k olaj - pte ttk fibalkancenter.ttk.pte.hu/regionalis/letoltes/koolajrol... · 2007. 5. 15. · a...
Post on 26-Jan-2021
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
Kőolaj
fold1.ftt.uni-miskolc.hu/~foldshe/telep05.htm
http://www.eia.doe.gov/emeu/aer/inter.html
-
I. A KŐOLAJ HAJNALA
A. Első használatok:1. Szénhidrogén felszíni szivárgás termékei:
nyersolaj, bitumen, aszfalt, földgáza. Noé bárkája “bitumennel bekenve kivűl belűl.”b. Mesopotámia ~ 3000 B.C.: aszfalt habarcs épitőkövek
között; bitumen hézagolás hajóknálc. Kina ~ 350 A.D.: olaj és földgáz fűtésre és világításrad. Lengyel Kárpátok ~ 1500 A.D.: olaj utcai lámpákhoze. Észak Amerikai indiánok ~ 1410 A.D. - : olaj mint orvosságf. Észak Amerika 1854 - : kerozin világításra
-
Marco Polo a Baku olaj felszíniszivárgásnál kb. 1271
-
B. Első olajkútak1.Kína, 347 A.D.: kőfúró bambuszhoz kötve2. Baku, 18483. Bobrka, Lengyelország, 18544. Ontario, Kanada, 1858
5. Titusville, Pennsylvania, USA, 1859
-
II. DRAKE OLAJKÚTJA
A. TörténelemB. 1859 augusztus 27
21,18 m mélységFelső Devon
Riceville agyag képződményhomok-gazdag horizonttal
-
Drake olajkútja, 1866
-
Foster Farm Olaj Vállalat., Pioneer Run, 1865
-
III. DRAKE UTÁN
1901,Texas1911,California1930s, Mexikói Öböl1914, Maracaibo Medence, Venezuela1918, Golden Lane, Mexico
-
Spindletop olajmező, Texas
Gusher (50 m), 1901 Boiler Avenue, 1903
-
South Belridge olajmező (1911), California
-
A kőolaj napjainkban is a legfőbb energia-hordozónak számít, nemcsak gazdasági,
hanem jelentős politikai összefüggés-rendszer épül használata köré.
• Ipari méretû használata kb. 100 ével ezelőtt kezdődött meg.
• A kezdeti olajkészleteket nagyjából 300 milliárd tonnára becsülik, a világtermelés hozzávetőlegesen 3,5 milliárd tonna/év.
• A még rendelkezésre álló készletekre vonatkozóbecslések eltérők, de állíthatjuk, hogy csak évtizedekben lehet mérni azt az időt, ameddig a kőolajkészletek elegendőek.
-
Proved oil reserves at end 2004
-
Figure 11.4 World Crude Oil andNatural GasReserves, January1, 2005
http://www.eia.doe.gov/emeu/aer/pdf/pages/sec11_8.pdf
-
Fosszilis energia-potenciál
-
A világ várható szénhidrogén-kitermelése, milliárd
hordó olajegyenérték
-
Az eredeti kőolajvagyon nagysága és (sötéttel) az
eddig kitermelt mennyiség, milliárd hordó
-
A földgázkészletek megoszlása és (sötéttel) a már
kitermelt hányad, ezer milliárd köbláb
-
A kőolaj és földgáz kémiai összetételeA kőolaj és földgáz szénhidrogén-molekulákból épül fel.
Uralkodóan tehát szénből és hidrogénből áll,
de tartalmazhat néhány százaléknyi nitrogént, oxigént és kéntis, és nyomokban egyéb elemek, például vanádium és nikkel is megtalálhatók benne.
A földgáz csak paraffinokat tartalmaz, és csak olyanokat, amelyekben a szénatomszám kisebb, mint 5. A földgázt felépítõ vegyületek tehát a metán, etán, propán és bután. A tisztán metánból álló földgázt száraz gáznak nevezzük, a 2-4 szénatomszámú paraffinokat is tartalmazó gázt nedves gáznak. A kõolaj 5-14 szénatomszámú paraffinokból és egyéb szénhidrogén-molekulákból áll. Ha a paraffinok szénatomszáma meghaladja a 14-et, a kõolajaszfaltszerű, majdnem szilárd anyaggá válik.
-
természetes szénhidrogén-molekulák típusai:
Telített szénhidrogének (a szénatomok egy kovalens kötéssel kapcsolódnak)
paraffinok (alkánok): CnH2n+2 naftének (cikloalkánok): CnH2n
Aromás szénhidrogének (aromás gyűrűket és láncokat tartalmaznak): C6H6 (benzol gyűrű)
Gyanták és aszfaltének (benzol gyűrűk kapcsolódása; a C atomokat egyes helyeken N, S, O helyettesíti)
-
A kőolaj és földgáz keletkezéseA kőolaj és földgázképződés kiindulási anyaga az elhalt élőlé-nyek szerves anyaga. A folyamat során az élõlényeket felépítõ fehfehéérjerje--, zs, zsíírr-- éés szs széénhidrnhidráátt--molekulmolekuláák elemeikre (C, H, N, O) bomlanakk elemeikre (C, H, N, O) bomlanak, hogy megnövekedetthőmérséklet és nyomásviszonyok mellett szszéénhidrognhidrogéénn--molekulmolekuláákkkkááééppüüljenekljenek fel.Fentiekből kitűnik, hogy kiindulási anyagként a magas fehérjetartalmúalgák vagy az állatok elhalt anyaga alkalmas szénhidrogén-képzõdésre.
A szerves anyag felhalmozA szerves anyag felhalmozóóddáása a ksa a kőőszszéénknkéépzpzőőddééshez hasonlshez hasonlóóan an oxigoxigéénszegnszegéény kny köörnyezetben trnyezetben töörtrtéénhet. Ilyen feltnhet. Ilyen feltéételek kialakulhatnak telek kialakulhatnak beltengerekben vagy elzbeltengerekben vagy elzáárt lagrt lagúúnnáákban.kban. A reduktív üledékképzõdésikörnyezet kedvez a szerves anyag megmaradásának, mivel egyrészt nem oxidálódik el, másrészt az oxigénhiány miatt nincsenek bentosz formák, amelyek elfogyasztanák. A szerves anyag betemetődésével rothadó iszap, szapropél jön létre,amely további betemetődéssel sötétszürke bitumenes kőzetté, a kőolaj és földgáz anyakőzetévé alakul.
-
A szénhidrogénképződésintenzitásának változása a hőmérsékletnövekedéstől (betemetődéstől) függően
A szerves anyag átalakulása a növekvőbetemetődéssel a következőszakaszokban történik:
1. Diagenezis: A diagenezis 60°C-ig tart és ez kb. 1-2-km mélységet jelent. A szerves anyag kerogénné alakul. A kerogénátmeneti állapot a szerves anyag és a szénhidrogének között.
2. Katagenezis: 60-175°C-ig tart, amely 4 km körüli maximális mélységnek felel meg. A szakaszt olaj-ablaknak is nevezik, utalva a kőolaj elkülönülésére.
3. Metagenezis: Csak metán keletkezik az előzőkben elkülönült szénhidrogének termális átváltozásával. Az átalakulásban döntõ szerepe a hõmérsékletnek van, az idõ és a nyomás szerepe alárendelt. A szénhidrogén-képzõdés intenzitása a hõmérséklettel exponenciális, az idõvellineáris összefüggésben van.
-
A kőolaj és földgáz migrációja és felhalmozódása
Az anyakőzetből elkülönült kőolaj és földgáz a rétegterhelőnyomás hatására vándorolni, migrálni kezd.
A migráció két szakaszból áll: elsődleges és másodlagos migráció.
Az elsődleges migráció az anyakőzetben való vándorlás, mely a tároló kőzetbe való eljutásig tart. Rétegterhelés, vagyis kompakció hatására történik.
A másodlagos migráció a tárolókőzetben való vándorlás, mely a felhalmozódásig, vagyis csapdázódásig tart.
A felhajtóerő (a szénhidrogének kisebb fajsúlyúak, mint a víz), a kapilláris nyomás (a pórusok és a köztük lévő kicsi csatornák mikroszkópos méretűek), valamint a hidrodinamikai hatás(áramló talajvíz vagy rétegvíz) miatt következik be.
-
Felhalmozódás akkor következik be,ha az impermeábilisfedőkőzet megakadá-lyozza a további migrációt, és a szén-hidrogének a tároló-kőzetben (rezervoár) létrejött csapdában rekednek.
Rezervoár és
csapda
Az elsődleges és másodlagos migrációelvi vázlata (Somfai, 1981)
-
A rezervoár (tárolókőzet) fontosabb jellemzői:Porozitás. A porozitás a pórusok összmennyiségének (hézagtérfogatának) a teljes kõzettérfogathoz viszonyított aránya. Százalékban adják meg. A tárolókõzetek porozitása 5-30% között változik.
•Elsődleges porozitás: az üledékképződési folyamattal alakul ki. Elsődleges porozitás jellemző a homokkövekre.
•Másodlagos porozitás: üledékképződés után keletkezik, oldás vagy repedezés által. Másodlagos porozitás jellemző általában a mészkövekre, de vannak elsődleges porozitású mészkövek is (pl. zátonymészkő). Másodlagos porozitás bármilyen kőzetben kialakulhat.
•Abszolút porozitás: az összes pórus együttes térfogata
•Effektív porozitás: az összeköttetésben lévő pórusok térfogata
•Permeabilitás. A kõzetek áteresztõképessége. Mértéke a négyzetméter. 1 m2 az áteresztőképesség, ha 1m2 felületen 1 Pa-s dinamikai viszkozitású folyadék 1 m3/sec sebességgel átáramolva 1 m hosszon 1 Pa nyomáscsökkenést okoz.
-
A csapda a szénhidrogének felhalmozódási helye.
Típusai:Szerkezeti csapda: deformáció, gyűrődés, törés eredménye. A leggyakoribb tA leggyakoribb tíípusa az pusa az antikilinantikilináálislis..
Litológiai csapda: a kőzet keletkezése vagy a diage-nezis során keletkezik. A tárólókőzet rétegeinek oldalirányú és függőleges, záródása hozza létre.
Sztratigráfiai csapda: rétegtani vagy litológiai (kőzet-tani) változás eredménye.
Kombinált csapda: sztratigráfiai és szerkezeti elemek együttesen jelennek meg benne.
-
A szerkezeti (bal), litológiai (középső) és sztratigráfiai(jobb) csapdákat létrehozó hatások és a főbb alapformák (Somfai, 1981 nyomán)
-
Kisalföld (Mihályi, Répce-lak): Pannon üledékekben felhalmozódott CO2 gáz .-(I)
Zalai-övezet (Budafa, Nagy-lengyel, Lovászi, stb.): A tárolókõzet elfedett, repede-zett triász és kréta mészkõ, dolomit, illetve pannon homokkõ. A telepek már nagyrészt kimerültek.- (II)
Hazai szénhidrogén-övezetek:
Duna-Tisza köze (Kiskunhalas, Szank,): A tárolókõzet miocén konglomerátum, homokkõ(III
Tiszántúl (Pusztaföldvár, Battonya, Algyõ, Hajdúszoboszló): A tárolókõzet miocén és pannonhomokkõ. Ebben az övezetben vannak az ország legnagyobb kõolaj- és földgáz-telepei.Az algyõi a legjelentõsebb hazai szénhidrogén-elõfordulás, itt a tárolókõzet pannon homokkõ. HajdHajdúúszoboszlszoboszlóó a a legjelentõsebblegjelentõsebb ffööldgldgááztelepztelep (IV, V)
Észak-Magyarország (Mezõkeresztes, Demjén, Fedémes, Bükkszék): Nem jelentős telepek. A tárolókőzet oligocén homokkő, az olaj nagy sűrűségű, nehezen kinyerhető.
-
Magyarország ásványvagyon helyzete
Az energiahordozók esetén jelentős földtani készletekkel rendelkezünk, amelyeknek azonban többnyire kicsi a gazdaságosan kitermelhető hányada :
pl. kőolaj esetén 222 Mt /20,8 Mt,feketeszén esetén 1597Mt /199 Mta lignitnél, amely külszíni fejtésekkel termelhető és
a közel 6 Mrd t-ás készletből csaknem 3 Mrd t az ipari vagyon.
Ércek esetén jelentős készletekkel Recsken rendelkezünk (Cu és Zn), bauxit, ólom, cink, mangán és nemesfémek esetén csak a földtani készleteink jelentősek, az ipari vagyon viszonylag csekély.
Ásványbányászati és építőipari nyersanyagok terén a kitermelhetõ készleteink is évszázados távlatokra elegendõek.
-
▲Magyarország egymillió tonnánál nagyobb készlettel▲rendelkező szénhidrogén-lelőhelyei. A szintvonalak az üledékkel kitöltött medence morfológiáját, a helységnevek alatt szereplő számok a lelőhely átlagos talpmélységét (m), a zárójelben szereplő számok az előfordulás vízszintes vetületét (km2) jelölik. I-V: szénhidrogén-felhalmozódási övezetek(Dank, 1982 nyomán)
A pusztaföldvári kőolaj- és földgáztelep földtani szelvénye. A tárolókőzet paleozoikumi kristályos aljzatra települő alsópannon
homokkő (Jámbor, 1982)
-
A demjéni kőolaj-telep földtani szelvénye. A tárolókőzet középső-oligocénhomokkő (Jámbor, 1982)
A pusztaföldvári kőolaj- és földgáztelep földtani szelvénye. A tárolókőzet paleozoikumi kristályos aljzatra települő alsópannon homokkő
(Jámbor, 1982)
-
A Föld 10 legnagyobb szénhidrogén-területe
-
A Perzsa-öböl menti kőolaj és földgáz előfordulásokwww.juancole.com
-
FÖLDGÁZ
-
Proved natural gas reserves at end 2004
-
Energy InformationAdministration / AnnualEnergy Review 2005
http://www.eia.doe.gov/emeu/aer/pdf/pages/sec11_8.pdf
-
1 Natural gas plant liquids.Notes: • Crude oil includes lease condensate. • OPEC=Organization of the Petroleum
-
Figure 11.5 World Crude OilProduction
http://www.eia.doe.gov/emeu/aer/pdf/pages/sec11_10.pdf
-
1 Natural gas plant liquids.2 Net electricity generation from hydroelectric power, geothermal, wood, waste, solar, and wind. Datafor the United States also include other renewable energy.Figure 11.1 World Primary Energy Production by Source (109BTU = 25t oe)
-
Nagylengyel Szank
Üllés
Algyő
Kiskundorozsma
Pusztaföldvár
Endrőd
SzeghalomKözépalföld
Sávoly-DK
Sávoly-D
FöldgázKőolaj
Inert gázFGT (100% MOL)
PusztaedericsP.szöllős
Maros-1
Hajdúszoboszló
NagykanizsaKiskunhalas
Hajdúszoboszló
Szeged
Zsana
Hajdúszoboszló
Kiskunhalas
FGT (100% E-ON)Tóalmás
GombaNagykáta
Füzesgyarmat
Orosháza
JelentJelentőősebb hazai szsebb hazai széénhidrognhidrogéénnelelőőfordulforduláások sok éés technols technolóógigiáákk
-
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
7 000
8 000
etoe
kőolaj földgáz
A kA kőőolajolaj-- éés fs fööldgldgááztermelztermeléés alakuls alakuláásasa19371937--ttőől 2005l 2005--igig
-
EnergiahordozEnergiahordozóók termelk termeléése 2001se 2001--2005 k2005 köözzöötttt
-
VezetVezetéékes gkes gáázt fogyasztzt fogyasztóó hhááztartztartáások szsok száámama
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1961 1970 1980 1990 2000 2005
ezer
-
GGáázvezetzvezetéékek hosszakek hossza
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1990 1995 2000 2005
ezer
km
-
ÉÉrtrtéékeskesíített gtett gááz mennyisz mennyiséégege
ezer m3
0
2 000 000
4 000 000
6 000 000
8 000 000
10 000 000
12 000 000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
HÁZTARTÁS ÖSSZESEN
-
Az EU25 kőolaj fogyasztása és saját termelése, 2005
17273
15521 87 0 34 5 2 8 17 0 12 0
378
45 13 11
2636
19711831
1614
1069
633
447 428 365 360290 221 206 187 184
65 54 51 25 19 18
1882
7196129
1822
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Germ
any
Franc
e
Italy
Unite
d King
dom
Spain
Nethe
rland
