1) Formål
Formålet ved denne opgave er, at hvordan man udforsker olie under jorden eller havet ved hjælpe af den videnskabelige metode, som hedder seismologiskemål. Undersøgelses proces og teknikken laves under kontrollerede forhold for at se, hvordan det fungerer.
2) Teori
Det sorte guld sådan kaldes olie ofte. Ikke så underligt for olie dækker ca. 2/3 af verdens energibehov. Og olie bruges tillige til fremstilling af en hel rækkematerialer, som man slet ikke kunne tænke sig at undvære i sin hverdag. På en eller anden måde bruger hver dansker således ca. 10 liter olie om dagen året rundt.
2-1) Hvordan bliver olie dannet?
Dannelse er olie er en lang proces vi ikke kan sætte den præcise tid på men vi ved at det tager mange millioner af år, men hvordan? Der er milliarder af organismer i havet og når de går hen og dør, falder de ned på havbunden og når det sker milliarder af gange vil det danne et rigt organisk lag såfremt havbunden ikke er for oxygenholdigt, det vil nemlig føre til at materialet vil blive omdannet ret hurtigt og simpelthen forsvinde ud i havet. Så betingelsen for oliedannelse er et oxygen fattigt miljø hvor materialet kan ligge længe nok til at blive begravet under havbunden, med tiden vil materialet blive begravet længere og længere nede under store og tunge dynger af sand og sedimenter. Det er velkendt at jo længere nede i jorden du kommer jo varmere bliver det, og varme er en af de grundlæggende ting materialet skal opnå, i omkring to kilometers dybde vil temperaturen komme op over 100 grader. Det er her at kulstofatomer blive knyttet sammen i længe kæder hvor brintatomer indgår, det virker meget simpelt men hvis temperaturen når op på mere end 150 grader vil atomerne blive splittet op i mange kortere kæder der vil resultere i dannelsen af gas i stedet for olie. Man bruger derfor udtrykket ”olievinduet” om intervallet mellem de 100 og 150 grader – i olievinduet kan der dannes olie.
C+H □(→┴(100-150℃ og kraftigt tryk) ) C_n H_(2n+2)
Efter milliarder af år hvor olien har fået lov til at blive omdannet vil den søge mod lavere tryk, altså opad. Når olien ikke kan komme længere op, det ville primært være tykke lag af ler, så vil den vandre indtil den finder et toppunkt i undergrunden og blive liggende der indtil oliefirmaerne finder det og vurdere om det ville være lukrativt at bore efter det.
2-2) Hvor kan olie findes?
Olien kan du f.eks. finde i undergrunden. Du skal bruge nogle forskellelige metoder, den mest kendte er ”Seismik”, det er en måde, hvor man sender lydbølger ned til undergrunden. For at du kan finde ud af om du har fundet noget olie, det finder du ud af, når det er lydbølgen rammer og den sender en lydbølge retur til overfladen, Der er også en anden måde at finde ud af om der er olie eller gas nede i undergrunden, den måde er at du f.eks. ”borer”.
2-3) Hvad er seismiske undersøgelser?
Dette er en undersøgelse, hvor du sender en lydkilde fra en trykbølge ned i undergrunden, og når den trykbølge rammer forskellige ”geologiske lag”, vil en del af trykket komme tilbage til overfladen igen. Når den kommer op til overfladen igen, så bliver den opfanget af modtagere.
2-4) Seismiske undersøgelser på land
Undersøgelsen på land, den bruges således sådan her: Du sætter nogle vibratore på nogle specielle køretøjer, så kommer de til at hedde vibratorkøretøjer. De køretøjer de er udstyret med forskellige ting såsom, tunge og kraftige stempler, som man kan se på billedet hvor det foregår på land.
Hvis du skal tage en ”Seismisk undersøgelse på land”, så kan du ikke bare tage en undersøgelse. Dem der laver de undersøgleser, de skal have et samtykke af grundejere, fra den ejendom eller jord de skal undersøge. Hvis en grundejer siger ”nej tak”, så kan men søge en midlertidig tilladelse fra ”energistyrelsen” for at komme ind på en ejendom.
2-5) Seismiske undersøgelser til vands
Seismiske undersøgelser foregår selvfølgelig også på vand, men det er ikke almindelige skibe. Skibene bliver specielt bygget og udstyret til dette formål. Ligesom de på land bruger geofoner, bruges der på vand hydrofoner. Hydrofoner er ligesom geofonerne i den forstand at de opfanger reflekterende signaler, de er placeret inde i meget lange kabler, omkring 5 til 8 km kabler bliver trukket efter skibet. Målingerne foregår også på lavvandede områder, her foregår det på den måde at det seismiske fartøj sejle efter planlagte linjer og skal helst holde en konstant lav hastighed. Fartøjerne tilbagelægger højst en strækning på 100 km om dagen. På forhånd tager man hensyn til fiskene ved hjælp af en luftkanon der ved hjælp af lyd skræmmer fiskene foran skibet væk, når skibet har forladt området vender fiskene ligeså stille tilbage. Den seismiske måler kan ikke tåle at andre skibe sejler over den derfor er der flere følgeskibe som sørger for at holde kontakt med andre skibe i nærområdet.
