İçerik
- Yeşil Nehir Oluşumu:
- -Jeoloji
- -Tarihsel Gelişmeler
- -Shale-Oil Kaynakları
- -Diğer Mineral Kaynaklar
- Doğu Devoniyen-Mississippian Yağ Şeyl:
- -Eğitimsel Çevre
- -Kaynaklar
ABD yağlı şeyl: Colorado, Utah ve Wyoming, Amerika Birleşik Devletleri'nde (Dyni, 2005'ten sonra) Green River Formasyonu altında yatan alanların haritası ve doğu Amerika Birleşik Devletleri'nde (Matthews ve diğerlerinden sonra 1980'den sonra) yüzeydeki kıymetli Devonian yağı şeylinin başlıca alanları. Haritayı büyütmek için tıklayınız.
Amerika Birleşik Devletleri'nde Prekambriyen'den Tersiyer çağına kadar çok sayıda petrol şeylleri bulunmaktadır. En önemli iki yatak, Colorado, Wyoming ve Utah'taki Eosen Yeşil Nehir Formasyonu ve doğu Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Devoniyen-Mississippian kara şeyllerindedir. Pennsylvanian döneminin kömür yatakları ile ilişkili petrol şeylinin doğusu da Amerika Birleşik Devletleri'nde. Diğer çökeltilerin Nevada, Montana, Alaska, Kansas ve diğer yerlerde olduğu bilinmektedir, ancak bunlar ya çok küçük, çok düşük derecelidir ya da henüz yeterince araştırılmamışlardır (Russell, 1990, s. 82-157). bu raporun amaçları için kaynak olarak kabul edilir. Boyutları ve dereceleri nedeniyle, çoğu soruşturma Green River ve Devonian-Mississippian yataklarına odaklandı.
Yeşil Nehir Oluşumu:
-Jeoloji
Yeşil Nehir Formasyonu'ndaki gölsel çökeller, erken, orta Eosen döneminde Colorado, Wyoming ve Utah'daki çeşitli tortul-yapısal havzalarda 65.000 km2 işgal eden iki büyük gölde biriktirildi. Uinta Dağı'ndaki yükselme ve doğuya doğru uzanan Eksenel Havza antiklinali, bu havzaları ayırır. Green River göl sistemi subtropikal iklime sıcak bir ılıman bir süre boyunca 10 milyon yıldan fazla bir süredir mevcuttu. Tarihlerinin bazı bölümlerinde, göl havzaları kapatıldı ve sular oldukça tuzlu oldu.
Akan dere sularının miktarındaki dalgalanmalar, büyük ölçüde genişlemelere ve göllerin lakrin tabakalarının geniş bir şekilde toprak türetilmiş kumtaşı ve silttaşı yataklarıyla birbirine geçmesiyle kanıtlandığı gibi kasılmalarına neden olmuştur. Kurak zamanlarda göller daraldı ve sular giderek daha fazla tuzlu ve alkali hale geldi. Çözünebilir sodyum karbonatların ve klorürün göl suyu içeriği artarken, daha az çözünür divalent Ca + Mg + Fe karbonatlar organik olarak zengin sedimanlarla çökeltildi. En kurak dönemlerde, göl suları nahcolite, halite ve trona yataklarını çökertmek için yeterli tuzluluklara ulaştı. Sediment gözenek suları, bir dizi başka authigenik karbonat ve silikat mineralinin yanı sıra yayılmış nahkolit, shortite ve dawsonite kristallerini çökeltecek kadar tuzluydu (Milton, 1977).
Mineralojinin dikkat çekici bir yönü, tamamen Authigenic sülfat minerallerinin bulunmamasıdır. Her ne kadar sülfat göllere giren akarsularda muhtemelen büyük bir anyon olsa da, sülfat iyonu gölde sülfat azaltıcı bakteriler tarafından muhtemelen tüketilmiştir ve aşağıdaki genelleştirilmiş oksidasyon azaltma reaksiyonuna göre sediment suları:
2CH2O + SO4-2 ? 2HCO3-1 + H2S
İndirgenmiş her bir sülfat molü için iki mol bikarbonat oluştuğunu unutmayın. Elde edilen hidrojen sülfit, demir sülfit mineralleri olarak çökeltmek için mevcut Fe ++ ile reaksiyona girebilir veya çökeltilerden bir gaz halinde kaçabilir (Dyni, 1998). Diğer büyük karbonat kaynakları arasında kalsiyum karbonat salgılayan algler, silikat minerallerinin hidrolizi ve akan akışlardan doğrudan girdi bulunur.
