Original paper

Struktur- und Lagerstättengeschichte des Erdölfeldes Eldingen

Philipp, Wilfried

Kurzfassung

Zusammenfassung Von den beiden Trägersandsteinen des Feldes Eldingen wurde an der Grenze Lias alpha 1/2 der marine Feinsandstein des Unteren Lagers mit weithin gleicher Mächtigkeit (als "Sheetsand") und im Lias alpha 2 der nicht marine Feinmittelsandstein des Oberen Lagers in Form einer Rinnenfüllung (als "Shoestringsand") abgelagert. Unmittelbar danach entstanden während reinmariner Tonsedimentation mehrere sehr flache, N-S-streichende Aufwölbungen mit Abständen von etwa 2 km voneinander, die schon im mittleren Lias beta die Tieflagen um etwa 30 m überragten (heutige Tonmächtigkeiten nach der Kompaktion). Vor der Öleinwanderung in diese Hochlagen wurden vereinzelte Sandpartien frühdiagenetisch kalzitisch verkittet; durch die Summe von Kalkgehalt und Restporosität überliefern uns diese Partien die ursprüngliche Sandporosität von fast 45%, d.h. etwa diejenige frisch geschütteter Sande, während bis heute die Porosität im Ölsandstein - ausschließlich durch Kompaktion - auf 33% und weniger verringert wurde. Zu Beginn der Öleinwanderung wurde das noch kaum veränderte, nicht marine Porenwasser des Oberen Lagers in den frühen Hochlagen als Haftwasser mit einem Salzgehalt von weniger als 1,2% konserviert; strukturabwärts steigt die Salinität an und beträgt im Randwasser 17%. Die weitere Öleinwanderung blockierte Zug um Zug die Diagenese im Oberen Lager, wodurch die horizontale Verteilung von Porosität und Permeabilität in diesem noch heute bis in Einzelheiten mit den Konturen der liasischen Aufwölbungen übereinstimmt. Während der Ablagerung von höherem Lias und Dogger wurde der ölführende Kuppelbau der Sandsteine bis in 900 m Tiefe versenkt; danach trat durch den Aufstieg eines N-S-streichenden Sattels und präalbische Erosion wieder eine Hebung bis auf 110/210 m unter Oberfläche ein. Dem geringen hydrostatischen Druck in den Sandsteinen während dieser Hochlage entspricht der Gasentlösungsdruck des Öles noch heute. Die präalbische Tektonik des Sattels prägte sich dem alten Kuppelbau auf. Es entstand ein Scheitelgraben mit Parallelstörungen, an denen die Schollen seitlich des Grabens staffelförmig absanken. Die entstehenden Störungen folgten den Grenzen und dem Streichen der liasischen Hochlagen, während die Vertikalbewegungen der Schollen von der übergeordneten Tektonik des N-S-Sattels bestimmt wurden; eine der ölführenden liasischen Hochlagen geriet dabei als Staffel in präalbische Tiefschollenposition, behielt jedoch ihr Öl. Postalbisch erfolgte in dem betrachteten Sedimenttrog ein erneuter Ölnachschub, der in benachbarten Feldern die Dogger-beta-Sandsteine an oder nahe dem Ausbiß unter der Albtransgression imprägnierte. Wahrscheinlich ist ein solcher Ölnachschub in Eldingen nicht erfolgt; mit Sicherheit kann ausgeschlossen werden, daß postalbisch ein gasreiches Öl zuwanderte, weil trotz der erneuten postalbischen Absenkung der ölführenden Schollen von 110/210 m auf 1450/1570 m unter Oberfläche der Kochpunkt des Öles von 10 bis 18 atü noch heute dem präalbischen, hydrostatischen Druck entspricht.

Abstract

Summary The lower of the two oilbearing sandstones in the Eldingen oilfield was deposited as a fine-grained, marine sheetsand on the junction between Lias alpha one and two. The upper sandstone, slightly coarser-grained, was deposited in a non-marine environment in the Lias alpha two and represents a shoestring-type channel fill. Immediately after the sandstones have been deposited and during a Sedimentation of fully marine clays some very flat uplifts originated in distances of about two kilometers from each other. They overtopped with about 30 meters the deep zones in the middle of Lias beta (today thickness of the clays after compaction). Before the oil-migration took place some small zones within the upper sandstone have been cemented with calcite during an early diagenetic stage. The lime content in connection with the recent porosity of such zones reveal the original porosity which amounts to 45%, that is the same value as of freshly deposited sands. The porosity of the oil-impregnated sandstone however has been reduced up-todate, by compaction exclusively, to 33% or less. In the beginning of the oil-migration the non-marine connate water of the upper sandstone has been preserved in the early uplifts as interstitial water. This water has practicly not been altered and its salt content is less than 1,2%. Downdip the salt content increases and amounts in the edge water zone to about 17%. The further migration blocked step by step the diagenetic process in the upper sandstone, arid caused that the horizontal distribution of porosity and permeability in this sandstone coincides, even up-to-date, in details with the outlines of the liassic uplifts. During the Sedimentation of the Upper Liassic and Dogger the oilbearing domal anticline with the liassic uplifts enclosed, has been downwarped to a depth of about 900 meters. Caused by the upwarping of a N-S-trending anticline together with the effect of the prealbian erosion the previously downwarped area rised again as to 110/210 m below surface. The todays bubble point of the oil corresponds to the low hydrostatic pressure in the sandstone during this pre-albian position near the surface. The pre-albian features of the N-S-trending anticline were superimposed over the older domal anticline. As a result a N-S-trending "graben" in the center and parallel crestal step faults originated. The stepfaults followed the limits and trend of the liassic uplifts, the vertical movements hence, of the stepfaulted blocks were controlled by the tectonics of the N-S-trending anticline. One of the oilbearing, liassic uplifts was put into a pre-albian down block position but nevertheless remained full of oil. In the adjacent trough a further, postalbian oil migration took place which filled in some of the surrounding oilfields the Dogger beta sandstones in the pinch outs below the transgression of the Alb or near it. Very probably did this migration not happen in the Eldingen oilfield. It can be excluded, that in postalbian time an oil with a high gas content did migrate, since the bubble point of the oil, 10 to 18 atü, still corresponds to the prealbian hydrostatic pressure, in spite of the fact, that the oilbearing blocks have been downwarped by postalbian movements from 110/210 meters (pre-albian) to 1450/1570 meters below surface (today's position).