3) Materialer
Tabel 1: List over materialer
Handyscope
Gipsbeholder
Borer
Forhammer
Ledninger
Aluminiumplade
TiePieMuilti channel (Software til seismik undersøgelse)
Computer
Måleudstyr (der påviser lydbølgerne)
Geofoner
4) Fremgangsmåde
Aluminiums pladen er forbundet med et Handyscope, der ved hjælp af et hammerslag viser lydbølger på computeren, det er kaldet en seismisk måling. Seismiske målinger er en metode at efterforske olie i undergrunden, metoden bygger på at de forskellige geologiske lag i undergrunden kaster lydbølger tilbage på hver sin måde.
Lydbølgerne viser tidsforskydningen af bølgerne der rammer undergrunden og bliver reflekteret tilbage og opfanget af geofonerne, lydbølgerne kan trænge flere kilometer ned i undergrunden. Alt efter hvad undergrunden indeholder skifter densiteten, og ud fra den kan man se hvilke materialer der findes i undergrunden samt afstanden til de materialer. Man leder efter ting som fx kalk fossiler, som man artsbestemmer og ved at bestemmer hvad ”type dyr” det skal være for den bestemte tidsalder (permtiden), som undergrunden skal være fra.
Det signal der skal måles på, tilsluttes indgangen på oscilloskopets forstærker, og man indstiller forstærkningen og tidsbasen (skanderingsraten for den vandrette akse) til skærmen viser en passende stor kurve. Der stilles om nødvendigt på det triggerkredsløb, der afventer det rette niveau i målesignalet, for at få et brugbart billede.
Oscilloskob er indelt i 10 kolonner og 8 rækker. Firkanterne er ofte kvadrater på hver kvadratcentimenter og betjeningsknapper der styrer oscillatorens skanderingsrate og forstærkningen af målesignalet, har skalaer der angiver hhv. tid pr. inddeling og volt pr. inddeling. Ved at bruge centimeterinddelingen på skærmen som "lineal" til at måle på kurven, og multiplicere med de tal føromtalte betjeningsknapper peger på, at man kan udregne tids- og spændingsforskelle for de udvalgte dele af signalet.
5) Resultater
Programmet sættes på den ønskede indstilling, og så aluminiums pladen slås med hammeren. Resultaterne kan ses på computerskærmen, hvor de reflekterede lydbøljer blevet opfanget og registeret af geofoner og blevet tegnet med forskellige farver.
6) Fejlkilder
Seismiske målinger foregår f.eks. i havet, der sendes en lydpuls ned mod havbunden. Beregningerne tages der højde for lydens hastighed gennem de forskellige materialer. Hvor langt lydpulsen når ned afhænger af, hvor kraftig en lydpuls der frembringes, og hvilket materiale havbunden består af. I dette forsøg var der ikke mulighed for at undersøge, hvordan man kan bestemme over materialer.
Desuden skal altid forsøets materialer tjekkes før man går i gang med at lave noget. Da programmets indstillinger og andre materialer ikke blevet tjekket, kunne det påvirke resultaterne.
7) Diskussion
I følge resultater ligger lydkilder meget tæt på lydopfanger. Det er tydligt, hvis man udregner tids- og spændingsforskelle for de fire signaler. Dvs. bølgerne bevægere sig mellem kilden og opfangere i en meget kort tid. Det kan ses på billedet, at frekvenser, altså den måde bølger gentager sig regelmæssigt, er mellem 2 til 3 firkanter, som betyder, at bølgerne har stadigvæk meget energi.
Med andre ord har bølgerne ikke mistet deres energi så meget, fordi de ikke har gået en lang distance. Jo længere væk bølgerne flytter, jo mere energi de mister, og så når de rammer barrierer og bliver reflekteret, mister de såledels energien. Så frekvenser (bølgelængde) bliver bredere, og det tager nemlig mere tid til at danne en period.
Energien eller hastigheden er på samme måde høj i begyndelsen, som betyder, at bølgerne er stærke nok til at gå fjernere, men med tiden falder de til ro.
I forhold til afstand mellem spærringen, der reflekterer bølgerne, og geofoner kan man se, at den 3. geofon, altså kanal3 (blå bølge på skærmen), ligger tættere på barrierer end de andre geofoner. Det er fordi bølgen er hurtigere, stærkere og har kortere frekvens.
8) Konklussion
Ved hjælp af forsøget har det påvist, at hvordan olieefterforskning foregår. Denne teknik, som hedder seismologiskemål er nem og billig, da det kan i virkeligheden laves ved hjælp af et skib eller en lastbil, men det, der man finder med seismologiskemål er en række forskellige ting bl.a. olie, som man kalder det sorte guld.
Derudover er metoden mere miljøbeskyttende, da også dynamit eller atombombe blev brugt før til at fremstille lydpulsen.
9) Kilder
http://naalakkersuisut.gl/~/media/Nanoq/Files/Publications/Raastof/DK/Pjece%20om%20olieefterforskning%202014%20DK.pdf
http://viden.jp.dk/galathea/undervisning/temaer/default.asp?cid=27854
http://www.ens.dk/undergrund-forsyning/olie-gas/tekniske-termer/seismiske-undersogelser
https://da.wikipedia.org/wiki/Oscilloskop