ollege 2: Olie en gas
C
Voor tentamen: kerogeen, condities om source rock te maken, wat is een trap, voor- en nadelen
unconventionals
Olie en gas bestaan uitkoolwaterstoffen;
- gas; CH4 = 1 koolstof + 4 waterstof
- olie; slingers van koolstofatomen
- teer; ringvormige structuren
➔ hoe meer ringen, hoe latere condensatie
Raffinage:verschillende temperaturen voor olie/gas/etc.
winning > damp wordt gedestilleerd
- 11% van olie gaat naar petrochemische industrie
lanktonvooral te vinden bijupwelling> langs continentale
P
platforms/hellingen (= cyclisch)
Dinoflagellaten:rodebloomsvan plankton
Als er zuurstof (= leven) is op de oceaanbodem, wordt plankton
opgegeten
Geen zuurstof(zoals Zwarte Zee vanaf 30m)> vormingblack shalemet
meer dan 5 organisch materiaal
< dit plaatje vaak op tentamen!
Hoe warmer, hoe kortere koolstofketens
Source Rock:gesteente waar olie en gas uit
komt
Classificatiekerogeeno.b.v. H/C en O/C ratio’s;
- niet oplosbaar in water en hoog molecuul gewicht
- bitumenis wél oplosbaar en heeft laag molecuul gewicht
Van Krevelen diagram:van rechts naar links lezen,gehaltes worden
steeds lager in kerogeen
1. Algen kerogeen; in gebieden als Oman (precambrische olie)
2. Liptinitisch kerogeen; gemaakt uit marien plankton (dierlijk &
plantaardig), alle grote olievoorraden zijn hiervan
3. Houtachtig kerogeen; gemaakt uit landplanten, te vinden in bvb
Slochteren
, dd predominance:koolwaterstoffen met oneven aantal C-atomen zijn in meerderheid> bacteriën
O
eten even ketens op
- even ketens laag in concentratie, oneven hoog
Veelsource rockkomt uit het Jura (Mesozoïcum, 150miljoen jaar geleden); warm klimaat
- in warme en ondiepe zeeën
Kimmeridge klei:black shale met tot 50% organischmateriaal > belangrijkste source rock Noordzee
Hete olie en gas lichter dan source rock >migratienaar boven > opgevangen inreservoirs
Gesteentes kunnenpermeabel(zandsteen) enimpermeabel(zout) zijn
Oil trap:olie en gas in koepelvormige structuur afgedektdoor impermeabele gesteenten
Reservoir gesteente:permeabele gesteenten in oiltrap
➔ benodigdheden olie/gas voorkomen: source rock, reservoir, geologische structuur waar
olie/gas zich kan verzamelen,seal(afsluiting)
➔
Op zoek naar olie/gas met geluidsgolven/trillingen > proefboringen $10.000/m
- olie; meestal maar 40-50% winning uit olieveld(=recovery factor)
- gas; recovery factor van 60-95% en minder boorputten per km²
Recovery factor verbeteren door technologie en hogere olieprijs
Olietransport;makkelijk via olietankers, lage kosten,wereldwijd dezelfde olieprijzen
Gastransport;via pijpleidingen of Liquid NaturalGas (LNG) tankers, hoge kosten, lange
termijncontracten, lokale prijzen > duurt ook lang om te transporteren
Belangrijke olieprovincies waren ondiepe zeeën tijdens Jura (Noordzee, Perzische Golf, Golf van
Mexico, etc.)
Minder CO2-uitstoot bij winning en transport bij:
- affakkelen van gas bij productie
- verlies van methaan bij transport aardgas
- tijdens raffinage van olie
Conventionele olie/gaswinning:minder CO2 bijdragetijdens productie en transport
Carbon Intensity (CI):hoeveelheid CO2 die vrijkomtbij productie van olie en gas >
(CO2eq)/megajoule = gemiddeld 10,3g
- barrel olie (159L) = 6000MJ = 61,8kg CO2
- 5% van totale emissies gerelateerd aan transport
- hoogte afhankelijk van soort olie (zwaar, licht)
Affakkelen verboden > gebruikt of terug naar reservoir
Gas to Liquid:omzetten van gas naar olie
lieschalie:fijnkorrelig sediment dat kerogeen bevat> olie
O
en gas onttrokken door verhitting (pyrolyse) of opbreking
(fractering)
- conventional;moeilijker te vinden, makkelijker teproduceren
- unconventional;makkelijker te vinden, moeilijkerte produceren, meer boorputten, niet
mooi (schade aan landschap + grondwater), water zoeken, afvalwater, aardbevingen
In-situ olie-schalie gas extractie: horizontale boring > mengsel water, zand + chemicaliën door
boorgat > breukjes ontstaan > zand zorgt dat breukjes openblijven zodat gas eruit kan
, inder boorputten nodig door verder horizontaal te boren (wel duurder), verkeer kan een probleem
M
zijn
Schatting oil-shale reserves: 960.000 miljard m³ in 2016 > voor conventionele olie 270.000 miljard m³
Nadelen conventionele olie: impact op landschap, vervuilend door productie
ollege 3: Steen- en bruinkool
C
Voor tentamen: soorten kool, geologische periodes die kool opleverden en waarom, voor- en nadelen
van steenkool, moderne winningsmethoden
000 v.C. gebruik van steenkool in China > Romeinen gebruikten het voor verwarming > in
4
middeleeuwen belangrijker
Vanaf 13e eeuw: methoden om ondergronds steenkool te mijnen
1760: industriële revolutie & 1880: elektriciteitsopwekking in elektriciteitscentrales
Kool nu gebruikt voor: elektriciteit (50%), ijzer- en staalproductie, cementproductie, chemische
industrie
Soorten bruin- en steenkool:
- Ligniet:bruinkool (beginnende steenkool), laagstekoolstofgehalte, nog niet helemaal
ingeklonken, veel water
- Subbitumeuse kool:35-45% koolstof, lichtvaardigesteenkool, vaak veel zwavel
- Bitumineuze kool:45-86% koolstof, meest algemeen,voor elektriciteitsopwekking
- Anthraciet:86-98% koolstof, meest waardevol, slechtsklein deel van steenkoolmarkt
USGS:United States Geological Survey => classificatiegebaseerd op
warmte opbrengst en hoeveelheid koolstof
In VS: er wordt relatief weinig anthraciet gebruikt, veel bitumineuze kool
en steeds meer subbitumeuse kool
Bruinkool pas na 1970 gebruikt
In noordwest-Rusland veel reserves van kool
Veel afzettingen tijdens:
- Tertiair:2,5-65 Ma
- Jura:145-199 Ma
- Perm:251-299 Ma
- Carboon:299-359 Ma => belangrijkste periode
afzettingen in noord- en west-Europa en VS
- Devoon:359-416 Ma (semi-veel)
S teenkool en bruinkool bestaan uit koolwaterstoffen, steenkool kan ook
geheel uit elementair C bestaan
Ligniet: complexe koolwaterstoffen > koolstofringen (niet verzadigd) typisch voor materiaal uit
planten
Als bruinkool samengedrukt wordt, vervallen steeds meer zuurstof- en waterstofverbindingen
Bitmeuse steenkool: veel zuurstof en waterstof verdwenen, steeds complexere ringenstructuren
(a nders t.o.v. aardolie!)
Antraciet: puur grafiet, 6 koolstofatomen die aan elkaar vastzitten, harde lagen (diamantachtig),
vrijwel alle zuur-, water- en stikstof zijn verdwenen
