Hydrocarbon Generation and Alteration in the Vienna Basin

Titel in Übersetzung: Kohlenwasserstoffgenese und -alteration im Wiener Becken

Bernhard Rupprecht

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Das Wiener Becken ist ein Sedimentbecken in Zentraleuropa mit einer mehr als 100-jährigen Kohlenwasserstoffexplorationsgeschichte. Öl und Gas werden aus autochthononen Einheiten, den nördlichen Kalkalpen, den Turbiditen der Flysch Zone, sowie aus zahlreichen miozänen Sandsteinhorizonten innerhalb des Wiener Beckens und der Molassezone gefördert. Die wichtigsten Muttergesteine sind oberjurassische Mergel (Mikulov-Fm.) und mergelige Kalke (Falkenstein-Fm.) in den authochthonen Einheiten. Der Mikulov Mergel wurde auch als potentielles Schiefergas-Play erachtet. Die Ziele der Studie beinhalten die Bestimmung des Ablagerungsmilieus und des Muttergesteinspotenzials der oberjurassischen Einheiten. Weiters soll Öl und Gas mit einzelnen Muttergesteinen korreliert werden und Prozesse der Kohlenwasserstoffmigration und -alteration beschrieben werden. Hierfür wurden Gesteins-, Öl- und Gasproben untersucht. Bohrung Staatz 1 wurde als Schlüsselbohrung für die Untersuchung der vertikalen Variabilität des Muttergesteinspotentials des Oberjura ausgewählt. Proben dieser Bohrung wurden organisch-geochemisch, petrographisch und mineralogisch untersucht. Zusätzlich wurden Oberjura-Proben weiterer Bohrungen, sowie Deltasedimente (Untere Quarzarenitserie) und Prodelta Tone (Untere Tonsteinserie) der Gresten-Formation untersucht. Die Falkenstein-Formation und die Mikulov-Formation in der Bohrung Staatz 1 enthalten maximal 2,5% TOC und Typ II bis III Kerogen. Das organische Material besteht großteils aus Algen. Der für solches Kerogen ungewöhnlich niedrige Wasserstoff Index kann auf Abbau in einem dysoxischen Milieu zurückgeführt werden. Beide Formationen weisen ein durchschnittliches bis gutes Muttergesteinspotential auf. Die vertikale Variabilität des Muttergesteinspotentials ist gering. Aufgrund der trotz allem geringen TOC-Gehalte und der großen Tiefenlage jener Maturitätsbereiche, die für Schieferöl- oder Schiefergasproduktion geeignet sind, ist das Potenzial für die ökonomische Produktion jener limitiert. Die Untere Tonsteinserie ist ein schlechtes Muttergestein. Hingegen weist die Untere Quarzareniteserie ein durchschnittliches Potential zur Ölgenese auf und konnte als aktives Muttergestein des Untere Quarzareniteserie - Dogger (.) Kohlenwasserstoffsystems bestätigt werden. Die Mehrzahl der untersuchten Öle wurde im Mikulov Mergel und der Falkenstein-Formation generiert. Thermogenes Gas wurde in einem Stadium erhöhter thermischer Reife gebildet. Mikrobiell gebildetes Gas überwiegt in den Feldern der südöstlichen Hochzone (östlich Wien) und der Molassezone. Biodegradation betrifft Öle in Lagerstätten bis zu 2000 m Teufe. Die Biodegradation erreicht die Stufe 4 der Biomarker-Biodegradations-Skala. In seichten Lagerstätten wird der Grad der Degradation durch die tektonische Position der Lagerstätte sowie den Fallentyp kontrolliert. Bei der anaeroben Biodegradation entsteht isotopisch schweres CO2 und isotopisch leichtes Methan. Kohlenwasserstoffe in tiefliegenden kalkalpinen Lagerstätten, sind von thermo-chemischer Sulphatreduktion (TSR) betroffen. Dieses Gas ist reich an H2S und CO2, wohingegen Öle durch ein erhöhtes DBT/Ph Verhältnis gekennzeichnet sind. In Relieflagerstätten mit Kontakt zu klastischen Sedimenten wird H2S durch Reaktion mit Eisen als Pyrit ausgefällt, während das DBT/Ph Verhältnis hoch bleibt. Hohe DBT/Ph Verhältnisse können daher als Marker für TSR-beeinflusste Öle in klastischen Sedimenten verwendet werden. Als Schwefelquelle konnten mittels Untersuchung der stabilen Schwefelisotope Anhydrite der Opponitz-Formation (Obertrias) identifiziert werden. Benzocarbazole erlauben die Migrationsdistanzen von Ölen abzuschätzen. Generell konnte eine gute Übereinstimmung von Abschätzungen basierend auf Benzocarbazol-Proxies und der geologischen Situation beobachtet werden. Trotzdem sind für die Verifizierung der Ergebnisse genauere Studien über die Versenkungsgeschichte
Titel in ÜbersetzungKohlenwasserstoffgenese und -alteration im Wiener Becken
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Sachsenhofer, Reinhard, Beurteiler A (intern)
  • Littke, Ralf, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2017

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Malmian
  • Mikulov Fm.
  • Gresten Fm.
  • Shale Gas
  • Muttergesteinspotenzial
  • Stabile Kohlenstoffisotope
  • Stabile Wasserstoffisotopie
  • Biodegradation
  • Thermochemische Sulfat Reduktion
  • Migration
  • Benzocarbazole
  • Biomarker

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