TOWARDS AN INDUSTRY-ORIENTED AND UNIFIED GEOLOGICAL - - PowerPoint PPT Presentation

¡ TOWARDS ¡AN ¡INDUSTRY-­‑ORIENTED ¡AND ¡UNIFIED ¡ GEOLOGICAL ¡NOMENCLATURE ¡OF ¡OIL ¡SHALES ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

Väino ¡Puura, ¡Alvar ¡Soesoo, ¡ ¡ Mare ¡Konsa, ¡Margus ¡Voolma ¡ ¡ Tallinn ¡University ¡of ¡Technology, ¡ ¡ ENEFIT ¡ vainopuura@gmail.com ¡ ¡

Quality ¡and ¡composiPon ¡of ¡oil ¡shale ¡are ¡of ¡primary ¡ interest ¡when ¡planning ¡to ¡develop ¡a ¡deposit ¡ Beside ¡the ¡size ¡of ¡resources, ¡and ¡thickness ¡and ¡depth ¡

• f ¡the ¡seam, ¡and ¡environmental ¡etc. ¡issues. ¡

n Here, ¡our ¡interest ¡is ¡concentrated ¡on ¡the ¡OS ¡quality ¡

and ¡related ¡topics. ¡

n NB! ¡Oil ¡shale ¡has ¡long ¡had ¡marginal ¡economic ¡ ¡value,

¡ and ¡most ¡deposits ¡will ¡remain ¡like ¡this ¡for ¡a ¡long ¡ Pme ¡

The ¡rise ¡of ¡interests ¡inthe ¡development ¡of ¡OS ¡provokes ¡ a ¡need ¡for ¡adequate ¡informaPon ¡on ¡new ¡deposits ¡

n However, ¡it ¡appears ¡to ¡be ¡insufficient ¡ ¡when ¡an ¡operator ¡

starts ¡to ¡select ¡a ¡deposit ¡for ¡development. ¡Both ¡the ¡operator ¡ and ¡local ¡geo-­‑authority ¡feel ¡the ¡shortage ¡of ¡data. ¡ ¡

n Overview ¡publicaPons ¡and ¡geological ¡reports ¡yield ¡

insufficient ¡informaPon, ¡because ¡the ¡survey ¡has ¡been ¡too ¡ restricted ¡ ¡

n OXen ¡an ¡addiPonal ¡preliminary ¡survey ¡is ¡the ¡basic ¡opPon ¡and

¡ method ¡of ¡preparaPon ¡of ¡MOU ¡and ¡a ¡Concession ¡Agreement.

¡

From ¡inferred ¡resources ¡towards ¡the ¡proved ¡reserves ¡

¡ ¡ ¡FS ¡

Feasibility ¡reserves ¡

MOU ¡/ ¡Concession ¡agreement ¡

D ¡DD ¡ ¡ ¡F1 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡E1 ¡ Economic ¡ Proven ¡ ¡ reserves ¡ ¡

DISAPPO-­‑ INTMENTS ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ OF ¡OPERA-­‑ TORS ¡ ¡ ¡???? ¡

¡ ¡F2 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡E2 ¡ ¡ PotenFal ¡ Economic ¡ Probable ¡reserves ¡ F3 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡E3 ¡ Intrinsical ¡ Economic ¡ ¡ G1 ¡ ¡-­‑ ¡ ¡G4 ¡ ¡ Geological ¡ Resources ¡

DetExpl-­‑ raFon ¡ G1 ¡

measured ¡

GenExpl-­‑ raFon ¡ ¡ G2 ¡ ¡

indicated ¡

Pros-­‑ pecFng ¡ G3 ¡

Inferred ¡

Reconn-­‑ aissance ¡ study ¡ G4 ¡

Data ¡for ¡MOU ¡and ¡Concession ¡Agreement ¡are ¡ poor ¡

In ¡numerous ¡new ¡basins ¡and ¡and ¡deposits, ¡operators ¡ meet ¡a ¡serious ¡shortage ¡of ¡informaPon ¡when ¡ searching ¡for ¡new ¡sites ¡that ¡would ¡merit ¡development: ¡

p In ¡global ¡and ¡area ¡reviews ¡ p In ¡ ¡prospecPng ¡and ¡exploraPon ¡reports, ¡ ¡

