Ενεργειακές Πηγές & Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Λοιποί Ορυκτοί Υδρογονάνθρακες Κίμων Χρηστάνης Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Γεωλογίας.

Παρουσίαση με θέμα: "Ενεργειακές Πηγές & Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Λοιποί Ορυκτοί Υδρογονάνθρακες Κίμων Χρηστάνης Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Γεωλογίας."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ενεργειακές Πηγές & Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Λοιποί Ορυκτοί Υδρογονάνθρακες Κίμων Χρηστάνης Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Γεωλογίας

2 Άδειες Χρήσεις Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

4 Σκοποί ενότητας Σκοπός της συγκεκριμένης ενότητας είναι να αντιληφθεί ο αναγνώστης:  ποιες άλλες εναλλακτικές δυνατότητες, πέρα από το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, προσφέρει η φύση για την εξόρυξη υδρογονανθράκων, και  πώς σχηματίζονται τα συγκεκριμένα κοιτάσματα.

5 Περιεχόμενα ενότητας  Αέριο αργιλοσχιστών (shale gas)  Πετρέλαιο σε μη περατά πετρώματα (tight oil)  Φυσικό αέριο σε μη περατά πετρώματα (tight gas)  Μεθάνιο γαιανθράκων (coalbed methane)  Βιτουμενιούχες ή πισσούχες άμμοι (tar sand, oil sand, bituminous sand, black sand)  Βιτουμενούχοι σχίστες ή πετρελαιοσχίστες (oil shale, bituminous shale)  Υδρίτες μεθανίου (methane hydrates)

6 Κεφάλαιο 7: Λοιποί Ορυκτοί Υδρογονάνθρακες

7 Οι ορυκτοί υδρογονάνθρακες Ταμιευτήρας Υδρογονάνθρακες ΠερατόςΜη περατός Συμβατικοί (HC ίδιας προέλευσης και σύστασης με το αργό πετρέλαιο και το φυσικό αέριο)  Αργό πετρέλαιο (crude oil)  Φυσικό αέριο (natural gas)  Αέριο αργιλοσχιστών (shale gas)  Πετρέλαιο σε μη περατά πετρώματα (tight oil)  Φυσικό αέριο σε μη περατά πετρώματα (tight gas)  Μεθάνιο γαιανθράκων (coalbed methane) Μη Συμβατικοί (HC διαφορετικής προέλευσης και σύστασης με το αργό πετρέλαιο και το φυσικό αέριο)  Βιτουμενιούχες ή πισσούχες άμμοι (tar, oil, bituminous, black sand)  Βιτουμενούχοι σχίστες ή πετρελαιοσχίστες (oil, bituminous shale)  Υδρίτες μεθανίου (methane hydrates)

8 Αέριο αργιλοσχιστών Λεπτόκοκκα αργιλικά ιζηματογενή πετρώματα, μητρικά των ορυκτών HC, μπορεί να περιέχουν φυσικό αέριο (κυρίως μεθάνιο, συχνά και άλλους αέριους HC). Το αέριο σχηματίζεται επιτόπου από το μητρικό οργανικό υλικό του πετρώματος («κουζίνα»), όμως δεν μπορεί να διαφύγει (δηλ. να μεταναστεύσει πρωτογενώς) και παραμένει παγιδευμένο στο λεπτόκοκκο πέτρωμα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση το φιλοξενούν πέτρωμα (gas shale) αποτελεί συγχρόνως μητρικό σχηματισμό, ταμιευτήρα και κάλυμμα του περιεχομένου φυσικού αερίου (shale gas).

9 HC σε μη περατά πετρώματα Ορυκτοί υγροί και αέριοι HC, που έχουν μεταναστεύσει πρωτογενώς, κάποιες φορές κατά την κίνησή τους μέσα στο ταμιευτήριο πέτρωμα (δευτερογενής μετανάστευση) εγκλωβίζονται σε περιοχές, στις οποίες λόγω διαγένεσης έχει μειωθεί σημαντικά η περατότητα. Ουσιαστικά οι HC περιέχονται σε πόρους του πετρώματος, που δεν επικοινωνούν μεταξύ τους (tight oil and gas). Η εξόρυξη μπορεί να γίνει όπως στην προηγούμενη περίπτωση.

10 Μεθάνιο γαιανθράκων Γαιάνθρακες περιέχουν μεθάνιο, που εκλύεται – μαζί με άλλα αέρια – κατά την ενανθράκωση του μητρικού υλικού. Αν τα αέρια δεν βρουν διέξοδο προς την επιφάνεια, παραμένουν εγκλωβισμένα στους γαιάνθρακες τόσο σε διάκενα, όσο και προσροφημένα στη μάζα τους. Από την άλλη μεριά στρώματα γαιανθράκων, που βρίσκονται σε μεγάλα βάθη (> 1.500 m) και δεν πρόκειται να εξορυχθούν, συνιστούν χώρους κατάλληλους για την αποθήκευση CO 2, που παράγεται από την καύση γαιανθράκων. Σε τέτοιους σχηματισμούς εισπιέζεται μέσω γεώτρησης το παραγόμενο CO 2, που προσροφάται στον γαιάνθρακα και εκτοπίζει το CH 4, που αντλείται μέσω άλλης γεώτρησης.

11 Βιτουμενιούχες ή πισσούχες άμμοι Η βιτουμενιούχα ή πισσούχα άμμος είναι άμμος ή πορώδης ψαμμίτης, που έχει δευτερογενώς εμποτιστεί με πετρέλαιο ή παχύρρευστα παράγωγά του. Ο εμποτισμός δημιουργείται κατά τη δευτερογενή μετανάστευση του αργού πετρελαίου, αν για κάποιο λόγο διαφύγουν οι ελαφροί κι ευκίνητοι HC, με αποτέλεσμα να παραμείνουν οι βαρείς (μεγαλύτερου ειδικού βάρους) και παχύρρευστοι (μεγαλύτερου ιξώδους) HC. Εξορύσσεται η άμμος, από την ποία παραλαμβάνονται οι HC μέσω διάλυσης με τη βοήθεια ατμού ή χημικών ενώσεων.

12 Εικόνα 1 (https://en.wikipedia.org/wiki/Oil_sands#/media/File:Tar_Sandstone_California.jpg)

13 Εικόνα 2 (https://en.wikipedia.org/wiki/Oil_sands#/media/File:Syncrude_mildred_lake_ plant.jpg)

14 Βιτουμενούχοι σχίστες Πρόκειται για λεπτόκοκκο ιζηματογενές πέτρωμα, που περιέχει οργανικά συστατικά, μητρικά των HC. Το πέτρωμα αποτελεί τον μητρικό σχηματισμό γένεσης HC («κουζίνα»). Το μητρικό υλικό δεν έχει ωριμάσει αρκετά, ώστε να προκύψουν συμβατικοί HC. Αποτελείται από βαρείς HC (μεγάλα μόρια), που γι’ αυτόν τον λόγο δεν θεωρούνται συμβατικοί. Εξορύσσεται ο σχίστης και με καταστροφική απόσταξη (θέρμανση στους 300-400 ο C σε κλειστό αποστακτήρα) παραλαμβάνεται είδος πετρελαίου.

15 Υδρίτες μεθανίου Πρόκειται για κρυσταλλικό στερεό που προκύπτει από ένα μόριο μεθανίου, που περιβάλλεται από μόρια νερού σε στερεή μορφή (πάγος). Απαντάται στον πυθμένα θαλασσών με βάθος νερού >500 m, αλλά σχηματίζεται και σε αγωγούς μεταφοράς HC. Προέρχεται κυρίως από βιογενές CH 4. Ένας όγκος υδρίτη μεθανίου σε p = 1 bar δίνει 164 όγκους CH 4. Tα αποθέματα είναι τεράστια, όμως προς το παρόν δεν υπάρχει δυνατότητα εξόρυξης λόγω διασποράς τους στα ιζήματα.

16 Εικόνα 3 a-b (https://en.wikipedia.org/wiki/Methane_clathrate)

17 Σημειώματα

18 Σημείωμα Αναφοράς Copyright: Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Γεωλογίας, Κίμων Χρηστάνης. «Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2015. https://eclass.upatras.gr/courses/GEO357/

19 Συνιστώμενη βιβλιογραφία Demirbas, A. (2010). Methane Gas Hydrate. London, Springer London. Michael, M. D., Arthur, J. H., William, D. P. (2006 ). Economic Geology of Natural Gas Hydrate. Dordrecht, Springer. Χρηστάνης, Κ. (1998). Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες. Πάτρα: Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών.

20 Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες: Εικόνα 1:. Εικόνα 2:.. Εικόνα 3 a:. Εικόνα 3 b: Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων

21 Τέλος Ενότητας