V6 Flashcards

1
Q

Fossile Brennstoffe:

A
  • Erdöl, Erdgas und Kohlen entstehen durch die Sedimentation und diagenetische Umwandlung abgestorbenen organischen Materials bei zunehmender Versenkung
  • Kohlen, Erdöl, Erdgas-Bildung:
    • abhĂ€ngig von organischem Material und von Druck-und Temperaturbedingungen
  • Einteilung von organischem Material in unterschiedliche Kerogene (nicht lösliche organische Bestandteile)
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2
Q

Kerogentypen & Mazeralgruppen:

A
  • Unterschiedliches H/C und O/C VerhĂ€ltnis (C-Ketten oder Aromaten)
  • Type I – Liptinit Typ:
    • Algen (marin)
    • bester Erdöl/Erdgas Bildner (aber eher selten)
  • Type II – Exinit Typ:
    • Sporen, Pollen, Phytoplankton (marin)
    • Erdöl und Erdgas Bildner (wichtigste Erdöl/Erdgasquelle)
  • Type III – Vitrinit Typ:
    • höhere Pflanzenreste (terrestrisch)
    • Kohle und Erdgas Bildner
  • Type IV – Inertit Typ:
    • wĂ€hrend der Ablagerung bereits oxidiertes organisches Material
    • keine Genese fossiler EnergietrĂ€ger
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3
Q

Mazeralgruppen:

A
  • Mazerale sind die gesteinsbildenden Komponenten bei Kohlen
  • Haben eine Ă€hnliche Funktion wie die Minerale anderer Gesteine
  • Bestehen im Wesentlichen aus Pflanzenresten
  • Vitrinite sind der Hauptbestandteil der Humuskohlen aus der Humifizierung holzigen Materials dunkelbraune bis schwarze bei hohem Inkohlungsgrad zunehmenden Glanz
  • Inertinite sind nicht mehr brennbare Mazerale, die aus bereits verbranntem Pflanzengewebe und Asche entstehen
  • Exinite (oder Liptinite) sind lipidreiche, rote Mazerale, aus der Diagenese von Naturharzen, Wachsen, Sporen und Pollen sowie Algenkörpern
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4
Q

KohlenlagerstÀtten:

A
  • Kohlen sind feste, brennbare fossile Sedimentgesteine pflanzlichen Ursprungs
  • Die LagerstĂ€ttenbildung erfolgt durch die diagenetische Umwandlung (Inkohlung) von organischem Material
  • WĂ€hrend des Inkohlungsprozesses bildet sich aus Torf zunĂ€chst Braunkohle, dann Steinkohle und abschließend Anthrazit
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5
Q

KohlenlagerstÀtten-Bildung:

A
  • Durch Wasserspiegelschwankungen kann sich der Bildungsprozess mehrfach wiederholen und es bildet sich ein regelmĂ€ĂŸiges Profil aus Sedimentgesteinen und Kohleschichten (Zyklothem)
  • Aufgrund des zunehmenden Überlagerungsdrucks verringern sich Volumen und Wasseranteil (Entstehung von Braunkohle)
  • Wirkt dann ĂŒber einen langen Zeitraum WĂ€rme und Druck auf die Braunkohle ein, so bildet sich bei fortschreitender Kompaktion Steinkohle
  • Je tiefer ehemalige Torfmoore versenkt wurden, desto höher ist der Inkohlungsgrad
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6
Q

KohlenlagerstÀtten-BonitÀt:

A
  • In der Regel flözartige Form
  • flĂ€chenhafte Erstreckung, z.B. Flöz Katharina, Ruhr:
    • 210 km x 50 km
  • MĂ€chtigkeitsschwankungen durch Tektonik, Beckenbildung, Auswaschungen (r.u.)
  • MĂ€chtigkeit Braunkohle:
    • bis 320 m (Australien), i.d.R. wenige Dekameter
  • Steinkohle bis 200 m (Fushun, China) i.d.R. wenige Meter
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7
Q

KohlenlagerstÀtten:

chemische Zusammensetzung

A
  • Reinkohle (Elemente):
    • Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff
    • Stickstoff, Schwefel
    • Spurenelemente (Metalle)
  • Wasser und Gase:
    • Methan
    • Kohlendioxid
  • Asche (nicht brennbare Mineralsubstanz):
    • Quarz
    • Tone
    • Pyrit
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8
Q

Drei wichtige KenngrĂ¶ĂŸen zur Charakterisierung von Kohlen:

A
  • Art des pflanzlichen Ausgangsmaterials (Type)
  • Reifegrad bzw. Inkohlungsgrad (Rank)
  • Grad der Verunreinigung bzw. Aschegehalt (Grade)
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9
Q

Weich- und Hartbraunkohle:

A
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10
Q

LagerstÀttenbonitÀt Braunkohle:

A
  • HĂ€rte:
    • Die geringe HĂ€rte von Braunkohle und Nebengestein erlaubt den Einsatz von schneidender Gewinnung
  • Ausdehnung:
    • Die Braunkohlenflöze sind flĂ€chenhaft weit ausgedehnt
    • (Kostendegression bei großen BetriebsgrĂ¶ĂŸen)
  • Energiedichte:
    • Aufgrund der relativ geringen Energiedichte i. d. R. kein weiter Transport zwischen Gewinnung und Verstromung
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11
Q

Steinkohle:

A
  • unehmender Heizwert bis zur Gaskohle (zunehmender Kohlenstoffanteil)
  • Zunehmende HĂ€rte von Gasflammkohle zu Anthrazit
  • Zunehmender Glanz
  • Abnehmen der Wasseranteil und flĂŒchtigen Bestandteile
  • Zunehmende KlĂŒftigkeit (Schlechten)
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12
Q

Bestandteile der Steinkohle:

A
  • Glanzkohlen:
    • GlĂ€nzend, schichtungslos, spröde, geklĂŒftet
    • Glanzkohlen entstehen ĂŒberwiegend aus dem ursprĂŒnglichen Holzmaterial des Moores
  • Mattkohlen:
    • Matt, grau-schwarz, feiner Schichtung, relativ hĂ€rter als Glanzkohle
    • Mattkohlen entstehen ĂŒberwiegend aus den Pflanzensporen und Pflanzenresten
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13
Q

Die Bildung konventioneller LagerstÀtten ist von 4 Faktoren abhÀngig:

A
  • Muttergestein (reich an Corg)
  • Reservoirgestein (hohe PermeabilitĂ€t)
  • Abdichtung (niedrige PermeabilitĂ€t)
  • Formierung einer Falle (tektonische Prozesse)
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14
Q

Erdöl - Erdgas:

A
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15
Q

Erdölentstehung I:

A
  • Plankton bindet CO2 aus der AtmosphĂ€re
  • Nach dem Absterben und Absinken lagern sich die Reste auf dem Meeresgrund ab
  • Verhinderung der Oxidation und Bildung von Faulschlamm durch Überlagerung mit klastischen Sedimenten
  • Faulschlamm wird diagenetisch zu Kerogen umgewandel
  • Kerogen und Sedimente bilden z. B. den Posidonienschiefer, das typische Erdölmuttergestein in ME
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16
Q

Erdölentstehung II:

A
  • Durch Versenkung wird das Kerogen hohen Temperaturen und Druck ausgesetzt
  • Im „Ölfenster“ beginnt die Umsetzung des Kerogens zu Erdöl
  • Ab etwa 150°C wird Erdöl instabil, je nach Muttergestein bildet sich noch Trocken- oder Nassgas
17
Q

Erdgas:

A
  • Zum Teil eigene LagerstĂ€tten, zum Teil gemeinsam mit Erdöl
  • Erdöl weist eine begrenzte Löslichkeit mit Erdgas auf,
    • ist Konzentration höher, kommt es zur Entmischung von Öl und Gas und es bildet sich eine Gaskappe auf dem Öl
    • ist die Konzentration geringer als die Löslichkeit, entweicht das Erdgas bei der Förderung
18
Q

Erdgasentstehung I:

A
  1. Bakterielle Fermentierung im oberflÀchennahen Bereich
  2. PrimÀres Erdölgas bei der Erdölbildung
  3. SekundÀres Gas bei sehr hohen Temperaturen in Erdölmuttergesteinen bzw. aus Kohlenflözen
19
Q

Öl & Gas Migration:

A
  • Das Muttergestein ist feinkörnig und gering durchlĂ€ssig (Diagenese)
  • Der Rohstoff muß einen Weg in eine durchlĂ€ssigere Formation finden
  • PrimĂ€re Migration folgt dem Druckunterschieden und muß nicht von unten nach oben verlaufen
  • PorenĂŒberdruck bricht Risse auf, LösungskanĂ€le, Diffusion
  • Enthaltenes Wasser behindert die Migration, am besten eine durchgĂ€ngige Ölphase
  • SekundĂ€re Migration im durchlĂ€ssigen Gestein durch Dichteunterschiede
  • Ein großer Teil der organischen Substanz bleibt im Muttergestein enthalten
20
Q

Speichergestein von Erdöl/ErdgaslagerstÀtten:

A
  • Speichergesteine Voraussetzung:
    • ausreichende PorositĂ€t und PermeabilitĂ€t
    • Typische Speichergesteine:
      • Sande, Sandsteine, Kalk, Dolomit
  • Fallen Zur Anreicherung ist die Überlagerung des Speichergesteins mit einem gering- durchlĂ€ssigen (impermeablen) Horizont notwendig
    • Typische Fallen:
      • feinkörnige klastische Sedimente, tlw. Evaporite
21
Q

Unkonventionelle GaslagerstÀtten:

A
  • Gashydrate:
    • Sehr große weltweite Vorkommen
    • Technisch derzeit nicht gewinnbar
  • Flözgas:
    • an Kohlevorkommen gebunden
    • Sehr kompakt
    • Techn. nur durch kĂŒnstliche Schaffung von Wegsamkeiten gewinnbar
      • Nutzung alter Kohlebergwerke oder mittels „Fracking“
  • Schiefergas (Shale-Gas):
    • Im Muttergestein (organischer Tonschiefer) gespeichert
    • Sehr kompakt (keine Migration möglich)
    • Muttergestein ist auch Speichergestein und stratigraphische Falle
    • Techn. nur durch moderne Bohrtechnik und „Fracking“ gewinnbar