Simulation der Beckensubsidenz, der Temperaturgeschichte, der Reifung organischen Materials, und der Genese, Migration und Akkumulation von Methan und Stickstoff in Nordwestdeutschland auf der Basis seismischer Interpretationen

In der Nordwestdeutschen Erdgasprovinz wurde eine 2D Beckensimulationsstudie durchgefuehrt. Durch Interpretation und Teufenkonvertierung von zwei 2D seismischen Linien konnte zunaechst die heutige Teufenlage der Schichten bestimmt werden. Als naechstes wurden an einzelnen Bohrungen des Arbeitsgebietes optische und geochemische Reifeparameter und Muttergesteinseigenschaften gemessen. Die Hauptmuttergesteine fuer Naturgas in Nordwestdeutschland stellen die kohlefuehrenden Schichten des Oberkarbons dar (Maechtigkeit zwischen 1 000 und 2 500 m, heutige Teufenlage 5 000 bis 9 000 m, Gehalte an organischem Kohlenstoff der Kohlen ueber 50%, der Tonsteine bis ueber 1%, HI-Werte zwischen 30 und 50). Im Gegensatz zu moeglichen mesozoischen Muttergesteinen (insbesondere Posidonien-Schiefer des Lias, daneben Unterkreide und Rhaet) haben sie als einzige die zur Methanbildung notwendige organische Reife erreicht (Vitrinitreflexionen 1,7 bis ueber 4,0% R_r). Anhand dieser Reifeparameter und unter Verwendung von Bohrlochtemperaturen wurden dann 1D Modellierungen kalibriert. Aus diesen Simulationen wurde ein geologisches Modell abgeleitet. Dieses Modell der Subsidenz- und Temperaturgeschichte diente als Basis zur 2D Simulation der Genese, Migration und Akkumulation von Methan und Stickstoff in den Lagerstaetten Nordwestdeutschlands. (orig.)In the Northwest German Rotliegend Play Area a 2D basin modelling study was performed. At first, the recent depth of the strata and the stratigraphy was reconstructed on the base of the interpretation and depth conversion of two 2D seismic lines. Then for single wells in the study area the geochemical and optical maturity parameters and source rocks habitats were studied. The main source rocks for the gas accumulations in Northwest Germany are represented by thick coal-bearing Upper Carboniferous strata. (Thicknesses 1 000 to 2 500 m, recent burial depth 5 000 to 9 000 m, TOC of the coals >50%, shales maximum >1%, HI 30 to 50). In contrast to the Mesozoic source rocks (Liassic Posidonia shale, lower Cretaceous, Rhaetian) they have reached the high maturity, which is requested for methane generation (vitrinite reflectance 1.7 to >4.0% R_r). 1D simulations were performed and calibrated by the use of these maturity parameters and borehole temperatures. From these simulations, a geological model was derived. Based on this model of basin subsidence and temperature history, the 2D simulation of the hydrocarbon and nitrogen generation, migration and accumulation was performed. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3521) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Extraktion von Diatomeenschalen mittels SPLITT-Fraktionierung. Ein neues Verfahren zur Abtrennung von Diatomeenschalen aus limnischen Sedimenten

Diatom frustules are an interesting tool for climatic and ecological research and they have for some time been employed in isotope research work as a paleothermometer. Diatom frustules are said to be very stable over a long period of time, and thus the stable oxygen isotopes within the frustules' SiO_2 can under certain conditions represent a good proxy for climatic or ecological reconstructions. The problem, however, is to get highly purified diatom material for reliable oxygen isotope investigations. This implies that minerogenic impurities have to be separated since they can easily alter the isotope signal of a diatom layer and, thus, lead to wrong results. Additionally it is in many cases desirable to distinguish between diatom fractions of different sizes, i.e. to distinguish between different diatom species. It therefore was the aim of this work to develop a new method for separating quantitatively diatom frustules from lake sediments for investigations of the stable oxygen isotope composition in diatom SiO_2. This method uses a new technique for separating particles depending on their sinking velocity in a liquid, streaming through a narrow channel. The technique to be used splits particles hydrodynamically into different size classes, a procedure which is called SPLITT-fractionation. Because of the small amount of grains with hydrodynamical properties similar to diatom skeletons, it was relatively easy to get a clean diatom fraction. The fraction <20 #mu#m was treated several times to enrich a sample fraction with diatoms. Because of the high amount of mineral grains (especially grains with equal sinking velocities) it wasn't possible to get an entirely clean sample of diatom frustules. To avoid problems related therewith an additional step was introduced by dividing the corresponding samples with 5 and 10 #mu#m sieves. The resulting fractions do no more contain minerals with hydrodynamical properties of diatoms and therefore a separation of diatom frustules is again possible. (orig.)Available from TIB Hannover: RA 831(3968) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman

Genese und Migration von Erdoel in karbonatischen und evaporitischen Gesteinen der Coban-Formation, Alta Verapaz, Guatemala

Um die Prozesse besser zu verstehen, die die Genese und vor allem die Migration von Erdoel in diesen Gesteinen beeinflussen, besteht diese Arbeit aus drei aufeinander aufbauenden Abschnitten. - Im ersten Abschnitt werden die sedimentaeren Faziestypen und ihre raumzeitliche Abfolge bestimmt. Weiterhin wird die diagenetische Ueberpraegung der Sedimente untersucht und die Abfolge der diagenetischen Ereignisse rekonstruiert. - In dem zweiten Abschnitt wird das organische Material, das in den verschiedenen sedimentaeren Faziestypen auftritt, detailliert untersucht und Unterschiede in Abhaengigkeit von Fazies und Teufe dokumentiert. - In dem letzten Abschnitt werden alle die Unterschiede in der Zusammensetzung des organischen Materiales analysiert, die nicht auf Unterschiede in der Organofazies zurueckzufuehren sind. Die qualitativen und quantitativen Unterschiede in der Zusammensetzung des Erdoels zwischen potentiellen Muttergesteinen, Speichergesteinen, Deckschichten und Migrationsbahnen werden untersucht, um Hinweise auf die Prozesse zu finden, die die Explosion und Migration in Karbonaten und Evaporiten steuern und um deren Effizienz zu bestimmen. (orig./SR)In order to improve understanding of processes that bear on the formation and, especially, migration of petroleum in the types of rock described, this work consists of three consecutive sections which build on one another. In the first section, the sedimentary types of facies and their space-time sequence are determined. Moreover, the additional diagenetic characterization of the sediments is investigated and the sequence of diagenetic events is reconstructed. Section two makes a detailed analysis of the organic material occurring in the different types of sedimentary facies and documents differences as a function of facies and depth. The last section analyses all those differences in the composition of the organic material that are not due to differences in the organofacies. The quantitative and qualitative differences in the composition of petroleum between potential parent rock, reservoir rock, cover layers and migration paths are investigated for hints to processes that control expulsion and migration in carbonates and evaporites and determine their efficiency. (orig./SR)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3329) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

#delta#"1"3C in tibetischen Wacholdern - Klimaentwicklung der letzten 1600 Jahre

A #delta#"1"3C_Z_e_l_l-chronology of juniper tree cellulose from the upper treeline covering the last 1600 years was set up. The tree site is situated close to Qamdo in southeast Tibet at an altitude of 4350 m a.s.l.. The southwest slope gets rain during the Indian summer monsoon. Ten trees have been sampled either by coring or by cutting of trunc-sections in pentad sampling interval. Three trees were analysed in two different radial directions. The very positive #delta#"1"3C_Z_e_l_l-data generally varying around -18,75 permille show the typical low fractionation of high mountain plants. Different interpretations are suggested for data before and after 1800 A.D. (orig.)An Zellulose von Wacholdern der oberen Waldgrenze in Suedost-Tibet wurde eine 1600-jaehrige #delta#"1"3C_Z_e_l_l-Chronologie aufgestellt. Der Standort liegt in 4350 m ue.M. in der Naehe von Qamdo, ist nach Suedwest geneigt und erhaelt Niederschlaege in den Sommermonaten durch den Indischen-Suedwest-Monsun. Zehn Baeume wurden anhand von Kernen und Stammscheiben in Abschnitten von fuenf Jahren beprobt. An drei Baeumen konnten zwei Segmente desselben Baumes untersucht werden. Die im Mittel sehr positiven #delta#"1"3C_Z_e_l_l-Daten um -18,75 permille deuten auf eine fuer Hochgebirgspflanzen typische geringere Fraktionierung hin. Unterschiedliche Interpretationswege werden fuer die Daten vor und nach 1800 verfolgt. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3580) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Zur Herkunft der Erdoele im mittleren Oberrheingraben und ihre Bedeutung fuer die Rekonstruktion der Migrationsgeschichte und der Speichergesteinsdiagenese

