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
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.
NG Opgave – Olie i kridt. 17/04 - 2015
[navn fjernet], 3.v
Gribskov Gymnasium. 3
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.
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
kalkkernen har ændret farve fra kulsort til en mere
grålig nuance – meget olie er trukket ud!
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:
- Radius: 3.5 cm.
- Højde: 5.6 cm.
- Vægt: 78.289 g.
Beregning af rumfang:
Π * r
2
* h = Rumfang.
Vægt og densitet af calcit:
2.71 g/cm
3
Dimensioner:
- Radius: 2.4 cm.
- Højde: 4.6 cm.
- Vægt: 40.62 g.
Beregning af rumfang:
Π * r
2
* h = Rumfang.
Vægt og densitet af calcit:
2.71 g/cm
3
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.
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.