl zu petrochemischen Produkten, Vertrieb, Marketing usw.
Midstream Einige Bestandteile von Rohöl und Rohgas (vor allem Schwefelwasserstoff und schwefelhaltige organische Verbindungen, vgl. Sauergas) bilden in Verbindung mit Wasser Säuren, die in Pipelines und Tanks zu Korrosion und damit zu einer erheblichen Verkürzung deren Lebensdauer führen. Daher ist es sinnvoll, die problematischen Bestandteile von Rohöl und Rohgas möglichst nahe an der Förderstelle zu entziehen (engl. sweetening). Auf Grund der Komplexität der Prozesse rentieren sich solche Aufbereitungsanlagen aber erst ab einer bestimmten Größe, d. h., das Gas oder Öl mehrerer Bohrungen wird zusammengeführt, bevor es aufbereitet wird (siehe auch Ghasha-Konzession). Die Entfernung zwischen Bohrung und Aufbereitungsanlage liegt zwischen wenigen hundert Metern bis zu ca. 150 km. Erst im Anschluss an die Aufbereitung werden Öl oder Gas in Speichertanks und Transportpipelines eingeleitet oder auf Schiffe oder andere Transportfahrzeuge verladen.
Die ISO 20815:2008, ersetzt durch ISO 20815:2018, Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Production assurance and reliability management („Erdöl-, Petrochemie- und Erdgasindustrie – Produktionssicherung und Zuverlässigkeitsmanagement“) definiert „Midstream“ in seinem Definitionsabschnitt unter 3.1.27 midstream: Unternehmenskategorie, welche die Sektoren Verarbeitung und Transport der Erdöl[- und Gas]industrie umfasst, z. B. Transportpipelines, Terminals, Gasförderung und -verarbeitung: Flüssigerdgas (LNG), Flüssiggas (LPG) oder synthetische, aus Erdgas hergestellte Flüssigkraftstoffe (GtL, Synfuel).
Phasen der Erdölgewinnung Die Gewinnung von Erdöl aus einer konventionellen Lagerstätte erfolgt in mehreren Phasen.
Prospektion Die erste Phase besteht im Aufspüren von Erdöllagerstätten, der sogenannten Prospektion. Sie ist eine kombinierte Aufgabe für Geologie und Angewandte Geophysik.
In der Frühzeit der Erdölgewinnung war man auf Anzeichen an der Erdoberfläche angewiesen, die auf Vorkommen von Erdöl schließen ließen. So tritt aus seicht liegenden Lagerstätten ständig Erdöl in geringen Mengen aus. Ein Beispiel dafür ist die seit dem 15. Jahrhundert bekannte, aber mittlerweile versiegte St.-Quirins-Quelle bei Bad Wiessee am Tegernsee, aus der über Jahrhunderte Erdöl austrat, das vornehmlich als Heilmittel Verwendung fand. Auch das Vorkommen von Bitumen ist ein Indiz für KW-Lagerstätten.
Die Suche tief liegender Ölvorkommen erfolgte früher durch eine eingehende Analyse der geologischen Verhältnisse eines Landstrichs (geologische Kartierung). In der Folge wurden dann an ausgewählten Orten Probebohrungen niedergebracht. Wichtige Informationen über Porengröße und -formen in den Gesteinen kann man mit Feldgradienten-NMR-Methoden gewinnen.
mini|Vibroseis-Fahrzeuge bei der 3D-Exploration im Alpenvorland Oberösterreichs im Januar 2008 Mit der Zeit wurden aufwändige Prüfungsmethoden entwickelt, die eine Darstellung der Bodenschichtung ermöglichen. Das am weitesten verbreitete Verfahren ist heute die Reflexionsseismik. Dabei werden an der Erdoberfläche durch große Vibratormassen (seltener durch Sprengung) Schwingungen erzeugt, deren an den unterschiedlichen Bodenschichten reflektierte Signale über Geophone empfangen und aufgezeichnet werden. Aus den Laufzeiten und Charakteristiken der reflektierten Signale lassen sich Schichtenprofile errechnen.
Heute wird in Europa in etwa zwei Drittel der Fälle das Vibroseis-Verfahren eingesetzt. Dabei wird mit Gruppen von üblicherweise drei bis fünf Spezialfahrzeugen, die Schwingungen einer definierten Frequenz über eine Art Rüttelplatte in den Erdboden übertragen, eine Messstrecke abgefahren. Entlang dieses Profils sind Geophone in Gruppen zum Empfang der reflektierten Signale angeordnet. Das systematische Befahren eines Gebiets mit sich kreuzenden Messstrecken erlaubt die Errechnung eines dreidimensionalen Modells der Bodenschichtung.
Erschließung von Ölvorkommen mini|hochkant|links|Erdölbohrloch mit Bohrmeißel, Längsschnitt, schematisch, oben verrohrt mini|hochkant|Erdölbohrturm mit Rohrgestängeabschnitten, daneben Behälter für die Bohrflüssigkeit mini|Erdöl-Bohrmeißel mit je drei gezähnten Kegelrollen mini|hochkant|Kraftdrehkopf mit Schlauchzuleitung am Bohrgestänge einer Erdölbohranlage