Ueber die Voraussetzungen und Grenzen fuer die Bildung von Erdoellagerstaetten im mittleren Oberrheingraben ist in der Vergangenheit viel spekuliert worden. Mit einem interdisziplinaer angelegten Untersuchungsprogramm bestehend aus den Teildisziplinen Geochemie, Petrographie und Petrophysik sowie der Integration all dieser Erkenntnisse in die Entwicklung eines numerischen Simulationsmodells sollten diese Zusammenhaenge aufgeklaert werden. Im Rahmen der organisch-geochemischen Untersuchungen an 26 Erdoelen aus verschiedenen Feldern konnten vier Oelfamilien und drei Mischoelgruppen bestimmt werden. Daraufhin wurde die Sedimentfolge ueber dem kristallinen Grundgebirge auf Gesteine, die Muttergesteinseigenschaften besitzen, untersucht, moegliche Muttergesteine wurden auf ihre Reife ueberprueft und deren chemische und isotopische Charakteristika mit denen der Oelfamilien verglichen. Die geographisch-geologische Interpretation dieser Ergebnisse ergab folgende Zuordnungen und Eingrenzungen: Das Posidonienschiefer - Keupersandstein Erdoelsystem erstreckt sich ueber das gesamte Grabengebiet suedlich von Heidelberg; das Pechelbronner Schichten - Pechelbronner Schichten Erdoelsystem beschraenkt sich auf den westlichen Grabenbereich; das Septarienton -Cyrenen-Mergel Erdoelsystem beinhaltet die gesamte Grabenbreite suedlich einer Linie Landau-Heidelberg; das Untere Hydrobien-Schichten - Obere Hydrobien-Schichten Erdoelsystem schiesslich hat eine enge, lokal begrenzte Verbreitung im Zentralen, noerdlichen Untersuchungsgebiet. Sedimentpetrographische und -petrophysikalische Untersuchungen ermoeglichten die Rekonstruktion des Diageneseverlaufs in verschiedenen Traeger- bzw. Speichergesteinen. Es zeigte sich jedoch, dass die diagenetischen Prozesse in den einzelnen Schichtgliedern auf ein tektonisch kontrolliertes Wechselspiel von physikalischen Ablaeufen und chemischen Eigenschaften zurueckzufuehren sind. Tektonische Ereignisse, wie z.B. die (hydraulische) Oeffnung einer Stoerungsbahn, koennen zum Motor vielzaehliger diagenetischer Prozesse werden. Aus diesen Gruenden sind die zeitlichen und raeumlichen Skalen der diagenetischen Entwicklung mit denen der beckenweiten numerischen Simulation nicht direkt kompatibel. Die numerische Simulation bietet die Moeglichkeit, die Erdoelbildung, -migration und -akkumulation als Teil des gesamten Erdoelsystems von Mutter-, Traeger- und Speichergesteinen zu verstehen. Um die Modelle auf moeglichst breiter Basis abzusichern, wurden mehrere, voneinander unabhaengige Messdaten als Kalibrierungsparameter angewendet. Zusaetzlich wurde ein neuer Kalibrierungsparameter in dieser Studie eingesetzt bzw. entwickelt. (orig.)In the past much has been speculated on the prerequisites and the limitations for the formation of oil fields in the central Upper Rhine Graben. With an interdisciplinary investigation program consisting of the disciplines organic geochemistry, petrography and petrophysics as well as the integration of all these results into a two-dimensional (2-D) numerical simulation, all these relationships will be clarified. Four oil families and three mixed oil groups could be differentiated with organic-geochemical investigations of 26 oils from different fields. Therefore, the sedimentary rock sequence overlying the crystalline basement was investigated for potential source rocks. These were examined for maturity and their chemical and isotopic characteristics were compared with those of the oil families. The geographic-geologic interpretation of these results revealed the following classifications and limitations: The Posidonia shale- Keuper sandstone oil system covers the entire Graben area south of Heidelberg; the Pechelbronner Schichten - Pechelbronner Schichten oil system is limited to the western area of the Graben; the Septarienton - Cyrenen-Mergel oil system includes the entire width of the Graben south of the line Landau-Heidelberg; the Untere Hydrobien-Schichten - Obere Hydrobien-Schichten oil system has a narrow, locally limited distribution in the center of the northern area of investigation. The partially oil-bearing carrier and reservoir rocks of the central Upper Rhine Graben preserve evidence of a complex diagenetic and hydrothermal history favorable for the generation, migration, and entrapment of petroleum. Detailed petrographical and petrophysical investigations of four selected carrier and reservoir layers allowed the reconstruction of these histories. It is apparent that the diagenetic processes in the individual layers are caused by a tectonically controlled interplay of physical events (sedimentation, burial, heat flow) and chemical characteristics (rock- and pore water composition). Short-term tectonic events, such as the hydraulic opening of a fault, could control numerous diagenetic processes and therefore lead locally to a complication of the diagenesis pattern. For this reason the temporal and spatial scales of the diagenetic development cannot be replicated by basin-wide numerical simulation. A 2D-simulation model was developed with inclusion of all relevant investigation results and geologic data along a NW-SE cross section perpendicular to the basin axis. The numerical simulation offers the possibility to understand the evolution of the Upper Rhine Graben petroleum systems with all essential elements and processes needed for oil assumulations to exist. Many independent calibration parameters, such as present sediment thicknesses, vitrinite reflection values and temperatures from borehole logs, were used to ensure the model the most comprehensive basis. In addition, a new calibration parameter was used and developed in this study. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3831) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Die Sauerstoffisotope der biogenen Silikate des Holzmaares als moegliches Klimaarchiv Eine limnologisch-hydrochemische, sedimentologische und isotopengeochemische Prozessstudie

