Nyersanyagkutatás
Kurzusinformációk
A tantárgy címe:
Nyerasnyagkutatás
Felelős oktató:
Dr. Pál-Molnár Elemér
További oktatók:
Dr. Schubert Félix
Dr. M. Tóth Tivadar
Dr. Szanyi János
Dr. Hetényi Magdolna
Dr. Geiger János
A tantárgy típusa:
Szakmai törzstárgy
Leírás
Előfeltételek:
Petrotektonika, Alkalmazott geofizika, Üledékes környezetek, a szeminárium párhuzamos teljesítése a kollokvium feltétele
Az előadás rövid ismertetése:
A nyersanyag fogalma, nyersanyag-gazdálkodás. A nyersanyagok felhasználásának változásai a történelem során. A nyersanyagképződés folyamatai (geológiai, ásvány-kőzettani áttekintés).
Ásványi nyersanyagok.
Az ásványi nyersanyagok használatának története. Teleptani alapfogalmak. Az elemek eloszlása a földkéregben. Geokémiai elemcsoportok. Ércteleptani alapfogalmak. Legfontosabb ércásványok. Az érctelepek genetikai csoportosítása. Ásványi nyersanyagtelepek képződése térben és időben (Nyersanyagtelepek képződése archaikumi és proterozoós kratonizált terüeteken. Fanerozoós nyersanyagképződés - általában és különös tekintettel az Alpok-Kárpát-Balkán-Dinári régióra. Intraplate hot-spot, anorogén magmatizmus nyersanyagképződése. Kontinentális riftesedés korai fázisához kötődő nyersanyagképződés. Kontinentális riftesedés fejlett állapotához kötődő nyersanyagképződés.Az óceáni kéreg metallogéniája. Szubdukciós zónák metallogéniája. Kollíziós zónák nyersanyagképződése.). Az ércesedési típusok felismerése. Nemércek teleptana (ipari felhasználású nemérces ásványi nyersanyagok; építőipari és útépítő ásványi nyersanyagok). A magmás, üledékes és metamorf érctelepek fő jellemzői (Magmás gravitációs Cr, Fe, Ti, Pt, V telepek; Magmás szulfidos Ni, Cu, Fe, (Pt) telepek; Karbonatitokhoz, alkáli magmás kőzetekhez és peridotitokhoz kapcsolódó Ce, Nb, Ta, Zr, Sr, Fe, Cu, P, Al telepek; Pegmatitos ércesedések (U, Li, Be, Zr, Th, Nb, Ta, RF, Ti, Sn, W, F, P, drágakövek); Greizen telepek (Sn, Li, W); Szkarn telepek (Fe, W, Cu, Zn); Porfiros rézérctelepek (intrúziókhoz kapcsolódó stockwerk és hintett telepek), Cu, Au, Mo, Sn; Sztratiform telepek; Teléres megjelenésű hidrotermális telepek; Bauxittelepek; Szupergén dúsulás telepei (oxidációs-cementációs dúsulás): Cu, Ag, Fe, (Pb, Zn); Torlatok (Sn, Au, Pt, Ti, Fe, drágakövek); Üledékes mangánérc telepek; Üledékes és metamorf vasérctelepek)
Fosszilis energiahordozók képződése és földtana.
A fosszilis energiahordozók lehetséges biológiai prekurzorainak képződése, megőrződése, degradációja a geológiai környezetben. A biomassza korai diagenezise, a geopolimer (a kerogén) képződési módjai, szerkezete, kémiai összetétele, típusai. A geopolimer katagenezise, a szénülés: termikus érés, molekuláris transzformáció.
A kőolaj és a földgáz keletkezése, mennyiségének és minőségének változása a kerogén típus, a geológiai idő és a környezeti jellemzők (hőmérséklet, nyomás, ásványi mátrix) függvényében. A kőolaj és földgáz migrációja: az anyakőzet fogalma, típusai, az „olaj-ablak” és a „gáz-ablak” fogalma; a szénhidrogének elsődleges migrációja; a másodlagos és harmadlagos migráció jelentősége; a migrációs pályák nyomozásának elvi meggondolásai. A szénhidrogének csapdázódásának földtani feltételei. Alapvető csapdatípusok és nyomozásuk módjai: szerkezeti csapdák, rétegtani (nem szerkezethez kötött) csapdák (litológiai záródás, a felhalmozódási környezet változása által kialakult csapdák, a diagenetikus csapdák). A tároló kőzet hatása a szénhidrogének felhalmozódására: repedezett tárolók, törmelékes tárolók. A kőolajkutatás és a medenceanalízis kapcsolata.
A kőszén szerves geokémiája: a szénképződés folyamata. Tőzegképződés: geológiai és éghajlati hatások, a felhalmozódási környezet típusai, biokémiai és geokémiai jellemzői. A biokémiai szénülés folyamata, a kémiai összetétel változása, a bakteriális tevékenység hatása. A geokémiai szénülés, a szerves anyag elemi összetételének változása, a nyomás és a hőmérséklet szerepe. Szénülési sor. Szénmacerátumok. Olajpala, olajhomok.
Szénhidrogén-rezervoárok.
A „CH-tároló” vagy „CH-telep” fogalma. A CH-tárolók típusai a tárolókőzet típusa alapján: törmelékes tárolók, repedezett tárolók. A fázisok elrendeződése a tárolóban: a vízfázis és jellegzetességei, az olajfázis és jellegzetességei, a gázfázis és jellegzetességei. Alapvető tároló paraméterek: effektív porozitás, effektív vastagság, permeabilitás, olajtelítettség, víztelítettség (kezdeti víztelítettség), relatív permeabilitás. A fázishatárok definíciója és a telítettségi görbe: Olaj-víz határ, Olaj-gáz határ, Gáz-víz határ. A fázishatárok jelentkezése törmelékes és repdezett tárolókban. A telítettségi viszonyok változása a fázishatártól távolság függvényében (a „J” függvény). Az átmeneti zóna fogalma. Az átmeneti zóna jellegzetességei a tároló kőzet (törmelékes, repedezett) függvényében. A kapilláris nyomás elemzésének következménye az átmeneti zóna megítélésében. Az alapvető tároló paraméterek megállapítására szolgáló vizsgálatok: laboratóriumi vizsgálatok (He-porozitás, Hg-porozitás, rutin-porozitás; vizes-, petróleumos-, gázos permeabilitás, kapilláris nyomásmérések), kvatitatív geofizikai értelmezés. A statikus geológiai tárolómodell kialakításának szempontjai (hidrodinamikai egységek definiálása a tárolóban, az alapvető tároló paraméterek ráképezése a hidrodinamikai egységekre, a 3D modell létrehozása, az egységnyi térfogatra eső CH-tartalom 3D leképezése). A tároló architektúra fogalma, szerepe a művelési terv összeállításában.
A 3D tároló architektúra szerepe a másod és harmadlagos művelési eljárások tervezésében.
Jogi hátér (földtani szakigazgatás).
A nyersanyagkutatással kapcsolatos bányajogi ismeretek, a bányászati szakigazgatás fogalomrendszere, a nyersanyagkutatás, a bányanyitás és művelés jogi és hatósági feltételrendszere.
A gyakorlat rövid ismertetése:
Nyersanyagtelepek földtani, geofizikai adatainak komplex értékelése.
A különböző ásványi nyersanyagok, fosszilis energiahordozók készletszámítási módszerei.
Ajánlott irodalom:
- Bárdossy Gy.: Karsztbauxitok - Budapest, 1977
- Berg R. R.: Exploration for sandstone stratigraphic traps – AAPG Continuing Education. Course Note. Ser. 3. pp. 46., 1979
- Bérczi I.: Reservoir Geology. Montanunisitat, Leoben, 1988
- Durand B.: Kerogen. Éditions Technip, 1980
- Geiger J., Révés, I., Szentgyörgy, K.: Rezervoár szedimentológia – MOL Rt. Mérnöktovábbképzés. Jegyzet. pp. 312., 1996
- Grasselly Gy.: Ásványi nyersanyagok (Ásványtan II) - Budapest, 1992
- Halbouty, M. T. ed.: The delibrate search of the subtle traps. – AAPG Memoire. 32. pp. 11-77, 1982.
- Killops, S., Killops, V.: Introduction to Organic Geochemistry. 2nd edition. Blackwell Publishing, 2005
- Kiss J.: Ércteleptan I., II. - Budapest, 1983
- Magra, K.: Compaction and fluid migration. Developments in Petroleum Science 9. Elsevier, 1987 Magyarország ásványi nyersanyagvagyona - Budapest, 1989
- Nemecz E.: Agyagásványok - Budapest, 1973
- Russel, P.L.: Oil Shales of the World. Their Origin, Occurrence and Exploitation. Oxford: Pergamon Press, 753 pp, 1990
- Teichmüller, M:. The genesis of coal from the viewpont of coal petrology. Int. J. Coal Geol., 12, 1-87. 1989.
- Tissot, B.P., Welte, D.H.: Petroleum Formation and Occurrence Springer, 1984
- Vető I.: A szerves anyag sorsa az üledékes medencékben. Egyetemi jegyzet. ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2000
- Végh S.: Nemércek földtana - Budapest, 1967
- Welte, D.H., Horsfield, B., Baker, D.R.: Petroleum and Basin Evolution. Springer, 1997
Ajánlott oldalak:
