Messung topographischer Veränderungen im Bereich des Ghawar-Ölfeldes (Saudi-Arabien) mittels Differentieller Radar-Interferometrie (D-InSAR)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Untersuchung der Erdoberfläche mittels interferometrischer Radarmassung erlaubt die Bestimmung von Deformationen in einem Maßstab, der eine Anwendung auf Landabsenkung bei der Förderung von Erdöl und Erdgas erlaubt. Grundlage hierfür ist die elastische Deformation von Gesteinseinheiten bei Änderungen des Lagerstättendrucks. Die Kompressibilität des Gesteins verursacht eine Kompaktion des Gesteins. Bei sinkendem Lagerstättendruck kommt es durch die Kompaktion der Lagerstätte zu einer Landabsenkung an der Oberfläche. Da der Lagerstättendruck ein wesentlicher Parameter zur Beurteilung des weiteren Förderverlaufs ist, kann bei Kenntnis der Kompressibilität des Gesteins und der Landabsenkung auf Änderungen des Lagerstättendrucks geschlossen werden. Diese Information kann in solchen Fällen von Interesse sein, wo Lagerstättendaten nicht öffentlich gemacht werden, oder wo die räumliche Struktur der Lagerstätte nicht ausreichend geklärt ist. Durch die Verfügbarkeit der Radardaten bei der ESA und leistungsfähiger Auswertungsprogramme (in diesem Fall das public domain Computerprogramm "I.D.I.O.T." von Herrn Prof. Hellwich an der Abteilung Computer Vision and Remote Sensing an der TU Berlin) ist eine Berechnung der Deformation sogar auf laptop Computern mit Rechenzeiten in der Größenordnung von 30 Minuten möglich. Solche Untersuchungen sind dadurch nicht mehr allein spezialisierten Arbeitsgruppen vorbehalten. Eine Vielzahl von geowissenschaftlichen Fragestellungen auch außerhalb der durch die Förderung von Wasser, Erdölund Erdgas verursachten Landabsenkung auftretenden Probleme kann mit diesem Werkzeug untersucht werden. Das Erdölfeld "Ghawar" war für das Projekt von besonderem Interesse, weil es sich um ein "super giant" Feld handelt, das bereits im Jahr 1948 gefunden wurde und schon 1951 in Produktion ging. Über den lagerstättentechnischen Zustand dieses fast 60 Jahre alten Felds werden von dem Betreiber (Saudi-Aramco) spärliche Informationen veröffentlicht. Über ein Erreichen des Fördermaximums in diesem Feld wird derzeit im Zusammenhang mit der Diskussion um die "Peak oil" Theorie spekuliert. Die berechneten Interferogramme lassen keine auffälligen morphologischen Veränderungen erkennen. Dies kann dadurch erklärt werden, dass die seit Anfang der 60-er Jahre vorgenommene Injektion von Wasser den Lagerstättendruck auf einem konstanten Niveau hält. Nach Angaben von Saudi-Aramco liegt die Wasserinjektion in der Größenordnung von 20 Mio. barrel/Tag bei einer Erdölförderung von 4 Mio barrel/Tag. Der Wasseranteil ist nach Angaben von Saudi-Aramco konstant bzw mit leicht fallender Tendenz, was angesichts der hohen Injektionsraten überrascht. Aus der Untersuchung der interferometrischen Radarmessungen lässt sich kein Hinweis auf ein bevorstehende Produktionsabnahme in diesem Feld erkennen. Die weniger erfreuliche Überraschung im Verlauf des Projekts war, dass die ursprünglich vorgesehene software der DLR ("genesis") nicht einwandfrei funktionierte und auch der für die Rechnungen erforderliche Speicherplatz bei den Aufenthalten bei der DLR in Oberpfaffenhofen nicht zur Verfügung gestellt werden konnte. Der Aufenthalt bei der DLR musste daher abgebrochen werden. Die positive Überraschung war, dass die von der Arbeitsgruppe von Prof. Hellwich an der TU Berlin entwickelte public domain software eine Modellierung der D-lnSAR Daten sogar auf einem laptop Computer erlaubt und über eine Benutzerführung verfügt, die auch einem nicht in die Details der differentiellen Interferometrie eingearbeiteten Nutzer eine schnelle und verständliche Auswertung der Daten ermöglicht. Dies bestätigt meine Beobachtung, dass Großforschungszentren weniger flexibel und weniger effizient agieren als kleinere Organisationseinheiten. In Bezug auf das Ergebniss der Untersuchung war überraschend, dass die Lagerstätte Ghawar keine Deformationstendenzen erkennen lässt, trotz der Förderung von derzeit etwa 4 Millionen barrel Erdöl/Tag. Die Injektion von Wasser (etwa 20 Millionen barrel/Tag) scheint die groß räumige Aufrechterhaltung des Lagerstättendrucks zu gewährleisten, ohne dass es zu einer auffälligen Erhöhung des Wasseranteils kommt, soweit man den spärlichen Informationen von Saudi-Aramco glauben kann.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006): Erdölwirtschaft im Mittleren Osten: wie lange noch?- Geographische Rundschau, 11/2006, S. 22-29
Bitzer, K.
- (2007): Erdöl und Erdgas: das Glas ist halbleer.- Deutscher Geographentag, 1.10.2007
Bitzer, K.
