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Academic Year/course: 2020/21

26441 - Applied Sedimentology and Coal & Petroleum Geology


Syllabus Information

Academic Year:
2020/21
Subject:
26441 - Applied Sedimentology and Coal & Petroleum Geology
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
296 - Degree in Geology
588 - Degree in Geology
ECTS:
5.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as theory sessions, laboratory sessions and fieldwork. Students are expected to participate actively in the class throughout the semester. 

Further information regarding the course will be provided the first day of class. 

4.2. Learning tasks

This course is organized as follows:

  • Theory sessions (2.5 ECTS, 25 h). These sessions are dedicated to reinforce stratigraphic, sedimentological and Basin Analysis basic knowledge, but also to acquire new strategies related to the study of sedimentary, non-renewable energy resources, and geological processes controlling their genesis.
  • Laboratory sessions (1.5, 15 h). 8 two-hour sessions that complement theory sessions.
  • Fieldwork. (10% of the final mark). 3 field trips (1 ECTS) related to the study of sedimentary, non-renewable resources in Aragon. A brief test will be answered after each field trip.  
    1. Coal deposits associated to transitional sedimentary environments (2 trips/days)
    2. Serrablo Natural Gas storage (1 trip/day).
  • Assessment tasks.
    • Students must present two reports:
      • i) One related with the possibilities of exploitation and use of sedimentary deposits (30% of the mark) including the possibilities of mining sedimentary deposits at a given area.
      • ii) A bibliographic pair work focused on an oil basin using PowerPoint for oral presentation (30% of the final mark) including the petroleum system and geological factors controlling the existence of the oil field.
    • Short answer questions about field work.
    • Exam (3 hours). Written exam focussed on theoretical and practice lectures (30 % of the final mark; a minimum mark of 4 is necessary for passing the exam).
  • Autonomous work and study

Teaching and assessment activities will be carried out on site for as long and as much as possible. This scenario could change if safety regulations related to the covid19 crisis recommended online activities.

4.3. Syllabus

This course will address the following topics:

Lectures

  1. Introduction to fossil resources. Renewable and non-renewable energy resources. Organic matter in sediments: production, accumulation and conservation. Controlling factors.
  2. Natural resources associated to sedimentary environments.
  3. Coal. Definitions. The origin of coal. Mires. Main controls on mire development. Types of mires.
  4. Sedimentary environments as organic matter producers. Continental, transitional and marine environments.
  5. Coal components. Coal at macroscopical and microscopical scale. Maceral groups. Coal lithotypes and microlithotypes.
  6. Coalification of organic matter. Controlling factors: T, P and time. Rank, components, and coal types. 
  7. Coal mining methods. Most common uses of coal and worldwide coal resources. Coal in Spain
  8. Coal and environment.
  9. Oil and natural gas. Physical and chemical properties. Composition of natural hydrocarbons. Main hydrocarbon families.
  10. Origin and evolution of oil and natural gas. Transformations during the diagenesis and catagenesis. Kerogen: types and evolution. From kerogen to oil.
  11. The source rock and oil migration. Identification and evaluation of the source rock. Primary and secondary migration.
  12. The trap rock: petrophysical properties. Types of trap rocks.
  13. The seal rock: geological and petrophysical properties. Effectiveness of sealing.
  14. Oil traps. Types: stratigraphic, structural, mixed and hydrodynamic traps. Oil fields.
  15. Interest of Oil Geology.

Practice sessions

  1. Physical properties of sedimentary bodies and particles considering their potential interest for Applied Geology.
  2. Research and prospection of natural resources associated to sedimentary environments.
  3. Research, evaluation and prospection of coal deposits.
  4. Evaluation of the potential interest of hydrocarbon reserves.

Fieldwork

  • Coal deposits associated to transitional sedimentary environments
    • Study on site. Main lithological and sedimentological features.
    • Mine restoration.
  • Gas storage
    • The Serrablo gas field and its geological context: an example of gas geological storage.

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class or please refer to the Faculty of Sciences website (https://ciencias.unizar.es).

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=26441&year=2019


Curso Académico: 2020/21

26441 - Sedimentología aplicada y geología del carbón y del petróleo


Información del Plan Docente

Año académico:
2020/21
Asignatura:
26441 - Sedimentología aplicada y geología del carbón y del petróleo
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
296 - Graduado en Geología
588 - Graduado en Geología
Créditos:
5.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo fundamental de esta asignatura está dirigido al aprendizaje por parte del estudiante de los diferentes procesos geológicos involucrados en la génesis de yacimientos de origen sedimentario y muy especialmente de carbón y del petróleo, así como la relación que guardan éstos con diferentes medios de sedimentación. Partiendo como base de estos dos recursos energéticos no renovables, se abordarán otros recursos naturales asociados a medios sedimentarios, trabajando muy especialmente el interés de las propiedades físicas de los cuerpos sedimentarios y de las partículas de cara a conocer sus posibles aplicaciones en el campo de la Geología Aplicada.

Los objetivos generales de la asignatura se pueden resumir en:

1. Conocer los principales recursos naturales asociados a medios sedimentarios.

2. Conocer el origen de los recursos fósiles.

3. Conocer los rasgos estratigráficos y sedimentarios de las principales sistemas sedimentarios en los que se genera materia orgánica susceptible de ser transformada en carbón, gas y petróleo.

4. Conocer las principales características de los yacimientos de carbón, gas y petróleo y los procesos geológicos involucrados en su génesis.

5. Aplicar conocimientos esencialmente estratigráficos y sedimentológicos en la caracterización y evaluación de yacimientos.

6. Conocer las propiedades físicas de las partículas sedimentarias de cara a su interés en el campo de la Geología Aplicada.

7. Conocer yacimientos de recursos fósiles en Aragón o áreas próximas

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura tiene sentido especialmente para aquellos alumnos del Grado en Geología que quieran tener un mayor conocimiento en aspectos aplicados dentro de la Geología y que son de uso habitual en la exploración y explotación de recursos energéticos (carbón y petróleo) y en la utilización de materiales naturales en el campo de la obra civil y la edificación.

En la asignatura, de carácter claramente interdisciplinar, se trabajan y se utilizan muchas de las metodologías específicas de diferentes ramas de conocimiento de la Geología.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Por la temática de la asignatura es conveniente que los estudiantes tengan conocimientos básicos de Estratigrafía y Sedimentología.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para:

- La toma de datos estratigráficos y sedimentológicos de campo relevantes para la exploración de recursos energéticos de origen sedimentario.

- Entender las metodologías propias (estudios de campo, fotogeológicos, correlaciones, sondeos, sísmica, mapas y cortes geológicos, análisis secuencial, petrografía, geoquímica…) que requiere la exploración de estos recursos.

- Determinar la importancia del conjunto de factores geológicos que controlan la génesis de dichos recursos y valorar las posibilidades de existencia de yacimientos en una región.

- Realizar un informe en el que se apliquen estos conocimientos, se presenten y discutan los resultados obtenidos.

- Utilizar léxico inglés básico relacionado con estos temas.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

- Conoce y comprende los procesos que generan los recursos naturales fósiles, especialmente carbón, gas y petróleo.

- Comprende la relación de capas de carbón con el medio sedimentario original y es capaz de interpretar su origen.

- Conoce los principales parámetros geológicos que condicionan el desarrollo de un yacimiento de carbón y su interés potencial.

- Conoce los rasgos estratigráficos y sedimentarios de las principales sistemas sedimentarios generadores de materia orgánica.

Conoce las principales características de los yacimientos de gas y petróleo y los procesos geológicos involucrados tanto en su formación como su migración y acumulación.

Es capaz de aplicar métodos de trabajo (especialmente mapas geológicos, correlación e interpretación de secuencias y datos estructurales sencillos) útiles en la fase de exploración y explotación de un yacimiento.

- Conoce las posibilidades de exploración de recursos naturales asociados a medios sedimentarios.

- Conoce las propiedades físicas de los cuerpos sedimentarios y las partículas sedimentarias de cara a su interés en el campo de la Geología Aplicada.

- Es capaz de analizar y sintetizar información sobre temas relacionados con la génesis recursos fósiles y de exponer y defender en público trabajos relacionados con le tema.

- Es capaz de localizar artículos científicos en español y en inglés y seleccionar la información más relevante que contienen.

- Conoce y utiliza el léxico básico de la geología del carbón y del petróleo tanto en español como en inglés.

 

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Estos resultados y competencias permiten al alumno, a partir de modelos sedimentológicos clásicos, establecer modelos predictivos, imprescindibles en la búsqueda y localización de recursos naturales de origen sedimentario.

Por otra parte esta asignatura se enmarca en una línea de aprendizaje multidisciplinar, ya que el conocimiento de la Geología de este tipo de recursos supone un estudio integral de las cuencas sedimentarias en las que se combinan metodologías y conceptos procedentes de diferentes disciplinas geológicas: Estratigrafía, Sedimentología, Geología Histórica, Petrología, Geología Estructural... Todo ello ayudará a tomar decisiones en las fases de exploración, evaluación y explotación de yacimientos.

En el aspecto aplicado, los estudios integrados de las cuencas sedimentarias permiten establecer modelos 3D del registro sedimentario, lo cual es de especial relevancia para la caracterización de las unidades sedimentarias como reservorios o almacenes geológicos o para la evaluación del posible aprovechamiento de cualquier recurso que dichas unidades puedan contener (petróleo, gas, arcillas...).

Además los yacimientos depletados de petróleo y gas son por definición excelentes almacenes geológicos, fundamentalmente de gas natural y de CO2, con el interés que esto conlleva tanto para establecimiento de reservas estratégicas como para la lucha contra el cambio climático.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos superando las actividades de evaluación

Las actividades de evaluación durante el desarrollo presencial de la asignatura constarán de una evaluación continua a través de tres actividades de aprendizaje y de una prueba final escrita. Consistirán en:

- Valoración de los conocimientos adquiridos mediante la realización de un examen teórico-práctico. Se evaluará el nivel de conocimientos adquirido sobre los contenidos del programa, así como la capacidad del alumno para interrelacionar conceptos, sintetizar conocimientos y exponerlos de modo claro y ordenado.

- Evaluación de un trabajo práctico personal e individual sobre recursos naturales de origen sedimentario.

- Evaluación de un trabajo bibliográfico por parejas sobre una cuenca petrolífera.

- Valoración del grado de asimilación de los conocimientos adquiridos en las salidas de campo a través de la realización de cuestionarios al final de cada salida.

- Asimismo, en la valoración final, y siempre para mejorar la calificación obtenida, se tendrá en cuenta el grado de participación de los estudiantes en las actividades propuestas durante las clases de teoría y prácticas.


Prueba global de evaluación

Al amparo del “Reglamento de Normas de Evaluación del Aprendizaje” acordado el 22 de diciembre de 2010 por el Consejo de Gobierno de la Universidad de Zaragoza, Art. 9.1; esta materia será evaluada mediante la realización y valoración de una prueba global escrita. Así, los estudiantes que no hayan seguido la asignatura de forma presencial, y los que aun habiéndolo hecho así lo deseen, tendrán derecho a una prueba global de evaluación que comprenderá en la primera y segunda convocatoria:

1. Examen teórico-práctico en el que el estudiante debe demostrar un adecuado grado de comprensión de los conocimientos relacionados con la asignatura, así como su capacidad para interrelacionar conceptos, sintetizar conocimientos y exponerlos de modo claro y ordenado. Este examen tendrá estructura y criterios similares que los seguidos en el examen de evaluación continua y se realizará alguna pregunta relacionada con las prácticas de campo desarrolladas durante el curso.

2. Elaboración, exposición y defensa individuales de una memoria breve sobre un tema relacionado con una cuenca petrolífera o carbonífera. La lista de los temas propuestos se hará pública con una antelación de al menos quince días respecto a la fecha de realización de las pruebas.

Criterios de Evaluación

Evaluación continua:

- El trabajo práctico personal e individual sobre recursos naturales será evaluado de 0 a 10, supondrá el 30% de la calificación final del estudiante.

- El trabajo bibliográfico por parejas sobre una cuenca petrolífera sera evaluado de 0 a 10, supondrá el 30% de la calificación final del estudiante. De la nota total de esta actividad el 70% corresponderá al informe escrito y el 30% a la exposición del trabajo.

- La valoración de los conocimientos adquirios en las salidas de campo se evaluará de 0 a 10, supondrá el 10% de la calificación final del estudiante.

- La valoración de los conocimientos adquiridos mediante el examen se evaluarán de 0 a 10, supondrá el 30% de la calificación final del estudiante.

- En todas las actividades de evaluación, se evaluará la concisión y claridad en las respuestas, la justificación de éstas y la capacidad crítica de análisis de los resultados obtenidos y de sus implicaciones prácticas.

Para superar la asignatura se considera necesario obtener una puntuación de 5, o más de 5, en al menos tres de las actividades de evaluación y, en cualquier caso, obtener una calificación de al menos 4 en la cuarta de ellas para poder promediar con el resto de las calificaciones.

Prueba Global:

- La nota de la prueba global de evaluación será el 60% el examen teórico-práctico y el 40% la memoria comentada en el apartado "prueba global de evaluación" en lugar de "explicada en las Actividades de Evaluación.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La metodología general consta de tres acciones formativas complementarias: clases teóricas, prácticas de laboratorio/gabinete/ordenador y prácticas de campo.

Las clases teóricas se dedican al refuerzo de conocimientos básicos sobre la estratigrafía, sedimentología y de cuencas sedimentarias y a la adquisición de otros nuevos, sobre todo referentes a los recursos energéticos no renovables de origen sedimentario y los procesos geológicos que condicionan su formación. Las clases teóricas están diseñadas como clases teórico-participativas.

Las prácticas abarcan 8 sesiones de 2 horas de duración cada una. El programa de prácticas irá encaminado a cubrir los siguientes objetivos: a) Estudio de las propiedades físicas de las partículas sedimentarias y sus aplicaciones en el campo de la Geología Aplicada, b) Investigación y prospección de recursos naturales asociados a medios sedimentarios, c) Evaluación y prospección de yacimientos de carbón, d) Evaluación del potencial de un yacimiento de hidrocarburos.

En las prácticas de campo (tres salidas) se abordan diferentes aspectos de la asignatura: a) Depósitos de carbón
asociados a medios transicionales y b) Almacenes geológicos de gas. A su finalización se responderá a un breve cuestionario.

Además se realizan dos trabajos por parte del estudiante que permiten asentar mucho de los conocimientos adquiridos a lo largo del desarrollo de la asignatura.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

- 25 Clases magistrales-participativas que suponen un total de 25 horas presenciales (2,5 ECTS). 

- 8 sesiones de prácticas de gabinete que suponen un total de 15 horas presenciales (1,5 ECTS).

- 3 salidas de campo que suponen un total de 10 horas presenciales (1 ECTS).

- Los estudiantes deberán presentar a lo largo del cuatrimestre dos trabajos:

Uno, de carácter práctico e individual, que consistirá en la realización de un informe completo sobre la posibilidades de explotación de materiales sedimentarios en una zona. En este informe se deberán presentar de manera ordenada los datos, resultados e interpretaciones realizadas y exponer los resultados o conclusiones más significativos junto con una factura detallando el trabajo realizado.

Otro, bibliográfico y por parejas sobre una cuenca petrolífera. Sobre este último los estudiantes deberán hacer una exposición oral (utilizando el programa Power Point o similar) de 10 minutos. Consistirá en la realización de un informe completo sobre el sistema petrolero de una cuenca en el que se analizarán los factores geológicos que condicionan la existencia de petróleo o gas en esa cuenca.

- Realización de cuestionarios al final de cada salida de campo.

- A lo largo del curso se van a utilizar, tanto en clases prácticas como en teóricas, bibliografía y recursos de internet en inglés.

- Examen teórico-práctico.

 

Nota: las actividades, docentes y de evaluación de la asignatura se realizarán de modo presencial, salvo que la situación sanitaria lo impida y/o las disposiciones emitidas por la universidad dispongan otro modo de llevarlas a cabo.

4.3. Programa

El programa teórico de la materia se divide en los siguientes temas:

Tema 1: Introducción general a los recursos energéticos fósiles. Recursos energéticos renovables y no renovables. Sedimentos ricos en materia orgánica: turbas y sapropeles. Materia orgánica en sedimentos. Producción, acumulación y conservación de la materia orgánica. Influencia de la vegetación, clima, sedimentación, tectónica y diagénesis. 
Tema 2: El carbón. Definiciones. Origen del carbón. Las turberas. Factores esenciales en el desarrollo de turberas. Tipos de turberas.
Tema 3: Ambientes productores del materia orgánica. Principales criterios de identificación. Ambientes continentales, transicionales y marinos.
Tema 4: Componentes del carbón. El carbón a escala macroscópica y microscópica. Grupos macerales. Litotipos y microlitotipos.
Tema 5: La carbonificación y maduración de la materia orgánica. Factores de control: Tª, P y tiempo. Rangos, componentes y tipos de carbón. 
Tema 6: Métodos de extracción de carbón. Usos y reservas de carbón en el mundo. El carbón en España.
Tema 7: Carbón y Medio Ambiente.
Tema 8: El petróleo y el gas natural. Propiedades físicas y químicas. Composición de los hidrocarburos naturales. Principales familias de hidrocarburos naturales.
Tema 9: Origen y evolución del petróleo y del gas natural. Transformaciones diagenéticas y catagenéticas. El kerógeno: tipos y evolución. Del kerógeno al petróleo.
Tema 10: Roca almacén y migración del petróleo. Concepto de roca madre: evaluación e identificación. Migraciones primarias: mecanismos y eficacia. Migraciones secundarias: características y tipos.
Tema 11: Roca almacén: concepto, propiedades petrofísicas. Tipos de rocas almacén. Casos y ejemplos.
Tema 12: Sellos o rocas de cobertera: concepto, características geológicas y petrofísicas. Mecanismos y efectividad del sellado. Casos y ejemplos.
Tema 13: Trampas petrolíferas: concepto. Cierre y tipos de trampas: estratigráficas, estructurales, mixtas e hidrodinámicas. Yacimientos y campos petrolíferos. Ejemplos.
Tema 14: Interés del conocimiento de la Geología del petróleo.

Las clases prácticas se organizan en 4 bloques temáticos: 
a) Propiedades físicas de los cuerpos y las partículas sedimentarias y sus aplicaciones en el campo de la Geología Aplicada.
b) Investigación, evaluación y prospección de recursos naturales asociados a medios sedimentarios.
c) Evaluación y prospección de yacimientos de carbón.
d) Evaluación del potencial de yacimientos de hidrocarburos.

Las salidas de campo se organizan en 2 bloques temáticos:

Depósitos de carbón asociados a medios transicionales
   a.    Estudio de la unidad en campo
   b.    Minas restauradas
 Almacenes de gas
   a.    La unidad geológica del gas del Serrablo y su contexto geológico.
   b.    Ejemplo de almacenamiento geológico de gas.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

El inicio y finalización de la asignatura tendrán lugar atendiendo al calendario académico establecido por la Facultad de Ciencias, que se publica en su página web. Es una asignatura del primer semestre y comenzará la primera semana lectiva. 

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

La asignatura consta de 5 créditos ECTS (125 horas de trabajo del estudiante) que se reparten como sigue: 

25 horas de clases teóricas.

Las clases teóricas tendrán lugar en el horario y aulas asignadas por la Facultad de Ciencias y que se publican para cada curso en su página web. 

15 horas de prácticas de laboratorio

Tendrán lugar en el horario y aulas asignadas por la Facultad de Ciencias (se pueden consultar en su página web) y comenzarán la misma semana que la teoría.

Tres excursiones de campo.

Las prácticas de campo están repartidas en 3 salidas, que estarán coordinadas con las clases teóricas y prácticas. Las fechas de cada salida de campo quedarán recogidas en el calendario de excursiones que puede consultarse en la página web del Departamento de Ciencias de la Tierra y en la página web de la Facultad de Ciencias (Grado en Geología).

Trabajo personal y en grupo

Incluye el estudio o trabajo personal para la preparación del examen, así como el trabajo de elaboración y exposición de trabajos. Los profesores se encargarán de orientar dichos trabajos durante las tutorías.

3 horas de examen

La 1ª y 2ª convocatorias constarán de un examen en el periodo y aula habilitados para ello por la Facultad de Ciencias y publicados en su página web. La hora de comienzo y duración del examen teórico de cada convocatoria será anunciado con la suficiente antelación a través del Moodle de la asignatura.

Para los alumnos que no hayan optado por la evaluación continua, se hará público el día, hora y lugar para la defensa del trabajo relacionado con una cuenca carbonífera o petrolífera, con una antelación de al menos siete días respecto a la fecha de realización de la prueba de la convocatoria correspondiente.

Las fechas y aulas de examen serán las establecidas y publicadas por la Facultad de Ciencias en su página web.

La fecha de entrega del trabajo práctico invidivual relacionado con la exploración de recursos naturales se indicará el primer día de prácticas y constará en el Moodle de la asignatura. El trabajo en parejas sobre cuencas petrolíferas será expuesto a las profesoras y al resto de los estudiantes de la asignatura. El primer día de curso se indicará cuándo se llevará a cabo la exposición y la entrega de estos trabajos.

Tutorías:

Los días y horarios de tutoría se indicarán a los alumnos el primer día de clase.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=26441&year=2019