Petrol Keşfi

Petrol araştırmaları, geçmişte şansa ve tahmine dayalı bir konuydu. Şimdi ise birçok teknik ve bilimsel prensip petrol araştırmalarında kullanılmaktadır:

Yüzey Coğrafi Çalışmaları

• Hava fotoğrafları ve Uydu Görüntüleri
• Radar
• Petrol ve Doğal Gaz Sızıntıları

Jeofiziksel Araştırmalar

• Manyetik ve Elektromanyetik Araştırmalar
• Manyetometre Araştırmaları
• Mangetotellurik Araştırma
• Gravite Araştırmaları
• Sismik Araştırmalar

YÜZEY COĞRAFİ ÇALIŞMALARI

Keşfi yapılmamış bir bölgede, ilk olarak topografi incelenir daha sonra arazinin yüzeyindeki doğal ve insan yapımı özelliklere bakılır.

Bazen yer altı oluşumlarının ve yapılarının karakteri, yüzeyde görülenlerden anlaşılabilir.

Hava Fotoğrafları ve Uydu Görüntüleri:

Eskiden bir araziyi havadan incelemenin tek yolu bir yükseklikten fotoğrafını çekmekti.

Uçmanın maaliyetinin yanı sıra yöntem birçok fotoğraf gerektirmesinden negatif yönler bulundurmaktadır.

Uzaktan tespit etme yöntemi zamanla hava fotoğrafçılığının yerini almıştır. Uzaktan algılama, bir bölgeyi haritalamak için kızılötesi veya diğer yöntemleri kullanmayı ifade eder. Hem uydular hem de uçaklar, uzaktan algılama ekipmanını taşıyarak bu yöntemi kullanabilir.

Radar, radar cihazları ile yüksek frekanslı radyo dalgalarını karadan bir uyduya veya bir uçağa yansıtır.

Çarpıp geri dönen yankılar, düşük çözünürlüklü bir “relief” haritası oluşturmak için kaydedilir; bu, petrol kapanlarını (trap) tespit etmek için kullanışlıdır.

Petrol ve gaz sızıntıları, yer altı petrol kaynağının açık belirtileridir. Genellikle sızıntı o kadar yavaştır ki kolayca tespit edilemez, çünkü yüzeye çıktığı anda bakteriler ve hava koşulları tarafından parçalanır.

Toprak veya suyun kimyasal olarak analiz edilmesi, hidrokarbonların izlerini ortaya çıkarabilir.

Deniz tabanındaki sızıntılardan yükselen gaz bulutları, denizde hidrokarbon varlığının araştırılmasına yol açmıştır.

Petrol sızıntıları ya rezervuarı delen çatlaklar boyunca meydana gelir ya da oluşumların yüzeye çıktığı noktalarda ortaya çıkar.

JEOFİZİKSEL ARAŞTIRMALAR

Petrol jeologları, özellikle yerin manyetizması, yerçekimi ve sismik titreşimleri konularına yoğunlaşırlar.

Hassas cihazlar, yüzey altı koşullarına bağlı olabilecek bu fiziksel özelliklerden birindeki değişimleri ölçebilirler.

Manyetik ve Elektromanyetik Araştırmalar:

Yer, güçlü bir manyetik alanına sahiptir.

Benzer kaya türlerinin benzer manyetik alanlara sahip olduğu prensibini uygulamak, kayalardaki farklılıkları anlamayı kolaylaştırır.

Bu farklılıklar, farklı oluşum yerlerini veya herhangi bir hatanın varlığını işaret edebilir ve bu da petrol yatakları ile ilişkilendirilebilir.

Manyetometre, yerin manyetik alanındaki hafif değişimleri algılar. Bu değişimler genellikle kayaların ne kadar derine gömülü olduğunu gösterir.

Bir manyetometre, geniş alanları kapsamak için bir geminin veya uçağın arkasına çekilebilir. Verileri gemi üzerindeki bir cihaza ileterek kaydeder

Manyetik teknik, nispeten küçük alanları sismik araştırmalar veya keşif sondajları için belirleyen etkili bir keşif yöntemidir.

