Je leest:

Nederland, het olie- en gascentrum van West-Europa

Nederland, het olie- en gascentrum van West-Europa

Auteur: | 4 februari 2009

Sinds de ontdekking van het Slochteren gasveld in 1959 in het noorden van Nederland is ons land uitgegroeid tot een belangrijke leverancier van fossiele brandstoffen. Dit artikel zal ingaan op de vorming van olie en gas en hoe dit proces in de loop van de geologische geschiedenis heeft geleid tot wat Nederland nog steeds is: een exporteur van fossiele brandstoffen.

Nederland viert dit jaar het 50-jarig bestaan van het Slochteren gasveld. Dit is één van de grootste gasvelden ter wereld. Tevens bevindt zich een aanzienlijk olieveld in het zuiden van de provincie Drenthe. Daarnaast is een groot aantal kleinere velden gevonden, verspreid over het land en natuurlijk het Nederlandse gedeelte van de Noordzee (Nederlands deel van het Continentaal Plat; Figuur 1). Hoe kan het dat Nederland zo rijk is aan fossiele brandstoffen? Hoe zijn ze eigenlijk gevormd en bewaard gebleven en zijn wij ze vervolgens op het spoor gekomen? Dat zijn onder meer de vragen die in dit artikel worden beantwoord.

Figuur 1. De ligging van de olie- en gasvelden in Nederland, situatie 1 januari 2008. De gasbel van Slochteren ligt in Groningen. Bron: TNO-Geological Survey of the Netherlands.

Hoe ontstaan olie en gas?

Olie en gas zijn eigenlijk niets anders dan een afbraakproduct van organische stof. Levende organismen (zowel planten als dieren) bestaan voor een groot deel uit lange koolstofmoleculen. Na het afsterven van dit materiaal wordt het meestal geheel omgezet (verbrand) aan het aardoppervlak. Denk maar aan de bladeren die in de herfst van de bomen vallen. Ook wanneer deze niet door de mens worden opgeruimd, zorgt de natuur ervoor dat het wordt verteerd. De gassen die hierbij ontstaan, mengen zich met de lucht. Dit wordt de koolstofkringloop genoemd.

Wanneer echter organisch materiaal niet meteen geheel wordt afgebroken, maar begraven raakt onder een pakket sediment, gaat de omzetting veel langzamer. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat zuurstof, dat het proces versnelt, in de ondergrond niet ongelimiteerd aanwezig is. Hierdoor stokt de omzetting. Wanneer op een grotere diepte (meerdere kilometers) de temperatuur zodanig toeneemt, zorgt die ervoor dat de lange moleculen worden “gekraakt” en daarmee vluchtiger worden. Voor olie gebeurt dit bij temperaturen variërend tussen 50 en 100 graden Celcius, terwijl gas bij nog wat hogere temperaturen wordt gegenereerd. De zo ontstane gas- en oliemoleculen zullen, doordat ze lichter zijn dan water, altijd een weg naar boven zoeken. Op die manier zijn de meeste fossiele brandstoffen die in de geologische geschiedenis zijn gegenereerd al lang weer vervlogen, of ontsnapt naar de atmosfeer. Slechts enkele procenten zijn “gevangen” in reservoirs, en die hebben de mensen deels gevonden na speurwerk.

Figuur 2: De twee belangrijkste koolstofcycli. Veruit de meeste koolstof wordt gerecycled in cyclus 1. Minder dan 0.1% “lekt” naar cyclus 2. Bron: Tissot & Welte, 1984

Waar bevinden zich de olie- en gasvoorraden in de bodem?

Zoals hierboven beschreven, migreren olie en gas door de aardkorst naar boven omdat ze lichter zijn dan water. Wanneer deze stoffen een zandsteen tegenkomen, waar relatief veel ruimte tussen de korrels zit, zullen ze die ruimte opvullen. Daarom worden olie- en gasvoorraden vaak aangetroffen in gesteentes waarin genoeg ruimte (porositeit) is om een vloeistof of gas in op te slaan. Vaak zijn dit zandstenen (Figuur 3). In die gevallen waarin de zandstenen bedekt worden door gesteentes die de olie of het gas niet tot nauwelijks doorlaten, hoopt het zich op en vormt zich een reservoir. Deze gas- of oliehoudende poreuze gesteentes zijn vaak maar enkele meters tot hooguit enkele tientallen meters dik en hebben een oppervlakte variërend van enkele vierkante kilometers tot de helft van de provincie Groningen (Figuur 1). De meeste reservoirs bevinden zich op een diepte van één tot drie kilometer.