sBe
lgium
Polan
dGr
eece
Swed
enPo
rtuga
lAu
stria
Finlan
dCz
echR
epub
licIre
land
Denm
arkHu
ngary
Lithu
ania
Slova
kiaLu
xemb
ourg
Cypru
sSlo
venia
Latvi
aEs
tonia
Malta
Ezer
bar
rel/n
ap
Oil Production, Thousand bbl/d, 2005 Oil Consumption, Thousand bbl/d, 2005
-
Natural Gas Consumption, ThousandTcf, 2003
France9%
Netherlands10%
Italy16%
United Kingdom
20%
Germany19%
Spain5%
Belgium3%
Poland3%
Hungary3%
CzechRepublic2%
Sw eden0%
Slovenia0%
Luxembourg0%Estonia
0%Latvia
0%Greece
1%Portugal
1%Slovakia
1%
Denmark1%
Austria2%
Finland1%
Ireland1% Lithuania
1%
-
A földgáz termelés és fogyasztás az EU25-ben
3630780
4802580
60100
200100
1070
10280
0200000000000
40
180
320
4040
50
6090
110
110
150180
250
340520
530550
8201550
17802720
33203360
0 1000 2000 3000 4000
United Kingdom
Germany
Italy
Netherlands
France
Spain
Belgium
Poland
Hungary
CzechRepublic
Austria
Slovakia
Denmark
Finland
Ireland
Lithuania
Portugal
Greece
Latvia
Estonia
Luxembourg
Slovenia
Sweden
Cyprus
Malta
ezer
Tcf
-ben
Natural GasConsumption,ThousandTcf, 2003
Natural Gas Production,ThousandTcf, 2003
-
Kátrányhomok és olajpala
kátrányhomok sötétszürke-fekete színű, besűrűsödött olajjal átitatott homok.
Akkor jöhet létre, ha a homokos tároló felszínre vagy felszín közelbe emelkedik. Ekkor a migrációképesebb kis szénatom-számú paraffinok mennyisége lecsökken, és 26-30 szénatom-számú paraffinok dúsulnak fel, ami a kőolaj sűrűségének és viszkozitásának jelentős növekedéséhez vezet. A kátrányhomokok a Föld kőolajkészletének jelentős hányadát tartalmazzák, de kiter-melésük nehéz és költséges. Legjelentősebb előfordulás a kanadai Alberta államban van, itt külfejtésekből bányásszák a kátrányhomokot, és lepárlással nyerik az olajat.
Az olajpala szürke színű, vékonylemezes-leveles megjelenésű, kis térfogatsúlyú, agyagra emlékeztető kőzet. Szerves anyag tartalma a 80 %-ot is elérheti. A szerves anyag algákból, spórákból és pollenekből áll. Hevítéssel olaj és gáz állítható elő belőle, de a magas költségigény miatt egyelőre nem hasznosítják.
Magyarországon több olajpala-előfordulást is feltártak. Bár ezekre az olajpala elneve-zést alkalmazzák, hazai viszonyok között ez nem helytálló, mert a kőzetet talajjavítás-ra használják. Mivel a kMivel a kőőzet kiindulzet kiinduláási anyagsi anyagáát elst elsőősorban az algsorban az algáák szolgk szolgááltattltattáák, k, alginitalginit nnééven ven is ismert.is ismert.
-
Alginit előfordulásokat a következő helyeken tártak fel:
A Dunántúli-középhegységben (Pula, Gérce, Várkeszõ) keletkezésük a felsõpannon bazaltvulkanizmushoz kötött. A vulkáni tevékenység során a piroklasztikus kitörések tufagyűrűket formál-tak. Ezek medencéjében krátertavak alakultak ki, amelyekben dús alga-tenyészet telepedett meg, alapanyagot szolgáltatva az olajpala (alginit) képzõdéshez. A telep vastagsága átlagosan 50 méter.
Várpalotán szintén találtak olajpalát, amely a miocén lignittelep fedőjébentalálható. Lagunáris körülmények között jött létre, diatomittal kevert, gyenge minõségû olajpala. Vastagsága átlagosan 45 méter.
Szarvaskõ mellett (Ny-Bükk) miocén barnakõszén-telep fedõjében igen jóminõségû, 50-80 cm vastagságú olajpala-telep található.
top related