Olie i kridtkerner og kulstofskredsløbet | Naturgeografi

Side 1

NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015

[navn fjernet], 3.v

Gribskov Gymnasium. 1

Formål:

Formålet med denne rapport er at blive klogere på hvordan man udvinder olie fra kridt.

Derudover handler denne rapport også om generel viden omkring kridt som bjergart og hvordan olie opstår, endvidere hvordan disse indgår i det globale kulstofs-kredsløb. Til sidst vil et forsøg med olie i kridtkerner blive gennemført og i detaljer forklaret, med tilhørende relevante beregninger. Ud fra dette forsøg vil der blive stillet skrapt på hvordan udvindingen STX 3.g

Teori:

Bjergarten kridt er en meget finkornet kalksten. Den består af tørret slam. Ca. 90% af kridt er calcit, der består af mikroskopiske kalkplader fra kalkflagellater, planktoniske alger og en lille grad af foraminiferer, som er encellede dyr i kalkhuse. Kridt bliver dannet på dybe dele af kontinentalsoklen på ca. 50-200 meter vand. Det er dannet i den sene del af den geologiske periode ”kridt”, for ca. 100-165 mio. År siden. Den forefindes primært i Nordvesteuropa.

Storedele af Danmarks undergrund består bl.a. af kridt på flere hundredemeter tykke kalklag.

Kridt kan bl.a. åbent skues ved Møens-og Stevns-klint. Kridt bliver dannet ved at skeletter fra dyr – indeholder kalk – og andre uorganiske materialer synker til bunds i havet. Efter mange år bliver der lavet brede og dybe kalklag af kridtholdige materialer. Efter mange år og under et større og større opbygget tryk, bliver der til sidst dannet den hårde og massive kalksten vi

arbejder med i denne opgave.^{1}

Olie bliver dannet grundstofferne kulstof (Karbon) og brint (hydrogen). Disse grundstoffer findes i alle levende organismer. Når levende organismer dør på havet, kan disse synke til bundes og danne lag på havbunden. Når der over tid bliver tilført et tykt lag af sedimenter, som skaber en lomme af indelukket organiskmaterialer. I disse lommer kommer der et meget stort tryk og højre temperaturer – 100-150 grader (Intervallet hvor oliedannes ”Olievinduet”)

-, hvilket resulterer i at lommerne som er fyldt med organiskmateriale begynder at blive omdannet til olie. Oliedannelsesprocessen tager mange millioner år og mange forskellige

forhold der har indvirkning på processen.^{2}

1

http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Geologi_og_kartografi/Sedimentologi/kridt

2

http://viden.jp.dk/galathea/undervisning/temaer/default.asp?cid=27853

Side 2

NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015

[navn fjernet], 3.v

Gribskov Gymnasium. 2

Olie og kridt indgår i det vi kalder

”Kulstofs-kredsløbet”. Dette kredsløb er et globalt kredsløb, der beskriver cirkulationen af Karbon på jorden.

Kridt indgår i kredsløbet, på den måde at dødt materiale synker ned på havbunden og efter mange år bliver omdannet til kridt. Ved nedbrydning af bergarter – herunder også kridt – trækkes kulstof ud af atmosfæren.

Dette kulstof kan ende i folder, søer og havet. Olie indgår på den måde, at mennesker udvinder olie (fossilebrændstoffer) og afbrænder dem. Derfor bliver der hvert år tilført store

mængder kulstof til atmosfæren – ca. 7.2 gigaton pr. År.^{3}

Hypotese:

I forbindelse med dette forsøg gættede vi på hvor meget olie den lille olieholdige kalkprøve kunne indeholde. Jeg gættede på 3 ml. Olie. Vi gik derefter i gang med forsøget.

Fremgangsmåde:

Vi fik til forsøget udlevet et stor ren kalkkerne og en lille olieholdig kalkkerne. Disse to kalkkernes dimensioner og vægt blev målt og nedskrevet. Efterfølgende blev en plas-injektionssprøjte fyldt med vand og den olieholdige kalkkerne lagt i. Denne opstilling blev henstillet i ca. 24 timer. Forsøget går nu ud på at få olien udtrukket fra kalkkernen, ved diffusionen i vandet. Denne proces tager tid og derfor skal prøven i injektionssprøjten stå over tid, for at kunne måle resultaterne. Efterfølgende har vi udregnet volumen af de to kalkkerner og derved udregnet hvor meget olie den olieholdig kalkkerne kan indeholde og dermed holde op imod den reelt udvundne oliemængde.

3

http://www.climateminds.dk/index.php?id=794

1: Atmosfæren til Oceanet. 2: Menneskelige aktiviteter til atmosfæren. 3: Geosfæren til atmosfæren. 4: Atmosfæren til Hydrosfæren. 5:

Biosfæren til geosfæren. 6: Atmosfæren til biosfæren.

Side 3

NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015

[navn fjernet], 3.v

Gribskov Gymnasium. 3 grålig nuance – meget olie er trukket ud!

Mål og vejning af den rene kalkkerne.

Mål og vejning af den olieholdige kalkkerne.

Den olieholdige kalkkerne i injektionssprøjten.

Forsøget er lige gået i gang og olie trækker stille ud af kernen. Bemærk boblen af olie på toppen af kernen og det tynde rødbrune lag af olie i toppen af sprøjten. kalkkernen har ændret farve fra kulsort til en mere

Den olieholdige kalkkerne har på billedet været i injektionssprøjten i ca. 24 timer. Man kan nu tydeligt se den udtrukne olie i toppen af injektionssprøjten – den er blevet større og sort. Bemærk også hvordan

Side 4

NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015

[navn fjernet], 3.v

Gribskov Gymnasium. 4

Resultater:

Man kan tydeligt se at der på billederne ovenfor er udtrukket olie fra den olieholdige kalkkerne. Man kan på plast-injektionssprøjten aflæse at der groft er udtrykket omkring 5 ml.

Olie fra kalkkernen.

Beregninger:

Vi starter med beregningerne af den alm. (hvide) kalkkerne.

Rumfangsberegning: 3.14 * (1.75)^{2} * 5.6 = 53.88 cm^{3}

Kalkkernes vægt uden luft: 53.88 cm^{3} * 2.71 g/cm^{3} = 146.01 g.

Mængde af luft svare til vægten af: 146.01 g – 78.289 g = 67.72 g kalk.

Procentdelen af luft i kalkkernen: 78.289/146.01 * 100 = 53.62

Der er 53.62% luft i den alm. Kalkkerne.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Beregning af den olieholdige kalkkerne:

Dimensioner: Beregning af rumfang: Vægt og densitet af calcit:

- Radius: 3.5 cm.

- Højde: 5.6 cm.

- Vægt: 78.289 g.

Π * r^{2} * h = Rumfang. 2.71 g/cm^{3}

Dimensioner: Beregning af rumfang: Vægt og densitet af calcit:

- Radius: 2.4 cm.

- Højde: 4.6 cm.

- Vægt: 40.62 g.

Π * r^{2} * h = Rumfang. 2.71 g/cm^{3}

Side 5

NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015

[navn fjernet], 3.v

Gribskov Gymnasium. 5

Rumfangsberegning: 3.14 * (1.2)^{2} * 4.6 = 20.81 cm^{3}

Luftrumfang (porøsitet): 20.81 cm^{3} * 53.62% = 11.16 cm^{3}

Dette betyder også at den samlede oliemængde i den olieholdige kerne er = 11.16 cm^{3}

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Beregning af indvindingsprocenten:

På billede af den olieholdige kridtkerne i injektionssprøjten, kan man aflæse at ca. 5 ml. Olie er udtrukket fra oliekernen.

Udregningen for hvor meget af den samlede olie vi har udtrukket af oliekernen ser således ud:

5 / 11.16 * 100 = 44.80.

Altså har vi udtrukket ca. 45 % af olien i kridtkernen.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Diskussion og konklusion:

Hvis man kigger på hvor meget olie der kan være i en kridtkerne på kun 20.81 cm^{3} bliver man

overrasket. 53.53 % af kridtkernen er fyldt med olie – det er meget!

Set i forhold til hvor meget jeg havde regnet med der kunne være i den olieholdige kridtkerne er jeg derfor blevet meget overrasket og forundret. Ikke alene har jeg gætte på 3 ml. – prøven viste 5 ml. – men dette er ikke kun lavt set i forhold til hvor meget vi havde trukket ud efter ca.

24 timer, men også alt for lavt, hvis vi stod prøven stå i endnu længere tid.

Det kan derfor heller ikke undre at vi kun har udtrukket lidt under halvdelen (ca. 45%) af oliekernens samlede indhold. De rummer meget mere olie endnu.

Side 6

NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015

[navn fjernet], 3.v

Gribskov Gymnasium. 6

Ved at lave dette forsøg er jeg blevet klogere på kridts porøsitet og dermed også kridts samlede kapacitet. Denne er meget større end jeg regnede med. Jeg er også blevet klogere på dannelsen af kridt og olie, og hvordan disse indgår og påvirker vores globale kulstofs-kredsløb.