A two year case study at Lake Holzmaar (Eifel, Germany) provided new insights for the use of oxygen isotopes in diatom silica from lake sediments for palaeotemperature reconstructions. A complex framework of meteorological, hydrogeochemical, isotope geochemical and biological factors were identified as being responsible for the generation of #delta#"1"8O_S_i_O_2"_- signals in lacustrine sediments. The most important compartment for the conversion of temperature information into a sedimentary oxygen isotope signal is the epilimnion of the lake. Therein, the signal transformation from the atmosphere to the hydrosphere and from the hydrosphere into the biosphere takes place. Spatial and temporal variations of epilimnic water temperatures in Lake Holzmaar result in a characteristic seasonal pattern which is neatly linked to the corresponding air temperature variations. Oxygen isotope ratios of lake water are an essential factor of the whole system because they are the basis for fractionation of oxygen isotopes during valve formation. A striking seasonal pattern of #delta#"1"8O_H_2_O"_- variations was discovered in the epilimnion of Lake Holzmaar and, in a similar manner, in a neighbouring maar lake (Lake Meerfelder Maar). Presumably, this pattern is typical for Eifel maar lakes in detail and for lakes with similar hydrological settings in general. (orig.)Available from TIB Hannover: RA 831(3523) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman

Transport geloester Stoffe in poroesen Medien: Stoerungstheoretische Ansaetze und numerische Simulationen