Because: ¡

£ Usually ¡in ¡prospecPng ¡or ¡reconnaissance ¡reports ¡only ¡

data ¡ ¡on ¡oil ¡yield ¡or ¡heaPng ¡value ¡are ¡available ¡

£ Basic ¡research ¡of ¡OS ¡was ¡and ¡sPll ¡is ¡declining ¡ ¡

Decision-­‑making ¡process ¡is ¡handicapped: ¡

The ¡data ¡on ¡energy ¡potenFal ¡of ¡OS ¡– ¡ ¡

p Oil ¡yield ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡and/or ¡

p Calorific ¡value ¡

Which ¡is ¡of ¡primary ¡interest ¡for ¡developers ¡ ¡ Is ¡not ¡enough ¡for ¡ ¡the ¡assessment ¡

£ Feasibility ¡of ¡deposits ¡depends ¡on ¡a ¡ ¡number ¡

• f ¡addiFonal ¡characterisFcs ¡

AddiPonal ¡properPes ¡essenPal ¡for ¡OS ¡uPlizaPon, ¡ e.g. ¡predicPng ¡their ¡economic ¡value, ¡in ¡general: ¡

• A. ¡ComposiFon ¡of ¡organic ¡(OM) ¡and ¡mineral ¡maVer ¡

(MM) ¡and ¡content ¡of ¡impuriFes, ¡

• B. ¡Physical ¡and ¡mechanical ¡properFes ¡of ¡OS ¡and ¡

inclusions/interbeds ¡

n The ¡properFes ¡may ¡have ¡provincial ¡or ¡basin-­‑wide ¡

importance, ¡or ¡occur ¡at ¡certain ¡deposits ¡

ComposiPon ¡of ¡OS ¡to ¡be ¡ascertained ¡for ¡ industrial ¡development ¡

• A. ¡ProperPes, ¡e.g. ¡oil ¡yield ¡ ¡of ¡OM ¡ ¡
• B. ¡Bulk ¡mineralogical ¡and ¡chemical ¡composiPon ¡of ¡OS ¡

and ¡interbeds/inclusions ¡

• C. ¡ImpuriPes: ¡sulfur, ¡phosphate, ¡chert, ¡salts ¡ ¡ ¡
• D. ¡ImpuriPes: ¡trace ¡elements, ¡including ¡radioacPve, ¡

toxic, ¡heavy ¡metals, ¡ ¡

p possibly ¡useful ¡for ¡extracPon ¡

Physical ¡properPes ¡of ¡OS ¡criPcal ¡for ¡industrial ¡ development ¡

n Strength, ¡hardness, ¡abrasiveness, ¡porosity ¡and ¡their ¡

variaPons ¡– ¡condiPons ¡of ¡mining ¡and ¡beneficiaPon, ¡ ¡ and ¡fuel ¡preparaPon ¡

n Physical ¡and ¡mechanical ¡properPes ¡separately ¡of ¡OS ¡

and ¡interbeds/inclusions, ¡etc. ¡

In ¡more ¡details: ¡geological ¡factors, ¡which ¡may ¡ complicate ¡the ¡industrial ¡use ¡of ¡OS ¡

i. Geological ¡age ¡ ii. Environments ¡of ¡formaPon ¡ ¡ ¡

• iii. Origin ¡ ¡and ¡ ¡energy ¡potenPal ¡of ¡OM ¡ ¡
• iv. Origin ¡and ¡composiPon ¡of ¡MM ¡

v. AlternaPon ¡of ¡different ¡lithologies ¡

• vi. Sedimentary ¡structure ¡and ¡texture ¡ ¡ ¡
• vii. DiagenePc ¡structure ¡and ¡texture ¡ ¡ ¡
• viii. DeformaPon, ¡katagenesis, ¡metamorphism ¡ ¡ ¡
• ix. Geochemistry: ¡ ¡macro ¡component ¡contents, ¡impuriPes ¡

