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.