Two- and three-dimensional calculations are presented for the longitudinal and transverse macrodispersion coefficient for conservative solutes derived by particle tracking in a velocity field which is based on the linearized flow equation. The simulations were performed upto 5000 correlation lengths in order to reach the asymptotic regime. A simulation method was used which does not need any grid and therefore allows simulations of very large transport times and distances. The findings are compared with results obtained from linearized transport, from Corrsin's Conjecture and from a renormalization group method which is developed in this thesis. All calculations are performed with and without local dispersion. The variance of the logarithm of the hydraulic conductivity field was chosen to be one to investigate realistic model cases. While in two dimensions the linear transport approximation seems to be very good even for this high variance of the logarithmic hydraulic conductivity, in three dimensions renormalization group results are closer to the numerical calculations. The correlation length of the hydraulic conductivity has a strong influence on the macrodispersion. Local dispersion does not influence the asymptotic behavior of the various approximations examined for 2D and 3D calculations. The second part of this thesis deals with the transport of reactive substances. Firstly, the macrodispersion was calculated for substances which undergo a linear kinetic sorption. For the nonlinear Freundlich sorption asymptotic power laws for the time behaviour of the spatial moments were found by using a renormalization method. The spatial concentration profile and breakthrough curves could be described by power laws, too, which were in very good agreement with computer simulation results. For the two dimensional case power laws for the time behaviour of the spatial moments could also be derived. They were in very good agreement with the results of computer simulations. (orig.)Es werden zwei- und dreidimensionale Rechnungen fuer den longitudinalen und transversalen Makrodispersionskoeffizienten fuer einen konservativen Tracer praesentiert. Die Rechnungen werden mit einem Particle-Tracking-Verfahren fuer ein Geschwindigkeitsfeld durchgefuehrt, welches auf einer linearisierten Fluss-Gleichung beruht. Die Simulationen wurden fuer mehr als 5000 Korrelationslaengen durchgefuehrt, um das asymptotische Verhalten zu erreichen. Die verwendete Simulationsmethode benoetigt kein Gitter und erlaubt daher die Berechnung ueber sehr lange Transportzeiten. Die Resultate werden mit Ergebnissen verglichen, die mit einer linearen Transportnaeherung, mit Corrsin's Conjecture und mit einer in dieser Arbeit entwickelten Renomierungsgruppenmethode erhalten werden. Alle Rechnungen wurden mit und ohne lokaler Dispersion durchgefuehrt. Die Varianz des Logarithmusses der hydraulischen Leitfaehigkeit wurde gross gewaehlt, um realistische Modellfaelle zu erhalten. Waehrend in zwei Dimensionen die linearisierte Transportnaeherung selbst fuer solch starke Heterogenitaeten sehr gut zu sein scheint, liegen in drei Dimensionen die Ergebnisse der Renormierungsgruppentheorie naeher an den Simulationsresultaten. Die Korrelationslaenge der hydraulischen Leitfaehigkeit hat einen starken Einfluss auf die Makrodispersion. Die lokale Dispersion beeinflusst das asymptotische Verhalten der verschiedenen Naeherungen nicht. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit dem Transport reaktiver Substanzen. Zunaechst wurde die Makrodispersion fuer Stoffe berechnet, die einer linearen kinetischen Sorption unterliegen. Fuer die nichtlineare Freundlich-Sorption wurden fuer den eindimensionalen Fall unter Verwendung einer Renormierungsmethode asymptotische Potenzgesetze fuer das zeitliche Verhalten der raeumlichen Momente des geloesten Stoffes gefunden. Ausserdem konnte das raeumliche Konzentrationsprofil sowie Durchbruchskurven ebenfalls durch Potenzgesetze beschrieben werden. Hier zeigten sich sehr gute Uebereinstimmungen mit Computersimulationsergebnissen. Beim zweidimensionalen Problem konnten ebenfalls Potenzgesetze fuer das zeitliche Verhalten der raeumlichen Momente hergeleitet werden, die in sehr guter Uebereinstimmung mit Computersimulationen stehen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3722) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Zur Vorhersage der Erdoel- und Erdgaszusammensetzungen durch die Integration von Labor- und Fallstudien