Mangetotellurik, farklı bileşimlere sahip kayaların farklı elektriksel özelliklere sahip olduğu teorisine dayanır.

Jeologlar, kayalar arasında veya tuzlu sudan dolayı doğal olarak meydana gelen elektrik akışını ölçerek yer altı yapılarını tespit eder.

Gravite Araştırmaları, jeofizikçiler tarafından kayaların değişen ağırlığından oluşturulan yerçekimi alanındaki hafif değişimler hesaba katılarak yapılır. 

Bazı kayalar diğerlerinden daha yoğundur. 

Yüzeye yakın olan çok yoğun kayalar, genellikle çok hafif kayalardan oluşan bir tabakanın yerçekimi kuvvetine nazaran daha güçlü bir etki yapar. 

Gravitasyon araştırması sayesinde tuz kubbeleri tespit edilebilir.

Sismik Araştırmalar genellikle bir petrol şirketinin potansiyel bir alanı sondaja almadan önce atılan son keşif adımıdır. 

Diğer araştırmalardan farklı olarak, sismik araştırmalar formasyonlar hakkında daha kesin detaylar verir. 

Sismoloji, yer kabuğunun farklı kalınlıklara ve yoğunluklara sahip birçok katmana sahip olması nedeniyle işler. 

Yer kabuğundaki her farklı katman, sismik enerjiyi kendi özel karakteristikleriyle yüzeye geri yansıtır.

Sismik araştırmalar, küçük yapay olarak üretilmiş “depremlerle” başlar.

Jeofon adı verilen sensörler, yansıyan sismik dalgalarını alır ve bunları kablolar aracılığıyla bir kayıt cihazına gönderir.

Kayıt cihazı olan sismograf, bu dalgaların özelliklerini tespit eder ve kaydeder, böylece bir sismogram oluşturur.

Sismogramlar, bir sismik kesit oluşturur; bu, yer yüzeyinden aşağı doğru iki boyutlu bir dilimdir. Sismik araştırmadan elde edilen bu bilgiler, kaya türlerini, derinliklerini ve bir tuzağın (trap) olup olmadığını gösterir.

SONDAJ MÜHENDİSLİĞİ

SONDAJ

Bir petrol şirketinin keşif jeologları ve jeofizikçileri, potansiyeli yüksek bir petrol sahasından elde ettikleri verileri analiz ettikten sonra:

• Sondaj izinleri ve diğer ön hazırlık belgeleri hazır duruma getirilir.

• Ana şirket, bir sondaj şirketi ile bir sözleşme yapar. Sondaj şirketi, sondaj ekipmanlarına ve sahasına sahip olan şirkettir.

Kablo-Takımı Sondajcılığı (Cable-tool drilling)

Ağır metal bir ucu yere defalarca bırakarak, sonunda kayayı delmek ve istenen derinliğe bir delik açma yöntemidir.

• Kesilen parçalar, bir tüp ile çıkarılır.

• Günümüz teknolojisinde bu yöntem kullanılmamaktadır.

DÖNER SONDAJ

Döner sondaj, keskin, dönen bir matkap ucu kullanarak zemini delmek için kullanılır. Delik derinleştikçe, borular eklenerek kuyu derinleştirilir.

• Çoğu karadaki döner sondaj kuleleri taşınabilir.

• Bazı deniz döner sondajları mobil olup taşınabilirken bazıları sabittir yani sahanın ömrü boyunca alanda kalır.

SONDAJ ÇALIŞANLARI

Şirket Temsilcisi ya da Şirket Yetkilisi: İşletme/keşif şirketinin saha temsilcisi.

Sondaj Mühendisi: Kuyuları mümkün olduğunca güvenli ve ekonomik bir şekilde delmek için prosedürler tasarlar ve uygular.

  Sondaj yeri yetkilisi, hizmet yüklenicileri ve uygunluk personeli ile yakın bir şekilde çalışır; aynı zamanda jeologlar ve diğer teknik uzmanlarla da iş birliği yapar.

  HSE (sağlık, güvenlik, çevre) konusuna önem verir.

Takım Şefi: Sondaj yerindeki saha temsilcisi olup; sondaj kulesinde gerekli tüm araçları, ekipmanları ve malzemeleri sağlar ve şirket temsilcisine danışmanlık yapar.

Sondaj Şefi: Ekibin baş sorumlusu olup sondaj sırasında sondaj kulesinin makinalarını kontrol etmekle sorumludur. Aynı zamanda sondaj kulesinin verimli işlemesinden de sorumludur.

Vinçci:

   Diving board” veya “fingerboard” adı verilen petrol kulesine bağlı bir platformda çalışır.

   Kule deliğe açarken veya delikten çıkarken boru setlerinin ayarlanmasından sorumludur.

   Sondaj mühendisi tarafından verilen talimat doğrultusunda sondaj çamurunu kullanma ve kontrol etme sorumluluğuna sahiptir.

İki veya Üç “Roughneck”: Bir roughneck’ın görevleri, kuyu deliğine boruyu takma  işlemleriyle ilgili her şeyi içerebilir, aynı zamanda sondaj kulesi etrafındaki genel işleri de yapabilir.

Sondaj Çamuru “Mud” Mühendisi: Sondaj çamurunun özelliklerini kontrol etmekten, çamuru test etmekten ve çamuru buna göre ayarlamak için “derrickman” ile çalışmaktan sorumludur.

Sondaj Çamuru Kaydedicisi: Kuyudan alınan kaya kesimleri, çamur kaydedicisi tarafından analiz edilmek üzere toplanır ve kuyu günlüklerini petrol şirketinin jeologu için hazırlar. Kuyu delindiği süreç boyunca her zaman kuyu alanında bulunur ve kuyunun delinmesi sırasında kuyunun derinliklerinde neler olduğunu sürekli olarak izler ve analiz eder.

Jeolog: Kuyunun çevresel etkisi ve doğal kaynakların yer altındaki konumu ile ilgili jeolojik oluşumları araştırır ve şirkete bilgi verir.

Motorcu, Matkap Makinisti ve Matkap Elektrikçisi

“Casing” Ekibi

Çimento Hizmet Şirketi

Sondaj Kulesinin Bileşenleri

• Güç Sistemi
• Manevra Sistemi
• Döndürme Sistemi
• Dolaşım Sistemi

Güç Sistemi

Her sondaj kulesi, ana güç kaynağı olarak içten yanmalı motorları kullanır.

Bugün çoğu sondaj kulesi motoru dizel yakıtlıdır. Dizel motorlar, karadaki sondaj kulelerinde genellikle sondaj kulesi zemininden uzak bir mesafede yer alan büyük elektrik jeneratörlerini taşır.

Jeneratörler, sırasıyla, elektrik panosuna ve kontrol düzenine giden kablolar aracılığıyla elektrik üretir.

Manevra Sistemi

Manevra sistemi, boruları deliğe indirip çıkarmak ve matkap çubuğunun delme sırasında matkap ucu üzerindeki ağırlığını kontrol etmek için kullanılır.

Manevra sistemi, şu unsurlardan oluşur:

• Sondaj Kulesi (Derrick)
• Hareketli ve taç bloklar,
• Delme hattı,
• Çekme makarası

“Derrick”, hareketli ve taç blokları ile matkap çubuğunu desteklemek için kullanılan bir çelik kuledir.

Çekme makarası büyük, ağır bir makinedir. 

Taç ve hareketli bloklar, matkap çubuğunu yükselten ve indiren bir dizi makaradan oluşur.

Döndürme Sistemi

Döndürme sistemi, matkap ucu dönüşünü sağlamak için kullanılan tüm ekipmanları içerir.

Döndürme sisteminin başlıca parçaları şunlardır:

   – Swivel (Döner Bağlantı Elemanı)

   – Kelly 

   – Rotary table (Döner Tabla)

   – Drill pipe (Matkap Boruları)

   – Drill collars (Matkap Kolları)

“Swivel”, matkap çubuğunun ağırlığını destekler ve dönmesine izin verir.

“Swivel”, hareketli bloğun altına bağlıdır ve matkap çubuğunun dönmesine izin verir.

        Swivel

Döner tabla döndükçe “kelly” de döner. “Kelly”nin hareketi, matkap çubuğunu ve matkap ucunu döndürür.

Matkap çubuğunun büyük bir kısmı matkap borusundan oluşur. Matkap borusu, çapları 4 ila 5 inç arasında değişen, yaklaşık 30 fit uzunluğunda yuvarlak çelik borulardır.

Döner matkap çubuğunun alt bölümü, matkap kollarından oluşur. Matkap kolları, bit üzerine ağırlık uygulamak ve matkap borularının bükülmesini önlemek için kullanılan ağır çelik borulardır.

Yer altında bir delik açma işlemi, matkap uçlarıyla yapılır.

• Döner matkap uçları genellikle tasarımlarına göre sınıflandırılır:

   – “Drag” uçları: Sabit kesici bıçaklara sahiptir, matkap çubuğuyla birlikte birim olarak döner.

   – “Rolling cutter” uçları: Genellikle bit döndükçe serbestçe dönebilen üç parçadan oluşur.

A. freze dişli matkap ucu,

B. tungsten-karbit matkap ucu,

C. elmas matkap ucu,

D. drag matkap ucu.

Dolaşım (Circulating) Sistemi

Dolaşım sistemi, sondaj çamurunu dolaştırılmasını sağlar.

Sondaj çamuru genellikle kil ve diğer malzemelerin su içinde süspansiyonu kuyudaki fazla olan kaya veya diğer parçacıkları uzaklaştırır ve matkap ucunun soğumasını ve yağlanmasını sağlar.

Dolaşım sisteminin başlıca bileşenleri şunları içerir:

• Matkap pompaları ve matkap çukurları
• Sondaj çamuru karıştırma ekipmanı
• Atık giderme ekipmanı

Sondaj çamuru şu sırayla hareket eder:

– Çelik tanklar

– Matkap pompası

– Matkap çubuğu

– Matkap ucu

– Matkap çubuğu ile kuyu arasındaki halka boşluğu

– Atık (Kontaminan) giderme ekipmanı

– Emme tankına geri dönüş.

Sonunda, sondaj çamuru, matkap geri dönüş hattı adı verilen bir çelik boru aracılığıyla delikten çıkar ve shale shaker adı verilen titreşimli, ekran benzeri bir cihaz üzerinden düşer.

Matkap çukurlarına yerleştirilen karışımın sıvı ve katıları arasında homojen bir karışımı korumaya yardımcı olan karıştırıcılar bulunmaktadır.

Eğer matkap sırasında ince silt veya kum deliniyorsa, desilter veya desander adı verilen cihazlar eklenmiş olabilir.

Formasyonda az miktarda gaz varsa, degasser adı verilen bir cihaz da eklenir.

Kuyu Kontrol Sistemi

Kuyu kontrol sistemi, kuyu içindeki formasyon sıvılarının kontrolsüz akışını önler.

Kuyu İzleme Sistemi

Güvenlik ve verimlilik gereklilikleri kuyunun tam zamanlı olarak izlenmesini gerektirir.

Cihazlar, derinlik, penetrasyon hızı, kaldırma yükü, döner hız, döner tork, pompa hızı, pompa basıncı, sondaj çamuru yoğunluğu, sondaj çamuru sıcaklığı, sondaj çamuru tuzluluğu, sondaj çamurunun gaz içeriği, havanın tehlikeli gaz içeriği, çukur seviyesi ve sondaj çamuru akış hızı gibi parametreleri kaydedebilir veya gösterebilir.

Referanslar

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