x. Geochemistry: ¡trace ¡elements, ¡impuriPes, ¡ ¡ ¡........ ¡Etc.. ¡

Thus, ¡different ¡interrelated ¡aspects ¡have ¡to ¡be ¡ ¡ integrated ¡in ¡an ¡industrial ¡classificaPon ¡of ¡OS ¡

n Origin: ¡aspects ¡of ¡accumulaPon ¡and ¡alteraPon ¡ n ComposiPon ¡and ¡physical ¡properPes ¡ ¡ ¡ ¡ n QualiPes ¡and ¡parameters ¡essenPal ¡for ¡OS ¡uPlizaPon, ¡

e.g. ¡predicPng ¡the ¡economic ¡value ¡of ¡OS ¡ ¡

Accepted ¡classifica2on ¡criteria ¡and ¡a ¡code ¡for ¡ pre-­‑MOU/pre-­‑Concession ¡ ¡survey ¡would ¡ promote ¡adequate ¡prospec2ng ¡of ¡OS ¡ ¡

Examples ¡of ¡significance ¡of ¡addiPonal ¡ factors ¡

n Kukersite ¡– ¡Estonia: ¡limestone ¡inclusions ¡ n Boltysh ¡oil ¡shale ¡– ¡Ukraine: ¡young ¡age ¡ n S-­‑ ¡and ¡trace ¡element-­‑rich ¡oil ¡shales ¡– ¡Scandinavian/

Estonian ¡OS ¡(Cambrian-­‑Ordov.) ¡and ¡Mediterranean ¡ Province ¡(Cretaceous) ¡

NB! ¡Low-­‑carbonate ¡S-­‑ ¡and ¡trace ¡element-­‑rich ¡ ¡

n DeformaPon ¡and ¡metamorphism ¡of ¡OS, ¡etc. ¡

KUKERSITE ¡-­‑ ¡ONE ¡OF ¡ ¡ THE ¡BEST ¡QUALITY ¡ ¡OS ¡ Inclusions ¡and ¡ ¡ interbeds ¡of ¡ limestone: ¡

¡

SelecPve ¡mining ¡or ¡ beneficiaPon ¡needed ¡

¡

Significant ¡economic ¡disadvantage ¡

BOLTYSH ¡oil ¡shale, ¡Paleogene, ¡the ¡Ukraine ¡

n High ¡quality, ¡deep ¡sebng, ¡water-­‑saturated ¡ n Young ¡age: ¡

p Poor ¡compacPon, ¡high ¡porosity ¡and ¡high ¡moisture ¡ p Low ¡strength ¡of ¡oil ¡shale ¡and ¡overburden ¡

unfavorable ¡ ¡for ¡underground ¡mining ¡

Alum ¡shale, ¡Upper ¡Cambrian, ¡Sweden ¡ Graptolite ¡argillite, ¡Lower ¡Ordovician, ¡Estonia ¡

n High ¡age, ¡well ¡compacted, ¡diagenePc ¡inclusions ¡ n Low ¡heaPng ¡value, ¡low ¡oil ¡yield ¡of ¡OS ¡and ¡OM ¡ n High ¡silicate, ¡high ¡sulfur, ¡high ¡trace ¡elements ¡

p Low ¡carbonate ¡content ¡for ¡neutralizaPon ¡of ¡and ¡secling ¡of ¡

acPvated ¡trace ¡elements ¡

Future ¡prospects: ¡co-­‑uPlizaPon ¡U, ¡Mo, ¡V ¡etc… ¡

Alum ¡shale ¡ Kukersite ¡ El-­‑Lajjun, ¡(a)laminite ¡mudstone, ¡(b) ¡lenses ¡of ¡ grainstone ¡and ¡diagenePc ¡chert ¡ ¡ ¡ ¡

A ¡remark ¡: ¡Laminite ¡oil ¡shale ¡is ¡the ¡ dominant ¡rock ¡type ¡of ¡both ¡marine ¡ and ¡lacustrine ¡OS ¡

El-­‑Lajjun, ¡MaastrichPan, ¡Jordan ¡

AlternaPon ¡of ¡sedimentary ¡layers ¡of ¡high ¡to ¡low ¡carbonate/ silicate ¡raPo, ¡inter-­‑layers ¡of ¡high ¡P ¡content, ¡diagenePc ¡silica ¡ (chert) ¡concrePons ¡and ¡random ¡large ¡carbonate ¡balls ¡

n High ¡S ¡content, ¡high ¡content ¡of ¡many ¡trace ¡elements ¡ ¡

p Emissions ¡into ¡atmosphere ¡and ¡hydrosphere? ¡ ¡

n Dominantly ¡soX ¡OS ¡with ¡strong ¡carbonate ¡interbeds ¡and ¡

concrePons, ¡ ¡

p Extremely ¡strong ¡and ¡abrasive ¡chert ¡interlayers ¡and ¡inclusions ¡

Cretaceous ¡OS ¡occurrences ¡in ¡Egypt ¡ ¡

(preliminary ¡insight) ¡

n Dominantly ¡silicate ¡sedimentary ¡layers ¡ n High ¡sulfur ¡and ¡phosphate ¡ n High ¡content ¡of ¡trace ¡elements, ¡prospects ¡of ¡co-­‑

uPlizaPon ¡of ¡some ¡

n Environmental ¡concerns ¡with ¡neutralizaPon ¡of ¡S ¡and ¡

secling ¡of ¡trace ¡elements ¡

Metamorphosed ¡OS ¡occurrences ¡in ¡Syria ¡and ¡Morocco ¡

n OS ¡occurrences ¡are ¡located ¡on ¡the ¡slopes ¡of ¡

Palmiride ¡and ¡Northern ¡Atlas ¡mountains ¡ ¡

p Slightly ¡metamorphosed ¡ p Cretaceous ¡and ¡Paleogene ¡age ¡

n Organic ¡macer ¡in ¡these ¡lean ¡OS ¡is ¡highly ¡mature, ¡

with ¡low ¡Fisher ¡oil ¡yield ¡

Well ¡studied ¡oil ¡shale ¡key ¡to ¡poorly ¡studied ¡deposits ¡

n Data ¡from ¡well ¡studied ¡OS ¡deposits ¡enables ¡building ¡up ¡of ¡the

¡ basic ¡framework ¡for ¡a ¡unified ¡industrial ¡classificaPon ¡

n Should ¡enable ¡assessment ¡of ¡a ¡huge ¡variety ¡of ¡poorly ¡studied ¡

deposits ¡

n The ¡pre-­‑MOU ¡and ¡pre-­‑concession ¡surveys ¡and ¡assessments ¡

need ¡help ¡of ¡good ¡text-­‑books ¡and ¡comprehensive ¡ classificaPons ¡

n IntroducPon ¡of ¡a ¡specialized ¡guide ¡for ¡oil ¡shale ¡prospecPng ¡

would ¡serve ¡for ¡becer ¡basic ¡database ¡of ¡MOU ¡and ¡ Concession ¡Agreements. ¡ ¡

InternaPonal ¡cooperaPon ¡is ¡needed ¡

n Above, ¡first ¡of ¡all, ¡data ¡and ¡experience ¡on ¡

development ¡of ¡OS ¡deposits ¡in ¡Europe ¡and ¡ Mediterranean ¡area ¡are ¡considered ¡ ¡

n However, ¡in ¡the ¡proposed ¡synopsis, ¡OS ¡types ¡should ¡

be ¡considered ¡worldwide ¡ ¡

n InternaPonal ¡cooperaPon ¡is ¡needed ¡to ¡gather, ¡

systemaPze ¡and ¡analyze ¡the ¡OS ¡data, ¡focusing ¡on ¡ risky ¡issues ¡

n Basic ¡research ¡should ¡support ¡the ¡process ¡

Thank ¡you ¡for ¡your ¡acenPon! ¡