The distribution of oil and gas in reservoirs is ultimately controlled by the different pressure and temperature conditions in the petroleum system. Of initial importance is the timing of petroleum generation and the composition of the first-formed petroleum in source rocks. The latter is controlled by the source rock type and its maturity. Compositional predictions of first formed petroleum are of great interest because gas-oil ratio, aromaticity and wax content govern physical properties and phase behaviour of petroleum, including the segregation of oil and gas, along secondary migration routes. While natural petroleum rates are extremeley slow in human timeframe, artificial maturation experiments - using pyrolysis - make feasible the simulation of natural transformation processes in a reasonable time interval. The Posidonia-Shale (NW-Germany) and the Duvernay Formation (Canada), which were studied in this work, are both elements of well-known petroleum systems and form the basis of the research reported here. With a basinwide uniformity in the type of sedimentary organic matter these source rocks fulfil the optimal requirements for simulating generation processes in the laboratory and its comparison to natural processes. The goals of the present study can be described as follows: (a) Predicting oil and gas generation in mature to overmature source rocks; (b) analysing the feasibility and boundary conditions for making detailed compositional predictions; (c) predicting the phase behaviour of first-formed petroleum as a function of maturity. (orig.)Die Verteilung von Erdoel und Erdgas in Lagerstaetten wird ueber die Druck-und Temperaturbedingungen in den Muttergestein-Reservoir-Systemen gesteuert. Das Verhalten von Kohlenwasserstoffen unter natuerlich-geologischen Bedingungen wird hierbei sowohl ueber den Zeitpunkt ihrer Genese aus dem Muttergestein als auch ueber ihre Zusammensetzung kontrolliert. Letztere haengt ab von dem Typ des Muttergesteins und seiner thermischen Reife. Um die Prozesse, die zur Akkumulation von Kohlenwasserstoffen in einem Reservoir-System fuehren, besser abschaetzen zu koennen, bedarf es einer moeglichst genauen Vorhersage der Zusammensetzung der Produkte, die primaer unter natuerlichen Bedingungen gebildet wurden. Die kuenstliche Aufheizung (Pyrolyse) sedimentaeren organischen Materials im Labor ermoeglicht die Simulation natuerlicher Umwandlungsprozesse in einem zeitlich vertretbaren Rahmen. Mit dem Posidonienschiefer (NW-Deutschland) und der Duvernay Formation (Kanada) wurden in der vorliegenden Arbeit marine Muttergesteine untersucht, die jeweils aus gut erforschten Erdoelsystemen stammen. Mit der relativ homogenen, beckenweiten Ausbildung ihres sedimentaeren organischen Materials erfuellen beide Muttergesteine optimale Voraussetzungen fuer eine sinnvolle Simulation von Geneseprozessen im Labor. Die Ziele der vorliegenden Arbeit waren somit im wesentlichen: (a) Oel- und Gasbildung in reifen bis ueberreifen Muttergesteinen; (b) detaillierte Vorhersage der Zusammensetzung natuerlicher Geneseprodukte; (c) Vorhersage des Phasenverhaltens der generierten Produkte in Abhaengigkeit von der Reife. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3648) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Abdichtungseigenschaften pelitischer Gesteine Experimentelle Charakterisierung und geologische Relevanz

This work ('Sealing efficiency of pelitic rocks-experimental characterisation and geological relevance') was carried out at the Institut fuer Erdoel und Organische Geochemie (Forschungszentrum Juelich GmbH) in the context of the Geoscientific Co-operation Phase II (Hydrocarbon Migration and Trapping), the DGMK Research Project 483 (Gas Sealing Efficiency of Cap Rocks) and in co-operation with the Shell AG (Gas Sealing Efficiency of Sedimentary Rocks). In this work the transport properties and the sealing efficiency (molecular transport (diffusion), capillary entry pressure and single phase permeability) of selected caprocks were investigated under simulated insitu pressure and temperature conditions (up to 45 MPa effective stress and 10 MPa pore pressure, 50-200 C). Furthermore the samples were characterised by mineralogical, geochemical and petrophysical (specific surface area and mercury porosimetry) analysis. The samples used in this study were Jurassic shales and siltstones form the Haltenbanken area offshore Norway, red silty claystones from Carboniferous and Permian intervals of North Germany and fine grained sandstones of a damage zone. Porosity and pore size distribution are the fundamental petrophysical parameters controlling the capillary sealing efficiency. In this work it is shown, that omnidirectional mercury intrusion analysis is unreliable for the samples under investigation because of the uncertainties relating to the correction of the surface roughness, the intrusion rate of the mercury and the existence of a micropore volume below the detection limit. For this reason a new experimental method was developed to determine the unidirectional displacement of water by a non-wetting phase (methane) and the two-phase permeability of mudrocks with low porosity and permeability. The permeability of the mudrock samples was investigated as a function of increasing effective stress. The initial permeability is reduced by one to two orders of magnitude with increasing effective stress. (orig.)Summary in EnglishAvailable from TIB Hannover: RA 831(3596) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman

Petroleum generation and migration in the Berkine (Ghadames) Basin, Eastern Algeria An organic geochemical and basin modelling study