Figuur 3: Zandstenen (met grind) afkomstig uit een boring in het Slochteren gasveld. Uit deze zandstenen wordt het gas gewonnen. Bron: J. Lutgert, TNO

Waarin is het Nederlandse gas opgeslagen?

Nederland is een gasland. Dit is goed te zien aan het grote aantal gasvelden ten opzichte van het aantal olievelden (Figuur 1). Veruit het belangrijkste reservoirgesteente in Nederland vindt zijn oorsprong in het Rotliegend, een geologische periode waarin ons land ongeveer ter hoogte van de Sahara lag. In die tijd, ongeveer 265 miljoen jaar geleden, was het noordelijke deel van Nederland een woestijngebied. In die woestijn werden zandduinen gevormd door winden die vrij spel hadden vanwege het ontbreken van begroeiing. Slechts af en toe regende het in dit gebied, waardoor de zanden door de zo ontstane woeste stromen werden omgewerkt om verderop weer te worden afgezet (Figuur 3). Deze “schone” zanden, waarin zich weinig fijn en ondoorlatend materiaal zoals klei bevindt, vormen een perfect reservoirgesteente.

Een tweede voorwaarde voor het vangen van het gas is dat er een afdekkende laag bovenop het reservoirgesteente ligt. Ook daar is voor gezorgd. De woestijn van het Rotliegend werd namelijk overspoeld door een zee tijdens het Zechstein (ongeveer 260 miljoen jaar geleden). In die zee werden, doordat het zeewater verdampte, zouten ofwel evaporieten afgezet. Deze gesteenten vormen een ideale ondoorlatende laag, die ook wel seal wordt genoemd (Figuur 4). Deze combinatie van reservoir en seal vormt een goed uitgangspunt voor het vinden van gasvoorraden. Maar waar komt dat gas vandaan?

Figuur 4: Dwarsdoorsnede door de Nederlandse ondergrond van IJmuiden naar Delfzijl. De kolen uit het Carboon vormen de bron (source) van het gas, de zanden uit het Rotliegend het reservoir en de evaporieten uit het Zechstein de afdekkende laag (seal).

Welke sedimenten hebben het gas gegenereerd?

Voordat Nederland ter hoogte van de Sahara lag, had het een ligging bij de evenaar. In een groot sedimentatiebekken, dat zich uitstrekte van Ierland tot aan Polen, vormden zich uitgestrekte moerasgebieden. Dode planten kwamen na het afsterven terecht onder water, waar zuurstof snel opraakt. Zodoende bleven die resten bewaard. Een paar duizend jaar later werd dit moeras weer bedekt door een laag rivierslib, aangevoerd door de grote tropische rivieren die destijds door het moeraslandschap stroomden. In de loop van de tijd werden deze veenlagen steeds verder begaven. Uiteindelijk vormde zich steenkool. Deze kolen zijn in Limburg, Duitsland (Roergebied), België en Engeland gemijnd in de tijd vanaf de Industriële Revolutie. Het is minder bekend dat precies dezelfde koollagen zich ook bevinden in de rest van Nederland en in een groot deel van de Noordzee. Het gas dat afkomstig is uit deze kolen, is het gas dat wij tegenwoordig gebruiken om ons water te verwarmen. Het is momenteel veruit de belangrijkste energiebron in Nederland en omliggende landen. Het gas uit het Slochteren veld is dus ook afkomstig uit deze koollagen.

Figuur 5: Een koollaag (ongeveer 40 cm dik) uit het Carboon. Deze foto is genomen nabij Ibbenbüren (Duitsland) waar gesteentes uit het Carboon aan het oppervlak komen. Deze bevinden zich dus op meer dan drie kilometer diepte in Noord-Nederland (zie figuur 4).

Waarom zoveel olie en gas in Nederland?

Het is natuurlijk niet zo dat over de grens in Duitsland of in Engeland helemaal geen olie of gas wordt gevonden. Vooral in het Engelse gedeelte van de Noordzee zijn indrukwekkende voorraden aangetroffen. Het verschil tussen Nederland en de omliggende landen is echter dat vrijwel geheel het land onderdeel uitmaakt van een dalingsgebied, en dat al sinds lange tijd. Zodoende konden de sedimenten die in de loop van de geologische geschiedenis afgezet werden op dit stukje aarde, bewaard blijven. Ze werden langzamerhand begraven onder een dik pakket jongere sedimenten, omdat er ruimte ontstond voor de afzetting van nieuwe sedimentpakketten. Hierdoor werden de “begraven” sedimenten langzaam opgewarmd, wat de generatie van olie en gas tot gevolg had (zie boven). In Engeland, en helemaal in België, zijn grote delen van het land in de geologische geschiedenis opgeheven of niet tot nauwelijks gedaald, wat tot gevolg heeft dat de sedimenten werden geërodeerd of zelfs nooit werden afgezet. Zo kan dus ook geen olie of gas worden gevormd. Wat dat betreft heeft Nederland dus geluk dat het al sinds 350 miljoen jaar het sedimentaire afvoerputje van West-Europa is.

Hoe zijn deze olie- en gasvoorraden aangetroffen?

De eerste tekenen van olie en gas in de Nederlandse bodem werden toevallig aangetroffen. In het eerste kwart van de twintigste eeuw was men nog vooral op zoek naar meer kolenvoorraden, zoals deze in Limburg bekend waren. Deze werden intensief gemijnd. In 1903 werd een instituut opgericht dat als doel had om te onderzoeken of er ook kolenvoorraden in de rest van Nederland te verwachten waren. Zo werd in 1923 in de Achterhoek een boring geplaatst (Coirle-01). Hierin werden de eerste sporen van olie aangetroffen. In 1938 werd in Den Haag ter gelegenheid van een demonstratieboring van de Bataafse Petroleum Maatschappij (die vooral in Indonesië werkte) bij toeval olie gevonden. Het olieveld van Schoonebeek werd in 1943 “ontdekt”. Aangezien het veld onder de grens doorloopt en het bij onze oosterburen al eerder was aangetoond, bleek dit geen grote verrassing.

De aandacht voor gas was in die jaren gering. Het werd gezien als een lastig bijproduct van de opsporing naar olie. Vandaar de term oliemaatschappij en geen gasmaatschappij. Toen echter duidelijk werd dat er wel eens meer gas dan olie in de grond kon zitten, veranderde dat. De vondst van het gigantische Slochteren gasveld in 1959 maakte Nederland in één klap een gasland. Met de exploratie naar fossiele brandstoffen werd enkele jaren na deze ontdekking dan ook echt goed begonnen (Figuur 6).

Figuur 6: Het aantal exploratieboringen in Nederland (land en zee) per jaar weergegeven. Voor de periode voor 1968 kon geen onderscheid worden gemaakt tussen boringen die olie of gas aantroffen waardoor zijn deze samen genomen. Bron: tot en met 1967: Knaap en Koenen, 1987; tot en met 2007: www.nlog.nl/nl/activity/activity.html

De toekomst

Om het Slochteren gasveld zoveel mogelijk te ontlasten, stimuleert de overheid sinds de jaren 70 de productie vanuit de kleinere velden. Al met al, want er wordt natuurlijk wel gas gewonnen uit het Slochteren gasveld, zal deze gigant nog ongeveer 30 tot 40 jaar gas kunnen leveren. Nederland ambieert verder de gasrotonde van West-Europa te worden. In dat kader vindt er ook al import van Russisch gas plaats dat tijdelijk wordt opgeslagen in een aantal lege gasvelden in het land. Naast de olie en gasreserves in de welbekende reservoirgesteentes, is er ook belangstelling voor (vooral) gas dat wellicht opgeslagen zit in weinig poreuze gesteentes zoals kleisteen. Het grootste gasveld van Amerika bevindt zich in kleistenen. Door middel van het mechanisch openbreken van de gesteentes worden nieuwe spleten gecreëerd, waardoor het gas er sneller uit komt. In Nederland is er belangstelling om deze nieuwe techniek uit te gaan proberen.

Links

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 februari 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.