Eosen Yeşil Nehir göllerinin ılık alkali göl suları, petrol şeylinde organik maddenin ana öncüsü olduğu düşünülen mavi-yeşil alglerin (siyanobakterilerin) bolca büyümesi için mükemmel koşullar sağladı. Tazeleyici sularda, göller çeşitli balıklara, ışınlara, bivalvese, gastropodlara, ostracodlara ve diğer su hayvanlarına ev sahipliği yapar. Göllere çevre bölgeler, kara, böcek, amfibi, kaplumbağa, kertenkele, yılan, timsah, kuş ve çok sayıda memeli hayvanının geniş ve çeşitli bir araya getirilmesini desteklemiştir (McKenna, 1960; MacGinitie, 1969; ve Grande, 1984).
-Tarihsel Gelişmeler
Colorado, Utah ve Wyoming'deki Yeşil Nehir Formasyonu'ndaki petrol şeylinin ortaya çıkışı uzun yıllardır bilinmektedir. 1900'lerin başında, Green River yataklarının önemli bir şeyl yağı kaynağı olduğu açıkça ortaya çıkmıştı (Woodruff ve Day, 1914; Winchester, 1916; Gavin, 1924). Bu erken dönemde, Yeşil Nehir ve Montana'daki Permiyen yaşlı deniz fosforlarının oluşumu (Bowen, 1917; Condit, 1919) ve Elko, Nevada (Winchester, 1923).
1967'de ABD İçişleri Bakanlığı, Green River petrol şeyl yataklarının ticarileştirilmesini araştırmak için kapsamlı bir program başlattı. 1973-74’teki OPEC petrol ambargosundan kaynaklanan petrol fiyatlarındaki çarpıcı artışlar, 1970’lerde ve 1980’lerin başlarında petrol-şeyl faaliyetlerinin yeniden canlanmasına neden oldu. 1974’te, Colorado, Utah ve Wyoming’de bulunan birkaç kamuya açık petrol parsel alanı parselleri Federal Prototip Petrol Şiltesi Leasing Programı kapsamında rekabetçi bir teklif için hazırlandı. Colorado'da (C-a ve C-b) iki, petrol şirketlerine ise Utah'ta (U-a ve U-b) kiralandı.
Dikey şaftlar, oda ve sütun girişleri ve yerinde modifiye edilmiş retortlar dahil olmak üzere büyük yeraltı madenciliği tesisleri, Trac C-a ve C-b'de inşa edildi, ancak az miktarda şeyl yağı üretildi veya üretilmedi. Bu süre zarfında, Unocal Oil Company, Piceance Creek Havzası'nın güney tarafındaki özel mülkiyete sahip arazi üzerindeki petrol şeyl tesislerini geliştiriyordu. Tesisler arasında yüzey girişine sahip bir oda ve sütun madeni, 10.000 varil / gün (1.460 ton / gün) imha ve bir iyileştirme tesisi bulunmaktadır. Unocal mülkünün birkaç mil kuzeyinde bulunan Exxon Corporation, yüzey girişi, nakliye yolları, atık kaya çöp boşaltma sahası ve bir su deposu ve barajının bulunduğu bir oda ve sütun madeni açtı.
1977-78 yıllarında ABD Maden Bürosu, Piceance Creek Havzası'nın kuzeyindeki çeşitli oda ve sütun girişleri ile 723 m derinliğinde bir şaft içeren deneysel bir maden açtı. nakolit ve dawsonit ile karıştırılmaktadır. Site 1980'lerin sonunda kapatıldı.
Üç enerji şirketi tarafından Utah’ın U-a / U-b yollarında, 313 metre derinliğinde bir dikey şaftı batırmak ve yüksek dereceli bir petrol zarı bölgesine taşıma yolunu eğmek ve birkaç küçük giriş açmak için yaklaşık 80 milyon dolar harcandı. Diğer tesisler arasında bir maden hizmetleri binası, su ve kanalizasyon arıtma tesisleri ve bir su tutma barajı vardı.
