Petrol kelime anlamı olarak Latince Kayaç (Petra) ve Petrol (Oleum) kelimelerinin birleşimiyle oluşmuştur.

• Ana maddesi hidrokarbonlardır (CH).
• Basınç ve sıcaklığa bağlı olarak katı, sıvı ve gaz hallerinde bulunabilir.
• Normal sıcaklık ve basınçta hidrokarbon molekül boyutu;
  • Küçük ise doğal gaz
  • Büyük ise ham petrol oluşur.

(Yaklaşık olarak %11-13 hidrojen ve %84-87 karbon bileşimlerinden oluşurken ekstra olarak oksijen, sülfür, nitrojen ve helyum bulunabilir.)

Ticari açıdan değerli bir gaz veya petrol yatağına sahip olmak için üç jeolojik koşulun sağlanmış olması gerekmektedir:

1. Kaynak Kayaç (Source Rock): Petrolün, gaz ve su ile oluştuğu kayaç türüdür.
2. Rezervuar Kayaç (Reservoir Rock): Petrolün veya gazın toplanıp taşındığı kayaç türüdür.
3. Kapan (Trap): Petrolün veya gazın sınırlı bir   alanda tutulması ve başka bir alana yayılmaması için kapanın varlığı zorunludur.

Bu kapanda, akışkanlar yoğunluklarına göre ayrılır:

• Gaz en hafifi olduğundan yukarı çıkar ve “free gas cap”i oluşturur.
• Petrol ortada bulunur.
• Tuzlu su en ağır olduğu için en aşağıya iner.

Petrol ve Gaz Kaynakları Nasıl Tespit Edilir?

• Yüzeydeki tortul kaya katmanlarının yapıları incelenip (rock outcrops) haritalanarak, yer altındaki kaya katmanları ve kapanlar bulunabilir.
• Sismik metot, yeraltındaki kapanları saptamak için geliştirilmiş bir yöntemdir.

Kaynak ve dedektörden oluşan sismik metot, ses dalgalarını kullanarak yeraltındaki kayaçların katmanlarının bir görüntüsünü çıkarmaya yarar.

Sondaj Kuyusu Açılımı

Bir kapanın ticari miktarlarda petrol ve gaz bulundurduğunu anlamanın kesin yolu kuyu açmaktır.

Önceden açılmamış veya bilinmeyen petrol sahalarında ilk defa kuyu açılımına “wildcat well” denir.

Kuyu, “rotary drilling rig” denilen matkap makinesi ile açılır. Bu makine, yüzlerce metre uzunluğunda borulardan (drill pipe) ve en altta kuyunun delinmesini sağlayan matkap ucundan (bit) oluşur.

Yüzeyin üzerinde, bu ekipmanların (drill pipe, bit vs.) kontrolü için çelikten bir kule (derrick) bulunur. Bu sayede kuyu ister dikey ister açı yapacak şekilde açılabilir. Güç ise dizel motorları (diesel engines) tarafından sağlanır.

Kuyu açılımındaki önemli sistemlerden biri ise “circulating mud system”dir. “Drilling mud” denilen sıvı, boruların içine gönderilir ve matkabın ucundan çıktıktan sonra matkap ucunun (bit) çalışması sırasında oluşan küçük kayaç parçacıklarını (well cuttings) toplayarak yukarı çıkar. Bu sayede kuyu temizlenmiş olur.

Kuyu, açılımı sırasında her zaman “drilling mud” ile doldurulur. Bu, yeraltı kayaçlarından kuyuya su, gaz ve petrol akışını engeller.

Kuyudan örnekler alınır ve testler yapılır. Bu testlerin ışığında, eğer ticari anlamda değerli bir rezerv yoksa kuyu geri kapatılır ve terk edilir. Varsa, kuyu tamamlama (completing a well) yapılır.

Kuyu Tamamlama

Kuyuyu tamamlamak için, kalın ve uzun bir boru (casing) kuyuya indirilir. Bu işlem sayesinde duvarlar desteklenerek kuyu sağlamlaştırılır.

Boruyla duvar arasındaki boşlukları doldurmak için çimento (cement) pompalanır. Bu da kuyunun sağlamlığını artırır.

Bu işlemlerden sonra, petrolün veya gazın kuyunun içine akması için, borunun iç tarafına patlayıcılar göndererek delikler açılır. (perforations)

Delikler açıldıktan sonra uzun borunun içine, görece çok daha küçük çaplı bir boru indirilir (tubing). Deliklerden akan sıvılar, bu boru vasıtasıyla yeryüzüne çıkarılır.

Üretim

Borularda bulunan petrol veya gazın akışını kontrol etmek için, “Christmas Tree” olarak adlandırılan, vanalardan oluşan ekipman kullanılır.

Gaz, kendi kendine yüzeye çıkacak basınca sahipken, petrol bu basınca sahip değildir. Bu yüzden “artificial lift” denilen sistem sayesinde petrol yüzeye çıkarılır. Bu sistemlerden en yaygın olanı da “sucker-rod pump”dır.

Bu operasyonlardan sonra halen yeraltında kalan petrol kaynağı varsa, çıkarmak için “waterflood” ve “enhanced oil recovery” yöntemleri kullanılır.

“Waterflood”, açılan kuyunun yan taraflarından yeraltına belirli bir basınçta su göndererek kalan rezervin asıl kuyumuza doğru yönelmesini sağlar.

“Enhanced Oil Recovery” yöntemini kullanarak rezerve benzemeyen maddeler (karbondioksit veya buhar) gönderilir ve kalan kaynakların kurtarılmasını sağlar.

Referanslar

Dr. Sevtaç BÜLBÜL, Dr. Betül YILDIRIM. (2022, March 3-9). ODTUClass2022s. Retrieved from ODTUClass: https://odtuclass2022s.metu.edu.tr/