Gesteinsstrukturen, die die Bildung von Erdöl- und Erdgaslagerstätten ermöglichen, werden in der Geologie auch als Fallenstrukturen bezeichnet. Man unterscheidet dabei stratigraphische und strukturelle Fallen.
Fallenstrukturen und ihr Aufbau
Strukturelle oder tektonische Fallen entstehen durch die Deformation von Sedimentschichten, dass heißt durch Faltung (Sattel bzw. Antiklinalen), im Bereich von Störungen und Verwerfungen oder an den Flanken von Salzstöcken.
In stratigraphischen Fallen akkumulieren Kohlenwasserstoffe auf Grund von Undurchlässigkeiten, durch Gesteinswechsel (Fazieswechsel), in fossilen Riffkörpern, Sandlinsen, auslaufende Schichten oder in Bereichen, in denen sich unterschiedliche Schichten diskontinuierlich einander überlagern.
Prozesse der Lagerstättenbildung
Erdöl- und Erdgaslagerstätten sind poröse und permeable Schichten in geologischen Strukturen, in denen sich die aus dem Muttergestein migrierenden Kohlenwasserstoffe akkumulieren. Kohlenwasserstoffsysteme sind aus drei Grundeinheiten aufgebaut:
Nach der Bildung können Kohlenwasserstoffe, z.B. bedingt durch Dichteunterschiede und hohen Druck, in angrenzende Gesteinsschichten migrieren. Gelangen sie in poröse Gesteinsschichten, die durch eine undurchlässige Schicht abgedichtet werden, können sie sich in Fallenstrukturen sammeln. Es kommt zur Bildung von Lagerstätten.
Voraussetzung für die Lagerstättenbildung ist, dass eine intakte Fallenstruktur vor der Genese und Freisetzung der Kohlenwasserstoffe vorhanden ist. Diese zeitliche Abfolge nennt man auch das "Timing" der Lagerstättenbildung.
Speicher, Seal und Reservoir
Typische Speichergesteine in Erdöl- und Erdgas-Fallen sind Sandsteine und Karbonate. Durch einen großen Porenraum oder eine hohe Klüftigkeit (Risse und Spalten) besitzen sie eine gute Durchlässigkeit und damit eine gute Wegsamkeit.
Das sogenannte Seal ist eine undurchlässigen Schicht, wie beispielsweise dichtem Ton, Tonstein oder Salzmassen, unter denen sich Kohlenwasserstoffe fangen können.
Von einer Kohlenwasserstofflagerstätte, bzw. einem Reservoir, spricht man dann, wenn sich durch sogenannte Fallenstrukturen Erdöl und/oder Erdgas in hinreichenden Mengen angereichert hat. Wandern die Kohlenwasserstoffe hingegen bis an die Oberfläche verdampfen ihre flüchtigen Komponenten und es verbleibt eine teerartige Substanz.
Migration
In der Erdölgeologie versteht man unter Migration den Transport bzw. die Wanderung von Kohlenwasserstoffen aus dem Muttergestein in das Speichergestein. Bei der Migration unterscheidet man zwischen der Primär- und Sekundärmigration. Die Primärmigration entspricht der Wanderung vom Muttergestein in das Nebengestein, die Sekundärmigration beschreibt die Bewegung innerhalb des Porenraumes im Nebengestein selbst.