Seep Ridge projesi, Geokinetics, Inc. ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen U-a / U-b yollarının güneyinde oturdu ve yerinde yerinde retorting yöntemiyle şeyl yağı üretti. Binlerce varil şeyl yağı üretildi.
Unocal oil-shale tesisi, Green River Formasyonundan şeyl yağı üreten son büyük projeydi. Fabrika inşaatı 1980 yılında başladı ve madenin inşası, imha, iyileştirme tesisi ve diğer tesisler için sermaye yatırımı 650 milyon dolar oldu. Unocal, kısmen ABD Hükümeti tarafından sübvanse edilen bir program kapsamında ulaştırma yakıtlarına ve diğer ürünlere rafine edilmek üzere Chicago'ya gönderilen 657.000 ton (yaklaşık 4.4 milyon bbl) şeyl yağı üretti. Operasyonun son aylarındaki ortalama üretim oranı günde yaklaşık 875 ton (yaklaşık 5.900 varil) şeyl yağıydı; tesis 1991 yılında kapatıldı.
Son birkaç yılda, Shell Oil Company, tescilli bir yerinde teknikle şeyl yağını geri kazanmak için deneysel bir saha projesine başladı. Projeyle ilgili bazı detaylar kamuya açıklandı ve bugüne kadarki sonuçların (2006) devam eden araştırmaları desteklediği görülüyor.
-Shale-Oil Kaynakları
Colorado’daki Green River petrolü gazı yatakları daha iyi bilindiğinde, kaynağın tahminleri 1916’da 20 milyar varil, 1961’de 900 milyar varile ve 1989’da 1.0 trilyon varile (~ 147 milyar ton) yükseldi (Winchester, 1916, sayfa 140; Donnell, 1961; Pitman ve diğerleri, 1989). Bir litolojik bölüm ve Piceance Creek Havzasındaki petrol-şeyl bölgelerinin kaynakların bir özeti, Şekil 17'de gösterilmiştir.
Utah ve Wyoming'deki Green River petrolcül kaynakları, Colorado'dakiler kadar iyi bilinmemektedir. Trudell ve diğerleri (1983, s. 57) yaklaşık 5.200 km'lik bir alanda ölçülen ve tahmini şeyl yağı kaynaklarını hesapladılar.2 Doğu Uinta Havzası, Utah'ta, yaklaşık üçte biri zengin Maun petrol-şeyl bölgesinde bulunan 214 milyar varil (31 milyar ton) olacak. Culbertson ve diğerleri (1980, s. 17), güneybatı Wyoming'deki Yeşil Nehir Havzası'ndaki Yeşil Nehir Oluşumundaki petrol gazı kaynaklarını 244 milyar varil (~ 35 milyar ton) şeyl yağı olarak tahmin ediyordu.
İlave kaynaklar, güneybatı Wyoming'deki Green River Havzası'nın doğusundaki Washakie Havzasında da bulunmaktadır. Trudell ve diğerleri (1973), Washakie Havzasının batı tarafındaki Kinney Rim'deki Green River Formasyonu'nun birkaç üyesinin, üç çekirdek delikte düşük ila orta dereceli yağ şeyl dizileri içerdiğini bildirmiştir. Laney Üyesi'ndeki 11 ve 42 m kalınlığındaki, ortalama 63 l / ton ağırlığındaki iki petrol yağı dizisi, kilometrekare başına 8.7 milyon ton yerinde şeritli yağını temsil ediyor. Yeraltı verilerinin eksikliğinden Washakie Havzası'ndaki kaynağın toplam tahmini bildirilmemiştir.
-Diğer Mineral Kaynaklar
Fosil enerjisine ek olarak, Colorado’daki Green River petrolü şeyl yatakları, nahcolite (NaHCO) dahil olmak üzere değerli sodyum karbonat mineral kaynakları içermektedir.3) ve dawsonite. Her iki mineral de, havzanın derin kuzeyindeki yüksek dereceli yağ şeyliyle birleşmiştir. Dyni (1974) toplam nakolit kaynağını 29 milyar ton olarak tahmin etmiştir. Sakal ve diğerleri (1974), neredeyse aynı miktarda nakolit ve 17 milyar ton dawsonit olduğunu tahmin ediyordu. Her iki mineral soda külü için değere sahiptir (Na2CO3) ve dawsonite ayrıca alümina için potansiyel değere sahiptir (Al2O3) içeriği. Bu son mineralin, bir petrol şeyl operasyonunun bir yan ürünü olarak geri kazanılması muhtemeldir. Bir şirket, Piceance Creek Havzasının kuzeyindeki sodyum bikarbonat üretimi için yaklaşık 600 m derinlikte çözelti madenciliği nahcolite'dir (Gün, 1998). Başka bir şirket, 2004'te çözelti madenciliği nahcolite'i durdurdu, ancak şimdi Wyoming trona yataklarından elde edilen soda külü, sodyum bikarbonat üretmek için işliyor.
Güneybatı Wyoming'deki Yeşil Nehir Havzasındaki Green River Formasyonu Wilkins Zirvesi Üyesi sadece petrol şeylisi değil, aynı zamanda dünyanın en büyük doğal sodyum karbonat kaynağı olan trona (Na'yı da içerir)2CO3.NaHCO3.2H2Ö).Trona kaynağının 1.2 ila 9.8 m kalınlığındaki 22 yatakta 115 milyar tondan fazla olduğu tahmin edilmektedir (Wiig ve diğerleri, 1995). 1997 yılında beş mayından trona üretimi 16,5 milyon tondu (Harris, 1997). Trona soda külü içine rafine edilir (Na2CO3şişe ve düz cam, kabartma tozu, sabun ve deterjanlar, atık işleme kimyasalları ve diğer birçok endüstriyel kimyasalların üretiminde kullanılır. İki ton trona cevherinden bir ton soda külü elde edilir. Wyoming trona, ABD soda külü ihtiyacının yaklaşık yüzde 90'ını karşılamaktadır; ek olarak, üretilen toplam Wyoming soda külü yaklaşık üçte biri ihraç edilmektedir.
Piceance Creek Havzasının daha derin kısmında, Green River petrolü şeylinin potansiyel bir doğal gaz kaynağı içermesine karşın, ekonomik iyileşmesi şüphelidir (Cole ve Daub, 1991). Doğal gaz ayrıca, güneybatı Wyoming'deki Green River petrol-şeyl yataklarında ve muhtemelen Utah'taki petrol şeylinde, ancak bilinmeyen miktarlarda mevcuttur. Colorado, Wyoming ve Utah'daki Yeşil Nehir Formasyonu'nun petrol gazı ve mineral kaynaklarının özeti tablo 8'de verilmiştir.
Doğu Devoniyen-Mississippian Yağ Şeyl:
-Eğitimsel Çevre
Siyah, zengin organik deniz şeylleri ve Geç Devoniyen ve Erken Mississippian döneminin ilişkili çökeltileri yaklaşık 725.000 km2 doğu Amerika Birleşik Devletleri'nde. Bu şeyller, uzun yıllar boyunca doğal gaz kaynağı olarak kullanılmış, ancak potansiyel düşük dereceli bir şeyl yağı ve uranyum kaynağı olarak da değerlendirilmiştir (Roen ve Kepferle, 1993; Conant ve Swanson, 1961).
Yıllar geçtikçe, jeologlar bu şeyllere ve Chattanooga, New Albany, Ohio, Sunbury, Antrim ve diğerleri de dahil olmak üzere ilişkili kayalara birçok yerel isim uygulamışlardır. ABD'nin doğusundaki bu kayaların stratigrafisini, yapısını ve gaz potansiyelini ayrıntılandıran bir grup makale ABD Jeolojik Araştırmaları tarafından yayınlanmıştır (Roen ve Kepferle, 1993).
Siyah şeyller, Geç Devoniyen ve Erken Mississippian döneminde, Mississippi Nehri'nin doğusunda, orta ve doğu ABD'nin çoğunu kaplayan büyük epeirik bir denizde toplanmıştır. Alan batıya doğru Appalachian Havzası'na giren geniş, sığ, iç Platform'u içeriyordu. Devoniyen-Mississippian kara şeyllerinin tabanına kadar olan derinlik, İç Platformdaki yüzey maruziyetlerinden Appalachian Havzasının biriktirme ekseni boyunca 2.700 metreye kadar değişmektedir (de Witt ve diğerleri, 1993, s. 1).
Geç Devoniyen denizi, İsveç'teki Alum Shale'ın Avrupa'da biriktirildiği ortama benzer şekilde, minimum akım ve dalga hareketi ile nispeten sığdı. Kara şeyldeki organik maddenin büyük bir kısmı şekilsiz fosil organizmalar olmasına rağmen, şekilsiz bitümittir; Tasmanitler, Botryococcus, Foerstia, ve diğerleri tanındı. Konodonts ve linguloid brachiopod'lar, bazı yataklar tarafından az miktarda dağıtılır. Organik maddenin çoğu şekilsiz ve belirsiz kaynaklı olmasına rağmen, genel olarak çoğunun planktonik alglerden kaynaklandığına inanılmaktadır.
Devoniyen denizinin distal kısımlarında, organik madde, zayıf oksijenli sularda, yuvalanmayan organizmalardan arındırılmış çok ince taneli killi çökeller ile birlikte çok yavaş birikir. Conant ve Swanson (1961, s. 54), Tennessee’deki İç Platformda biriken Chattanooga Şeylinin 30 cm üst kısmının 30 cm’inin 150.000 yıl tortullaşmayı temsil edebileceğini tahmin etmiştir.
Siyah şeyller, havzanın doğusundaki Appalachian yaylalarından Devoniyen denizine dökülen artan miktarda plastik çökeltiler nedeniyle Appalachian Havzası'na doğuya doğru kalınlaşır. Pirit ve markazit, çok miktarda authigenic mineraldir, ancak karbonat mineralleri, mineral maddenin sadece küçük bir kısmıdır.
-Kaynaklar
Petrol-şeyl kaynağı, siyah şeyllerin yüzeye en zengin ve en yakın olduğu İç Platformun bir kısmındadır. Her ne kadar eski haline döndükten sonra yağ ürettiği bilinmesine rağmen, Devoniyen-Mississippian kara şeylindeki organik madde, organik madde tipindeki farklılıklara atfedilebileceği düşünülen Green River yağ şeylinin organik maddesinin yarısı kadarını vermektedir. (ya da organik karbon tipi) her bir yağ şeylinde. Devoniyen-Mississippian yağ şeylinin alifatik organik karbona aromatik oranını Green River yağ şeylinden daha yüksek bir orana sahip olduğu ve Fischer dengesinin çok daha az şeyl yağı ve daha yüksek oranda karbon kalıntısı elde ettiği deneyleri denenmiştir (Miknis, 1990).
Hydroretorting Devonian-Mississippian yağ şeylinin yağ verimi, Fischer deneyi tarafından belirlenen değerin yüzde 200'ünden fazlasını artırabilir. Buna karşılık, organik maddenin hidroretorting ile petrole dönüşümü Green River petrolü şeylininkinden çok daha düşüktür, Fischer test değerinin yaklaşık yüzde 130 ila 140'ı. Diğer deniz yağı şeylleri, Fischer analizinin yüzde 300'ü veya daha fazla verim ile hidro-deformasyona olumlu yanıt verir (Dyni ve diğerleri, 1990).
Matthews ve diğerleri (1980), Devoniyeli-Mississippian petrolü şeyllerini, şeyllerin organik madde bakımından yeterince zengin olduğu ve açık ocak ile kesilebilecek yüzeye yakın olduğu İç Platformdaki alanlarda değerlendirmiştir. Alabama, Illinois, Indiana, Kentucky, Ohio, Michigan, Doğu Missouri, Tennessee ve Batı Virginia’daki araştırmaların sonuçları, yüzeye yakın maden kaynaklarının yüzde 98’inin Kentucky, Ohio, Indiana ve Tennessee’de olduğunu belirtti (Matthews, 1983). .
Matthews ve diğerleri (1980) tarafından kullanılan Devoniyen-Missisipyan petrol-şeyl kaynağının değerlendirilmesi için kriterler:
- Organik karbon içeriği: = ağırlıkça yüzde 10
- Aşırı yük: = 200 m
- Sıyırma oranı: = 2,5: 1
- Şeyl yatağının kalınlığı: = 3 m
- Açık ocak madenciliği ve hidroelektrik
Bu kriterler temelinde, toplam Devoniyen-Mississippian şeyl petrol kaynaklarının 423 milyar varil (61 milyar ton) olduğu tahmin edilmektedir.