In dieser Arbeit wurde das Petroleumsystem des wichtigsten kohlenwasserstoffuehrenden Beckens Algeriens, des Berkine Beckens, durch die Kombination von fundierten regionalgeologischen Erkenntnissen ueber das Becken sowie den Ergebnissen von geochemischen Untersuchungen und Beckensimulationsstudien rekonstruiert. Um Aussagen ueber die Kohlenwasserstoffmuttergesteine hinsichtlich des Gehaltes an organischem Material, des Kerogentyps, des Ablagerungsmilieus und der Reife zu machen, wurden TOC Messungen (total organic carbon), Rock-Eval Pyrolysen, Vitrinitreflexionsmessungen, gaschromatographische Analysen (GC) wie auch gaschromatographisch-massenspektrometrische Analysen (GC-MS) durchgefuehrt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurden Absenkungs-, Erosions- und Temperaturgeschichten sowohl eindimensional als auch zweidimensional mit Hilfe der Beckensimulationsprogramme PDI/PC und PetroMod modelliert. Die Kohlenwasserstoffgenese zweier palaeozoischer Muttergesteine wurde auf der Basis der zuvor ermittelten Temperaturgeschichte sowie eines kinetischen Modells zur Genese sowohl von Oel als auch von Gas rekonstruiert. Das Becken ist kohlenwasserstoffhoeffig, weil zwei bedeutende Kohlenwasserstoffmuttergesteine waehrend des Silurs und des Fransnians im Bereich des Kontinentalschelfs abgelagert wurden. Die Entwicklung von anoxischen und dysoxischen Bedingungen im Bodenwasser war die Grundvoraussetzung fuer die Ablagerung dieser Einheiten, die reich an organischem Material sind. Einerseits wird der kommerzielle Wert des Beckens durch das hohe Kohlenwasserstoffpotential gesteigert, andererseits wird durch die Bildung von Kohlenwasserstoffen waehrend unterschiedlichen Zeiten in der Beckenentwicklung und aus den verschiedenen Muttergesteinen das Verstaendnis des Petroleumsystems sowie der heutigen Oel- und Gas Akkumulationen generell erschwert. Aus diesem Grund wurde das 2D-Finite-Elemente-Programm PetroMod verwendet, um die Kohlenwasserstoffgenese, -Expulsion und -Migration zu simulieren. Dazu wurde ein 205 km langes Profil untersucht, das mehrere Oel- und Gasfelder quert. Hauptziel war es, die Gruende fuer diese Kohlenwasserstoffakkumulationen, deren Herkunft und Platznahme bis jetzt ungeloest sind, aufzuklaeren. Das Verstaendnis dieser wichtigen Aspekte der Petroleumgeologie kann die Explorationsrisiken betraechtlich reduzieren. Das PetroMod-Programm wurde auch verwendet, um die Entwicklung von Ueberdrucken und die Bedeutung von Hauptstoerungen fuer die Fluidbewegungen zu verstehen. (orig.)In this study the petroleum system of one of the most important hydrocarbon bearing basins in Algeria, the Berkine Basin, was reconstructed by combining the geological knowledge of the basin and the results of geochemical and basin modelling studies. In this order, total organic carbon (C_o_r_g) measurements, Rock-Eval pyrolyses, vitrinite reflectance measurements, gas chromatography (GC) analyses as well as gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analyses were performed in order to evaluate the source rocks with respect to organic richness, kerogen type, depositional environment and maturity. Following the previous evaluation, the burial, erosion and temperature developments within the basin were reconstructed applying both one-dimensional (PDI/1D) and two-dimensional (PetroMod/2D) basin modelling programs. The hydrocarbon generation history of two major Palaeozoic source rocks was reconstructed based on the predetermined temperature history and kinetic model for hydrocarbon (oil and gas) generation. The basin has the benefit of multiple hydrocarbon sources deposited duirng the Silurian and the Frasnian periods within a continental shelf environment. The development of anoxic to dysoxic bottom water conditions was a prerequisite for the deposition of these organic rich units. While increasing the commercial value of the basin by increasing the hydrocarbon potential, these source rocks by generating hydrocarbons at different epochs during the basin evolution generally complicate the understanding of the petroleum system and the oil and gas accumulations. Therefore, the 2D finite element program PetroMod was used to discuss the history of hydrocarbon generation, expulsion and accumulation along a 205 km long selected transect which crosses various oil and gas fields. The major goal was to understand these hydrocarbon accumulations of which the origin and emplacement are still unsolved up to date. The understanding of such important petroleum geology aspects can considerably reduce exploration risks. The PetroMod 2D program was also applied in order to understand overpressure developments and the contribution of the major faults to fluid movements. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3677) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman