ELEVOPGAVER Quest for Oil. Elevopgaver Side 1



Relaterede dokumenter
Hypotese Start med at opstille et underbygget gæt på hvor mange ml olie, der kommer ud af kridt-prøven I får udleveret.

Profil af et vandløb. Formål. Teori

Erik Vestergaard 1. Opgaver. i Lineære. funktioner. og modeller

Kompost: Porøsitet Kompost: Vandholdende evne Kompost: Indhold af organisk stof Kompost: Bufferkapacitet

Gaslovene. SH ver Hvad er en gas? Fysiske størrelser Gasligninger... 3

Rapporter og opgaver - geografi C LAB-kursus

Skifergasi Danmark. Og i Furesø Kommune? Af Nick Svendsen

Biologisk rensning Fjern opløst organisk stof fra vand

Vejledning i ansøgning, udførelse og vedligeholdelse af regnvandsfaskiner

THE QUEST FOR OIL. Game Guide

Opdrift i vand og luft

Varmelagring i dybe formationer ved Aalborg

xxx xxx xxx Potensfunktioner Potensfunktioner... 2 Opgaver... 8 Side 1

Vandafstrømning på vejen

Jernindhold i fødevarer bestemt ved spektrofotometri

Det store energikørekort

AFKØLING Forsøgskompendium

Skifergas i Danmark en geologisk analyse

Tryk. Tryk i væsker. Arkimedes lov

Bestemmelse af hydraulisk ledningsevne

Dyr i bevægelse. Måling af iltforbrug hos fisk. Arbejdsark til eleverne. Naturhistorisk Museus Århus

Projektopgave Observationer af stjerneskælv

1. Tryk. Figur 1. og A 2. , der påvirkes af luftartens molekyler med kræfterne henholdsvis F 1. og F 2. , må der derfor gælde, at (1.1) F 1 = P.

Dyr i bevægelse. Måling af iltforbrug hos pattedyr eller krybdyr i hvile. Arbejdsark til eleverne. Naturhistorisk Museus Århus

KOSMOS. 7.1 Spaltning af sukker. Materialer MADENS KEMI KEMISKE STOFFER I MADEN DISACCHARIDER

Naturvidenskabeligt grundforløb

Rapporter og opgaver - geografi C LAB-kursus

E 10: Fremstilling af PEC-solceller

VANDETS VEJ GENNEM TIDEN

Dyr i bevægelse Arbejdsark til eleverne

Geovidenskab A. Vejledende opgavesæt nr. 1. Vejledende opgavesæt nr. 1

NATIH OLIE FELTET. Forhistorien

Teori og øvelsesvejledninger til geografi C LAB-kursus

VÆSKERS VISKOSITET: DESIGN DIN UNDERSØGELSE

Studieretningsopgave

Jordlag, Forekomst af skifergas i Danmark og globalt

Øvelser 10. KlasseCenter Vesthimmerland Kaj Mikkelsen

Boreteknologi og vandrette boringer

Modellering af vand og stoftransport i mættet zone i landovervågningsoplandet Odderbæk (LOOP2) Delrapport 1 Beskrivelse af modelopsætning.

Elevforsøg i 10. klasse Lyd

Matematiske modeller Forsøg 1

VÆSKERS VISKOSITET: UDFØR DIN UNDERSØGELSE

Undervisningsforløb. Titel: Strandsand, hvad består det af? Fag: Natur og teknik, matematik, geografi. Klassetrin: klasse og

Uge 39 med Helsingør Kommune og Forsyning Helsingør.

Tak for kaffe! Tak for kaffe! Side 1 af 16

Folkeskolens Afgangsprøve. Matematisk problemløsning. maj Som bilag til dette opgavesæt er vedlagt et svarark

Opgave 1. Vand og vandforsyning (fase 3) Vandets fordeling! Forholdet mellem saltvand og. Ferskvand. Ferskvandets fordeling

Tsunami-bølgers hastighed og højde

PJ Geologisk datering. En tekst til brug i undervisning i Geovidenskab A. Philip Jakobsen, 2014

9. Øvelse: Demonstration af osmose over en cellemembran

Formål: At undersøge nogle egenskaber ved CO 2 (carbondioxid). 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2

Matematik B. Højere forberedelseseksamen

Projekt Vandløb 1p uge 43 og 44, Projekt Vandløb

Elkedel Brugsanvisning

Vægten. Hej med dig! God fornøjelse med emnet. Vi ses!

Indhold Problemstilling... 2 Solceller... 2 Lysets brydning... 3 Forsøg... 3 Påvirker vandet solcellernes ydelse?... 3 Gør det en forskel, hvor meget

Filtralite Air. Filtralite Air LUFTRENSNING. Effektiv lugtfjernelse

Kapitel 3 Lineære sammenhænge

Naturvidenskabelig arbejdsmetode

ØVEHÆFTE FOR MATEMATIK C LINEÆR SAMMENHÆNG

inspirerende undervisning

Opgave 1 - Lineær Funktioner. Opgave 2 - Funktioner. Opgave 3 - Tredjegradsligning

Fyldt med energi Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:

Funktioner - supplerende eksempler

Lineære sammenhænge. Udgave Karsten Juul

Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til.

FRANSK BEGYNDERSPROG HØJT NIVEAU FORTSÆTTERSPROG TILVALGSFAG HØJERE FORBEREDELSESEKSAMEN AUGUST 2009 HØJERE FORBEREDELSESEKSAMEN AUGUST 2009

Geologisk baggrund for skifergas i Danmark

Øvelser 10. KlasseCenter Vesthimmerland Kaj Mikkelsen

Figur 1. fs10 Matematik - Tennisklubben

Faldmaskine. , får vi da sammenhængen mellem registreringen af hullerne : t = 2 r 6 v

TEMAHÆFTE Quest for Oil

Der er facit på side 7 i dokumentet. Til opgaver mærket med # er der vink eller kommentarer på side 6.

Kuglen triller. Hej med dig!

Drengenes viden om pyramider

Vandafstrømning på vejen

MATEMATIK A-NIVEAU. Anders Jørgensen & Mark Kddafi. Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012

PAPIRS BRUDSTYRKE: UDFØR DIN UNDERSØGELSE

0BOpgaver i tryk og gasser. 1BOpgave 1

VANDETS VEJ GENNEM TIDEN Vandforsyning på Frederiksberg

Hårde nanokrystallinske materialer

Eksempler på praktisk anvendelse af geofysiske undersøgelsesmetoder på forureningssager

Skråplan. Esben Bork Hansen Amanda Larssen Martin Sven Qvistgaard Christensen. 2. december 2008

Resonans 'modes' på en streng

BLEERS ABSORPTIONSEVNE: DESIGN DIN UNDERSØGELSE

MATEMATIK A-NIVEAU 2g

STUDENTEREKSAMEN MATHIT PRØVESÆT MAJ MATEMATIK B-NIVEAU. MATHIT Prøvesæt Kl STXB-MATHIT

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Opgave 1: Lav 100% din havregrød

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet

7 QNL /LJHY JW VDPPHQVDWWHYDULDEOH +27I\VLN

STUDENTEREKSAMEN AUGUST-SEPTEMBER 2005 SPROGLIG LINJE NATURFAG. Fredag den 12. august 2005 kl

Biologisk rensning Fjern sukker fra vand

GEOTHERM. Reservoir egenskaber. Diagenese og geokemisk modellering

Geologimodeller beskrivelse

Analyse af en lineær regression med lav R 2 -værdi

Dansk Fysikolympiade 2007 Landsprøve. Prøven afholdes en af dagene tirsdag den 9. fredag den 12. januar. Prøvetid: 3 timer

1gma_tændstikopgave.docx

4 Årsager til problemet med vandlidende arealer på bagsiden af dæmningen 3. Oversigtskort med boringsplaceringer. Håndboringer (fra Rambøll)

Transkript:

ELEVOPGAVER Quest for Oil Elevopgaver Side 1

Elevopgaver Side 2 A. Indholdsfortegnelse Elevopgaver 1. Spilopgaver... 3 2. Temaopgaver 2.1 Temaet Sedimentologi (opgave 1-6)... 5 2.2 Temaet Seismik (opgave 7-10)... 5 2.3 Temaet Olieboringer (opgave 11-13)... 6 2.4 Temaet Olieproduktion (opgave 14-16)... 7 3. Spilopgaver / eksperimentelle forsøg 3.1 Seismisk undersøgelse af undergrunden (GeoCase-udstyr)... 8 3.2 Mit lille oliefelt... 11 3.3 Permeabilitet... 14 3.4 Oliemigration i sand... 16 3.5 Bestemmelse af bjergarters densitet... 17 3.6 Jordens indhold af vand og organisk materiale... 19

Elevopgaver Side 3 1. Spilopgaver Elevopgaver Nedenstående er Quest for Oil-relaterede spørgsmål, der kan løses på kort tid. Opgave 1 Olie består af: A) Nedbrudt biologisk materiale fra fx døde fisk og planter B) En blanding af opløste partikler fra sten og klippe, nedbrudt over millioner af år med atmosfærisk tryk C) Calcitkrystaller og coccolitter, der er kondenseret på grund af passiv eksponering for UVB-stråling fra solen over milliarder af år Opgave 2 Hvor varmt bliver der ca. 3,4 km under jorden? A) 180-240 C Opgave 4 Under vand bevæger olie sig altid: A) Opad B) Nedad C) Olie er altid statisk Opgave 5 Har skifersten høj, mellem eller lav porøsitet? A) Høj B) Mellem C) Lav B) 120-180 C C) 60-120 C Opgave 3 Hvilken én af disse sten indeholder ikke olie? A) Kalksten Opgave 6 For at pumpe olie op fra havbunden benyttes en blanding af: og B) Skifer C) Vulkansk sten

Elevopgaver Side 4 Opgave 7 Forklar hvorfor nogle bjergarter indeholder mere olie end andre? Opgave 9 Forklar hvorfor det ikke altid kan betale sig at købe en helt ny borerig: Opgave 10 Forklar hvorfor det ikke altid kan betale sig at købe en olieledning (pipeline)? Opgave 8 Forklar hvorfor man under boringen efter olie skal holde skarpt øje med borehastigheden Opgave 11 I Quest for Oil findes der tre forskellige borerigge hvilke? 1) 2) 3)

Elevopgaver Side 5 2. Temaopgaver Elevopgaver Temaopgaver er arbejdsopgaver relateret til olieefterforskning 2.1 Temaet Sedimentologi Opgave 1 Er følgende materialer sedimenter? Begrund dit svar. 1) Strandsand 2) Stensalt 3) Tørv Opgave 5 Når omkring 60 % af oliereserven i Nordsøen ikke kan hentes op i dag, hvad kan grunden da være? 1) Geologiske årsager 2) Tekniske årsager Uddyb. Opgave 2 Reservoirbjergarter: Kalksten og sandsten er hyppige reservoirbjergarter. Forklar dette nærmere og definer samtidig begreberne permeabilitet og porøsitet. Opgave 6 Beskriv og forklar mindst to forskellige metoder, som kan benyttes til at drive mere olie ud af et felt. Opgave 3 Kan man kunstigt forøge porøsiteten og permeabiliteten i reservoirbjergarter? Forklar. Opgave 4 Vil du primært bruge porøsitet eller permeabilitet til reservoirberegning i dit oliefelt? Hvorfor? 2.2 Temaet Seismik Opgave 7 Hvordan vil en saltdiapir tage sig ud i et seismogram? Tegn en skitse eller indsæt et billede/en figur i din opgavebesvarelse og forklar: 1) Hvordan stensaltet er dannet? 2) Hvorfor og hvordan salt bevæger sig opad? 3) Hvorfor salt er en fremragende forseglingsbjergart?

Elevopgaver Side 6 Opgave 8 Hvordan vil en forkastningsfælde se ud i et seismogram? Tegn en skitse/indsæt et billede i din opgavebesvarelse og forklar: 1) Hvordan opstår forkastninger? 2) Hvorfor kan der opstå oliefælder ved forkastninger? 3) Hvad kaldes oliefælder ved forkastninger? 2.3 Temaet Olieboringer Opgave 11 Boring efter olie og gas er bekostelig. Chancen for fund er som 1:5. Hvilke tjekpunkter bør et boreprogram indeholde? Forklar hvorfor. Opgave 9 Hvordan kan man ved seismik se direkte tegn på olie/ gas? Forklar: 1) Hvordan det vil påvirke signalet, hvis der er gas til stede? 2) Forklar og skitser hvordan en forkastningsfælde tolkes i et seismogram (2D)? Opgave 12 Gør rede for hændelser ved et boreforløb, der kan føre til et blowout og beskriv herunder. 1) Hvad et blowout rent teknisk er? 2) Hvordan man normalt kontrollerer trykket i boringen? 3) Redegør kort for Deepwater Horizon -problemstillingen. Opgave 10 Forklar de forskellige seismiske teknikker der bruges: 1) Til havs 2) På land 3) Forklar i de forskellige teknikker, hvorfra der kan komme støj på signalet Opgave 13 Borerigge. 1) Hvilke rigge er de mest almindelige i Nordsøen hvorfor? 2) Hvilken type af rig bruger man på dybt vand (indtil 4.000 m)? 3) Hvorfor lejer olieselskaber ofte rigge i stedet for at eje dem?

Elevopgaver Side 7 2.4 Temaet Olieproduktion Opgave 16 Råolie har forskellig kvalitet. Forklar: Opgave 14 Produktionsteknologi. Besvar nedenstående spørgsmål: 1) Hvad indebærer feltudbygning? 2) Hvornår er olien færdigproduceret? 3) Dansk offshoreindustri; hvor foregår den, og hvad drejer det sig om? 1) Hvad forskellen er mellem let olie og tung olie? 2) Hvad råoliens kvalitet betyder for markedsprisen? 3) Hvilken kvalitet Den danske olie har? Opgave 15 Beskriv miljøproblemer ved olieproduktion til havs med eksempler på: 1) Miljøproblemer På stedet? 2) Miljøproblemer under transporten? 3) Miljøudfordringer i Arktis? BORESKIB SEMI-SUBMERSIBLE JACK-UP BORERIG BORE BARGE Opererer på vanddybder ned til 3.600 meter. Opererer på vanddybder ned til 3.000 meter. Opererer på vanddybder ned til 150 meter. Opererer på lavt vand LAND RIG

Elevopgaver Side 8 3. Spilopgaver / eksperimentelle forsøg Elevopgaver De eksperimentelle forsøg bør inddrages, hvis der er tid til det, da de tager op mod 1 time eller mere at gennemføre. En god anledning ville være i forlængelse af projektuger og/eller projektdage. Bemærk: Disse opgaver kræver oftest materialer, der på forhånd skal skaffes af underviseren. Se under Materialer i den respektive opgave for en udspecificeret liste over materialerne. 3.1 Seismisk undersøgelse af undergrunden (GeoCase-udstyr) Formål Formålet med denne øvelse er at få et bedre indblik i undersøgelsen af undergrunden i forhold til olieforskning, geologisk undersøgelse af undergrunden og jordskælvsbølger. Udstyr Et målebånd Blyant og papir 4 geofoner Sensor til geofoner (HS4-enheden) Slå aluminiumsplade med fastmonteret ledning Stor hammer med fastmonteret ledning Høreværn VIGTIGT Pas på udstyret. Det tåler ikke vand eller regn! Opstilling af forsøget Opgave 1 Vælg et passende sted hvor der er fladt fx en mark eller en fodboldbane. Placer geofonerne ved forsigtigt at sætte spidsen ned i jordoverfladen (DE KAN IKKE TÅLE AT BLIVE TRÅDT NED!). Geofoner skal placeres på en ret linje i den nummererede rækkefølge med 3 meters afstand. Opgave 3 Tilslut den hvide ledning med serielstikket til serielporten bag på HS4-enheden, tilslut herefter stikket fra hammeren til et af stikkene på den hvide ledning, det andet stik på den hvide ledning tilsluttes så aluminiumspladen. Tilslut herefter HS4-enheden med USB-stikket til computeren. Opgave 4 Start programmet Handyscope HS4, hvis dette ikke er gjort. Klik på Scope i den lille boks, der kommer frem. Når programmet er startet vælges i menupunktet File, klik herefter på Restore instrument setting... find filen Basisopsætning til seismik.set på skrivebordet. Opgave 5 I skal herefter vælge at lave et gennemsnit over 4 slag, gå ind i menuen measure, vælg Perform averaging of, vælg 4 measurements. DE SEISMISKE MÅLINGER STARTES Opgave 2 Tilslut de 4 nummererede geofoner til de 4 nummererede stik på forsiden af HS4-enheden (rød til rød og sort til sort).

Elevopgaver Side 9 I de første par øvelser bruges kun to geofoner, fjern de to overskydende geofoner (3 og 4) ved at klikke på øjnene nederst på skærmen (geofonerne måler stadig, men kan bare ikke ses på skærmen). Når alle fire geofoner skal benyttes klikkes geofonerne bare på igen, så alle målinger igen er synlige. 1. Placer to geofoner ved siden af hinanden i en afstand på 2 m fra metalpladen. Slå med hammeren på metalpladen. Hvad er løbetiden for de to bølger, som optages vha. geofonerne? De seismiske bølgeformer, der er registreret vha. de to geofoner, burde være (næsten) ens. Er de det? 2. Ryk den ene geofon 2 m længere væk fra metalpladen og slå igen. Hvad er forskellen i løbetid mellem de to geofoner? Giv et estimat for den seismiske hastighed i laget under geofonerne? Hvad er der sket med amplituden af den bølge, som registreres ved den fjerneste geofon? Hvorfor? 3. Ryk den ene geofon hen til metalpladen. Stil den anden geofon i en afstand på 0,5 m fra metalpladen. Slå igen og noter løbetiderne for bølgerne ved de to geofoner. Flyt den yderste geofon ud til en afstand på 10 m fra metalpladen i trin på 0,5 m. For hver afstand måles den seismiske bølges løbetid ud til den fjerneste geofon. 4. Brug alle fire geofoner i denne øvelse. Find den seismiske hastighed i undergrunden. Hvis der er to lag, er der to hastigheder. Hvis der er to lag, find da dybden ned til det andet lag. Resultatbehandling Plot tiden for bølgeankomsten som funktion af afstanden for den seismiske kilde. Grafen vil kunne se ud som på figur 1, hvis der er to lag, ellers vil det bare være én ret linje. Tiden, som det tager en bølge at bevæge sig igennem et ensartet materiale, er lineær. På grafen i figur 1 kan vi se, at punkterne ikke er lineære. Til gengæld kan vi lave to linjer (den røde linje 1 og 2). Det betyder, at der er to forskellige lag. Linje 2 er den refrakterede bølges løbetidskurve. Xc er den mindste afstand, hvor den refrakterede bølge kan måles og kaldes den kritiske afstand. Figur 1 Figur 1: Eksempel på plottede tider for en seismisk måling. Xc viser hvor linje 2 starter. Linje 2 bør stiples fra Xc og ind til x=0.

Elevopgaver Side 10 Hvis jeres linje 1 ikke går gennem (0,0) i grafen, er der en forsinkelse i måleopstillingen. Dette er ikke usædvanligt og løses ved at parallelforskyde hele grafen, så linje 1 går gennem (0,0). I praksis vil det bare sige, at alle tider der aflæses på grafens y-akse skal have trukket den tid fra der, kan aflæses fra (0,0) og op til der hvor linje 1 skærer y-aksen. Afstanden (dybden) ned til laggrænsen mellem de to lag kan findes via formlen: z= v 1 t 1 /coso c 1 2 Hvor: z = dybden 1 = hastigheden i det øverste lag ti = skæring med tidsaksen for den ekstrapolerede linje 2 O = den kritiske brydningsvinkel 1 kan findes vha. hældningen af linje1, 1. v1 beregnes som 1/1. På samme måde kan v2 findes vha. hældningskoefficienten for linje2, 2: v2=1/2. c kan herefter findes ved at benytte brydningsloven: sin c =v1/v2 ti aflæses på grafen. 5. Hvilket/hvilke geologisk(e) materiale(r) svarer de målte hastigheder til? 6. Vurder det seismiske signals hovedperiode ved at tælle bølgetoppe (eller bølgedale) over et veldefineret tidsinterval. Beregn signalets hovedfrekvens og benyt relationen V til at beregne signalets bølgelængde i de lag, som I har fundet. OPRYDNING Pak udstyret sammen og rul ledningerne omhyggeligt sammen.

Elevopgaver Side 11 3.2 Mit lille oliefelt Forudsætninger Seismiske profiler MAO-1-brønden Nord 1. Vi har to seismiske profiler gennem reservoiret (se figuren). 2. MOLO-1-boringen stødte på toppen af reservoiret i en dybde af XXXX fod. 3. Ved MOLO-1-boringen blev der i dybden XXXX fod fundet olie-vandovergangszone (bunden af reservoiret). 4. Den gennemsnitlige porøsitet (O) er sat til 0.XXX (xx.x vol %) Vest Syd Øst 5. I reservoirbjergarten findes der en inklusion af en anden bjergart, som ikke har reservoiregenskaber Netto-brutto-brøk (N/G) på 0,90 (90 %v/v) Seismiske profiler 6. Den gennemsnitlige vandmætning (Sw) i reservoiret er 0.XX (XX vol. %) 7. Oliedannelsesvolumenfaktoren (FVF, reduktion i olievolumen som følge af gasindhold ved flytning fra trykket og temperaturen i reservoiret til armosfæriske forhold) sættes til 1,2. 8. Udvindingsfaktoren (RF) sættes til 0,25 (25 % af det indledningsvise olievolumen (STOIIP) genfindes altså på overfladen). fod 5.700 6.000 6.300 6.600 6.900 7.200 7.500 7.800 0 MAO-1-brønden 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 m Reservoirets toppunkt Kontaktflade olie-vand (overgangs-zone) Jeres opgave er nu: OBS: X-aksen er i fod - Y-aksen er i meter 1. Beregn formationens volumen, (GRV) (Gross Rock Volume). 2. Beregn mængden af olie der kan indvindes fra reservoiret (STOIIP) (Stock Tank Oil Initially In Place). 3. Beregn reserverne.

Elevopgaver Side 12 MAO-1-brønden Opgave 1 Reservoirets form tilnærmes en afskåret kugle TNPH 0.6 CFCF 0 DEPTH FT PHI- 0.5 CFCF 0 SW- 1 CFCF 0 VSH 0 CFCF 1 TVDSS FT DRHO 0.75 G/C3-0.25 BVW 0.5 0 PHI- 1 CFCF 0 1.7 RHOB G/C3 2.7 140 DTCO1 US/F 40 0.5 VGAS- CFCF 0 0.5 VOIL- CFCF 0 0 VSH VSH Lista PHI- Fm North Sea Marl Top D1 6800 6950 GOC Top D2A Top D2B 7000 Mh M1A 6900 7050 7100 M1b1 M1b2 Ca. 180 fod kridt-oliereservoir M1b3 h 60 m M1b4 M1b5 M1b7 fod 5.700 6.000 6.300 M1b8 7000 6.600 OBS: X aksen er i fod - Y aksen er i meter 6.900 7150 M2 7.200 7.500 7.800 7200 7100 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 m 7250 Formationens volumen, (GRV) er volumn af en afskåret kugle med højde h og radius α. 7300 7350 M3 OWC M4 7200 h findes ved hjælp af sondemålingen fra brønden, og α bestemmes ud fra seismogrammet. Beregn GRV ved at indsætte i udtrykket (tallet kan godt blive stort!) GRV = 1/6 π h (3 α²+h²) Molo-1: En sondemåling viser profilen af brøndens porøsitet og carbonhydrid-mætning.

Elevopgaver Side 13 Opgave 2 Formationens volumen (GRV) Netto-brutto-brøk (N/G) Porøsitet ( ) Oliemætning (S oil ) = 1 - vandmætning (S w ) oliedannelsesvolumenfaktor (FVF, her sat til 1,2) Beregn STOIIP ved at indsætte i dette udtryk (på dette trin regner vi i m³): STOIIP = GRV N/G Soil / FVF Opgave 3 Vi omregner STOIIP i m³ til STOIIP i mio. tdr. ved at indsætte i dette udtryk: STOIIP mio. tdr. = STOIIP m³ 6,29 : 1.000.000 Til slut beregnes reserverne baseret på en udvindings faktor (RF) på 0,25 (= 25 %): reserver = STOIIP mio. tdr. RF

Elevopgaver Side 14 3.3 Permeabilitet Formål Forsøget skal vise, at forskellige jordtyper har forskellig permeabilitet og vandkapacitet. Teori Jord består af tre komponenter: 1. Faste bestanddele, dvs. mineralkorn og organisk materiale 2. Vand med opløste stoffer 3. Luft med en lidt anden sammensætning end atmosfærisk luft. Jordens hulrum kan indeholde såvel luft som vand. Vand- og luftvolumen kaldes tilsammen for jordens porevolumen. Forholdet mellem porevolumen og jordens faste bestanddele angiver jordens porøsitet, der måles i procent. Jord, hvor der er store hulrum, kaldes porøs. Variationer i de tre komponenters relative mængder giver jorden forskellig permeabilitet, dvs. gennemtrængelighed for vand. Den hastighed, som vandet siver ned til grundvandsmagasinerne med, angives som mm/min. Vandets hastighed er størst, hvor hulrummene i jorden er størst. Ligeledes har variationer af de tre komponenter betydning for jordens vandkapacitet, dvs. evne til at holde vandet i jordmaterialet. Porøsitet Store runde korn af ens størrelse vil give mange luftrum mellem kornene. Vandet vil strømme hurtigt gennem en sådan jord. Høj permeabilitet. Ved mindre korn er der ikke så store luftrum mellem kornene. Lavere permeabilitet. Hvis jorden har forskellige kornstørrelser, som muldjord har, vil de små korn fylde luftrummene ud, og vandet strømmer ikke så let igennem jorden. Lav permeabilitet. Ler kitter sig sammen til små flade korn. Vandet kan næsten ikke trænge igennem. Ler kan danne et vandstandsende lag. Fra ingen til næsten ingen permeabilitet.

Elevopgaver Side 15 Hypotese Skriv en begrundet hypotese om den forventede sammenhæng mellem porøsitet, permeabilitet og vandkapacitet for jeres sand eller jordblanding. Materialer Tragt, filtrerpapir, 250-300 ml måleglas, 300 ml konisk kolbe, vægt, fint sand, mellemsand, groft grus, vand og ur. Fremgangsmåde Vej i alt 200 g af hver kornstørrelse af på et filtrerpapir. Forsøget kan varieres ved at blande forskellige kornstørrelser og/eller bruge god havejord til forsøget. Anbring tragten i plastmåleglas. Placér filtrerpapir med afvejet mængde i tragten. Overhæld prøven med 300 ml vand. Hæld langsomt i midten af tragten. Notér starttiden, når den første dråbe drypper ned i måleglasset og sluttiden ved sidste dråbe. Aflæs vandmængden i måleglasset. Beregn, hvor meget vand, der er tilbageholdt i prøven. Fortsæt på samme måde med de to andre kornstørrelser. Resultater Udregn permeabiliteten. Bearbejd resultaterne til et søljediagram for hver af de tre prøver. Diskussion Forklar resultaterne vha. begreberne porøsitet, permeabilitet og vandkapacitet. Grus Sand Silt Ler

Elevopgaver Side 16 3.4 Oliemigration i sand Formål At udføre simple former for eksperimentelt arbejde for herigennem at få viden om olies migration i sand. Teori Olie og gas dannes i en kildebjergart, som er rig på dødt organisk materiale. For at olien og gassen kan samle sig i en oliefælde, som det vil være rentabelt at udnytte, skal den først migrere, dvs. vandre, gennem permeable lag for til sidst at blive fanget under et impermeabelt lag, som pga. dets facon danner en oliefælde. Hypotese På hvilken måde forventer I, at olie beliggende under et sandlag vil bevæge sig? Hvordan vil et lerlag påvirke oliens migration? Begrund hypotesen. Forudsætninger for olie-og gasforekomster Kildebjergart Fælde Reservoir Materialer Sand, bægerglas eller glas, vand, madolie (blandes med kulør og lidt opvaskemiddel), ler. Forudsætninger for olie- og gasforekomster Ler Sand Organiske materiael Fremgangsmåde Hæld 1-2 cm olie i et glas. Hæld dernæst sand oveni, så olien bliver dækket, og der er et rent sandlag. Til sidst hældes forsigtigt 2-3 cm vand i glasset. Lad olien stå i 20-30 minutter og observér imens. Lad prøven stå til næste modul og se, om der er migreret mere olie. Diskussion af resultater og ny hypotese over dannelsen af oliefælde. Passede jeres hypotese? Hvis ikke, må hypotesen revideres. Fik I opløseligheden af kulør ind i jeres hypotese? Derefter skal I ud fra resultaterne opstille et nyt forsøg, der viser, hvordan en oliefælde fungerer. I får, udover det materiale I allerede har, yderligere udleveret ler. Konklusion

Elevopgaver Side 17 3.5 Bestemmelse af bjergarters densitet Formål Formålet med dette forsøg er at udføre eksperimentelt arbejde og foretage målinger vedrørende forskellige bjergarters densitet (massefylde). Materialer Forskellige bjergarter Vægte Små net (fx de net, som man køber fedtkugler til fugle i) Fjedervægte (én pr. gruppe) Store (0,5-1 l) bægerglas Vand Fjedervægten måler kraften i Newton (N). Det skal omsættes til gram ved at gange med 1.000 og dividere med 9,82, da 1 N = 1 kg x m/s2, og tyngdeaccelerationen er 9,82 m/s2. Fremgangsmåde Der arbejdes i 4 hold, og hvert hold får udleveret et antal håndstykker med navn. 1. Tag stenene i hånden én efter én - vurdér deres densitet. Prøv, om I kan blive enige i gruppen om rækkefølgen i densitet (fra den laveste til den højeste). Brug dette som din hypotese. Lavest Højest Teori Ved densitet forstår man massen pr. rumfang. Ofte angiver man det i g/cm 3. Hvis det, man vil måle på, har en form, så det kan måles op (fx en terning eller en kugle), så kan man måle og beregne volumen. Men de sten (håndstykker), vi skal måle på, er så uregelmæssige, at det ville være håbløst at måle dem op og beregne volumen. I dette forsøg vil vi derfor anvende Archimedes princip, der siger, at når et legeme helt eller delvist nedsænkes i en væske, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væskemæng de vejer. Når vi nedsænker en sten helt i vand, vil vægttabet i gram altså svare til stenens volumen, da vands densitet er 1 g/cm 3 (lidt afhængig af temperaturen, men uden betydning i dette forsøg). Archimedes var en græsk matematiker, fysiker og tekniker, der levede det meste af sit liv (ca. 287-212 f.v.t.) i Syrakus på Sici lien. Han efterlod sig talrige skrifter med teoretiske overvejelser og matematiske beregninger af fysiske forhold. De blev først rigtigt taget op igen i Europa (oversat fra arabiske kilder - og senere direkte fra græsk) i renæssancen, hvor de fik stor betydning for udviklingen af naturviden-skaberne. Men han var også praktiker, og flere af hans opfindelser bruges den dag i dag som f.eks. taljen, skruen uden ende og vandløftningsapparatet Archimedes snegl, men her er der kun overleveret spredte oplysninger. Legenden siger, at han for op af sit bad og råbte heureka, da han havde opdaget prin cippet om legemers vægttab i væske. I dag bruges dette begreb, når man har fattet en kompliceret sammenhæng - og f.eks. har EU s industrielle program EUREKA lånt sit navn fra dette udtryk. NB! Geologer anvender ofte begreberne let og tung, hvor de faktisk mener lav eller høj densitet. Ved tunge bjergarter/ mineraler forstås bjergarter/mineraler med høj densitet. 2. Vej nu håndstykkerne ét efter ét i tør tilstand: Læg dem i det lille net og hæng dem på krogen på fjedervægten. Når fjederen er helt i ro, aflæses så præcist som muligt (N = Newton) notér i skemaet. De fleste stykker vejer under 200 g, hvorfor 2 N-fjedervægten kan bruges, men basalt-stykkerne vejer mere her skal I bruge 5 N-fjedervægten. 3. Fyld 500 ml vand i bægerglasset. 4. Vej nu stykkerne igen, men denne gang helt nedsænket i vandet. Sørg for, at stenen ikke berører bunden eller siderne af bægerglasset, og at fjedervægtens krog ikke kommer ned i vandet. 5. Beregn densiteten af de forskellige bjergarter. Her kan det nok betale sig at bruge et regneark. Downlod Excel-ark her. Kilde: Den store danske Encyklopædi.

Elevopgaver Side 18 Resultater Bjergart Vægt i luft, g =1.000 x N/9,82 Vægt i vand, g =1.000 x N/9,82 Vægttab i g = volumen i cm 3 Densitet, g/cm 3 Diskussion Hvad fortæller bjergartens densitet jer om: Mineralsammensætningen? Dannelsesprocessen? Konklusion

Elevopgaver Side 19 3.6 Jordens indhold af vand og organisk materiale Teori Jorden indeholder mineraler, vand, luft og desuden en større eller mindre mængde organisk stof. Det kan bl.a. være planterester, dyr og mikroorganismer. Ved at opvarme jordprøven kraftigt er det muligt at brænde de organiske bestanddele væk, så kun mineralerne er tilbage. Formål At bestemme hvor stor en del af jordens tørstof der udgøres af organisk stof. Materialer Jordprøve Digel Bunsenbrænder Tang til at holde på digelen med Vægt Stativudstyr Fremgangsmåde Vandindholdet bestemmes: 1. Afvej 20 g jord og stil det 24 timer i en ovn ved 110 grader celsius 2. Vej prøven og beregn vandtabet. Indholdet af organisk materiale bestemmes 1. Vej en tørret jordprøve der skal ikke bruges mere end ca. 20 g. 2. Anbring jordprøven i en lille porcelænsdigel, og lad den gløde igennem over en bunsenbrænder. VIGTIGT: Forsøget bør udføres i stinkskab! Der glødes i mindst 25 minutter 3. Vej jordprøven igen. Resultatbearbejdning 4. Beregn jordens procentvise indhold af organisk stof ved at dividere vægten efter glødning med vægten før glødning og gange med 100. Eksempel på opsætning af forsøg

Svarark Quest for Oil Opg.: Opg.: