Ege Bölgesindeki Derin Sondaj Uygulamaları ve Alınan Dersler

Ege’deki derin sondajlarda önemli veriler elde edilmiştir. Sondaj derinlikleri 3000 metrelere, kuyu dibi sıcaklıkları 288 °C derecelere ulaşmıştır. Bu derinlik ve sıcaklıklarda daha önce karşılaşılmayan sorunlar meydana gelmiş ve sorunlar tam olarak çözümlenmediği için kuyuların üretim kalitesini etkilemiştir. Muhtemelen kuyuların ömrünü de etkileyecektir.


Tipik (!) sondaj kulesi. Görüntü: CA


Göremeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=AH80_jJGxa0


Göremeyenler için http://www.trthaber.com/videolar/jeotermal-patlamalara-cozum-bulunamiyor-7525.html


Göremeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=1rDvsWa-FN0

GİRİŞ
Sondajların düşük maliyetli ve kaliteli olmasınıetkileyen bir çok husus vardır, en önemlileri şöyledir;
– Sondaj sıvısı
– Casing design ve çimentolama
– Sapma kontrolu
– Kuyu bitirme testleri
– Sondaj takibi

SONDAJ SIVISI
Açılan derin sondaj kuyularının üst kısımlarda uygulanan sondaj sıvı programları genelde başarılıdır. Rezervuar bölümde ise sorunlarla karşılaşılmıştır. Genellikle kaçaklı olan bu bölümde klasik yöntemlerle çalışılmıştır. Kısmi kaçaklı ve tam kaçaklı seviyelerde rezervuara oldukça fazla çamur kaçırılmıştır. Bu çamurla birlikte kesilen kırıntıların bir kısmıda çatlaklara gönderilmiştir. Oysa bu seviyelerde UBD veya NBD (under, near balance drilling) çalışılması gereklidir. Dünyada gittikçe yaygınlaşan bu sistemde rezervuar minimum kirletilmektedir. Under balance drilling ile kısaca bilgi vermek gerekirse;

Jeotermal kuyularda su seviyesinin yüzeyden yüzlerce metre derinlerde olduğu durumlara sık rastlanmaktadır. Buralarda su seviyelerin üstündeki formasyon pore pressure (gözenek basıncı) sıfırdır. Su seviyelerinin altında ise bu basınç derinlikle, formasyon sıcaklığına bağlı olarak artar. Kuyudaki sondaj akışkanı ile formasyon basıncı arasındaki dengesizlik kaçağa neden olur.

Kaçak, sondaj akışkanına kaçak önleyici katarak veya çimento yaparak önlenmeye çalışılır. Ancak bu durum, sondajın üst seviyelerinde iken yapılabilir. Rezervuarlarda LCM (lost circulation material) veya çimento kullanımı kirlilik yaratacağı ve üretimde ciddi düşüşlere neden olacağı için kullanılmaz. Bu konu batı ülkelerinde özellikle yeni jeotermal yasalarında ve yönetmeliklerinde net olarak belirtilir.

Rezervuarın delinmesi sırasında çamur kullanımı çatlakların tıkanmasına ve sonrasında kuyu inkişafında yeterli temizliğinin neredeyse imkansız hale gelmesine neden olmaktadır (Yüksek basınçlı rezervuara sahip jeotermal alanların bazı kısımlarında kuyu kendini temizleyebilmekte ama burada da kuyudaki transmissivite (kh, iletimlilik) değerinin uygun delinmesi ve inkişafının yapılabilmesi halinde daha yüksek olacağı literatürde takip edilmektedir).

Rezervuarın delinmesi sırasında çamur kullanılmasa ve su ile delinse bile yine denge sağlanamayıp kaçakların olması söz konusudur. Bu durumlarda devri daim olmadan kör ilerlenmekte ve kesilen kırıntıların çatlaklara gitmesine neden olunmaktadır. Özellikle derinlerdeki (>2000 metre) rezervuarların delinmesi sırasında kesilen kırıntılar WOB (weight on bit, matkap üzerindeki ağırlık) değerlerinin belirsizliği ve yetersizliği nedeniyle daha ince olmaktadır. Kaçakların kısmi olması halinde kırıntıların bir kısmı dışarı alınabilmektedir ama geri kalan çatlaklara dolmaktadır. Devridaimin hiç olmaması durumunda ise bütün kırıntılar çatlaklara gitmektedir.

Böyle bir durumdaki olumsuzluklar şöyle sıralanabilmektedir.

– Kırıntı hiç gelmemesi durumunda kuyudan bilgi alınamamaktadır (formasyon, rezervuar, sıcaklık vs.).

– Zaman zaman bu kırıntılar kuyuya akmakta ve takım sıkışıklığına neden olmaktadır.

– Çatlaklar, kırıntıların kaçak önleyici gibi görev yapması nedeniyle tıkanmaktadır.

– Kuyunun inkişafında özellikle güçlü, yeterli tahriklere ihtiyaç duyulmakta ve çoğu zaman bu durum
hava paketi (compressor+booster, sıkıştırıcı+güçlendirici) olmadığı için sağlanamamaktadır.

Bu nedenle kuyuların bu bölümünde son zamanlarda havalı su (aerated water) kullanılmaktadır. Son yıllarda HGS (hollow glass sphere, cam baloncuk) da kullanılmaya başlanmıştır. Bu şekilde, kullanılan akışkanın yoğunluğu düşürülmekte ve sirkülasyon sağlanmaktadır. Böylece kuyu problemleri ve rezervuar kirliliği engellenmektedir ve kuyu üretime açıldığında kuyu temizliği problemleri yaşanmamaktadır.

Özetle söylemek gerekirse yerin altında mevcut olan çatlak sistemindeki suyu çıkarmak için yapılan delme işleminde rezervuara verilen kirlilik kalıcı olmakta ve örneğin 800 T/H (ton/saat) üretim yapacak kuyu yerine sadece 100-200 T/H debi elde edebilirsiniz (hatta 0 üretim). Yani bir jeotermal sahada daha az maliyetle aynı akışkan elde edilebilir, veya aynı maliyete daha fazla akışkan sağlanabilir. Mevcut durumda ise, firmalar, hedefledikleri enerji için daha fazla harcama yapmaları söz konusudur. ÇOK DAHA ÖNEMLİSİ ARAŞTIRMA VEYA İŞLETME RUHSATINI ALDIKLARI YERALTI KAYNAKLARININ MİNİMUM KAPASİTEDE KULLANIMLARINA NEDEN OLMAKTADIRLAR VE ONBİNLECE YILDIR SUYUN DOLAŞTIĞI ÇATLAKLARIN ÇOĞU ARTIK KALICI OLARAK TIKANMAKTADIR VE YENİLENEBİLİR KAYNAK ARTIK YENİLENEMEZ HALE GELMEKTEDİR.

CASING DESIGN VE ÇİMENTOLAMA
Casing tasarımlarında bölgede birçok sahada hatalı olarak 20″ casing iptal edilmektedir. Bu konuda literatür taraması yapılırsa dünyada böyle uygulamaların yapılmaması için bazı ülkelerde yasa ve yönetmeliklerde bile ilgili maddelerin olduğu görülebilir. Örneğin USA (ABD) ve Kanada’nın birçok eyalet yasasında böyle maddeler vardır.

USA da bu maddeler “ten percent” diye adlandırılmaktadır zira çoğu yasada “yüzey borusunun toplam kuyu derinliğinin %10’dan daha az olamaz” diye maddeler mevcuttur. Açılan kuyular uzun vadede daha ekonomik, güvenli, verimli ve çevreyle barışık olacaktır.

Çimentolama konusundaki problemler nedeniyle casing’lerin uzun yıllar dayanıp hizmet verebilmesi son derece kuşkuludur. Nedenleri şöyledir;

– Master valfın bağlı olduğu 13 3/8” casing çimentolamalarının çoğunda yüzeyde çimento yoktur ve top-job işlemi yapılmıştır. Top-job işleminde indirilen 1” lik su borusu çimento yüzeyine kadar indiği varsayımıyla buradan çimento basılmaktadır. Ancak su borusunun çimento yüzeyine oturmasının hiçbir garantisi yoktur. Casing manşonu veya kendi manşonu takılabilir. Çimento bazı kuyularda boru içinden yapılmadan önce casing kesilmekte ve anülüse su kaçırılmaktadır. Ayrıca 1” lik su borusunda basılan debi çok düşük olup çimentolama tekniğine uygun değildir. Anülüste çimentosuz kalan kısımlar daha sonra üretim halinde borunun çeşitli deformasyonlarına neden olabilmektedir. Ayrıca burada kalan akışkanın buhar basıncı çok yüksek değerlere çıkıp casing’i içe doğru patlatmaya yetmektedir. casing’in daha fazla gerilimine neden olmaktadır.

– 9 5/8” üretim casing çimentolamalarında boruların yine büyük çoğunluğunda yüzeyde çimento eksiktir. Su borusuyla olmak yapılmaya çalışılan çimentoların yüzeye kadar yapıldığı kuşkuludur.

– Dünyadaki uygulamalarda, kuyu bitiminde, casing çimentosu ve casing çeşitli ölçümlerle kontrol
edilmektedir. Bunlar örneğin;

– Hot hole corrosion instrument(HHCC)
– Casing inspection caliper survey (CIC)
– Cement bond log (CBL)
– Down hole video camera
– Casing collar locator
– Electro magnetic casing corrosion detection
– Multifinger caliper tool
– Acoustic tool
– Casing potential profile tool
– Cement evaluation log

Bölgede hiçbir kuyuda casing ve çimento için ölçüm yapılmamaktadır.

SAPMA KONTROLU
Bölgede kullanılan sondaj makineleri petrol ve gaz sondajlarında kullanıldıklarından genellikle sedimanter formasyonlarda çalışan ve özellikle düşük çaplardaki stabilizasyon ekipmanları sert formasyona uygun değildir. Örneğin sleeve tipli stabilizerların 120 °C üzerinde kullanılmaması önerilmektedir (Drillco, Smith). Kulelerde her an eğim ölçümü yapacak wireline vinçleri de çoğunda olmayıp ancak çıkışlarda totco atarak eğim öğrenilebilmektedir. Ama sert ve aşındırıcı formasyon nedeniyle hızla çaptan düşebilen stabilizerin kuyuda eğimin artmasına neden olduğu çok geç anlaşılmaktadır. Aynı yöne sabit açıyla delmeye devam edilmeyip WOB değerini azaltarak açıyı hızla düşürmeye yönelince de dogleg (köpek ayağı) oluşturulmakta ve aşırı sürtünme ve torklara neden olmaktadır. Sürtünme artınca matkaba verilen ağırlık doğru dürüst bilinememekte ve genelde uygun WOB verilememektedir. Bu ise ilerleme hızlarının aşırı yavaşlamasına neden olurken öğütülen kırıntılar adeta un gibi olup zaten kaçaklı ilerlenirken bu kırıntıların çatlaklara girmesine neden olunmaktadır. Özellikle sürtünme ve tork değerleri kuyuların erken bitirilmesine neden olmaktadır.

KUYU BİTİRME TESTLERİ
Sondaj biter bitmez akış temizliği, kuyu temizlenene kadar yapılması gerekirken kuyular kirli kapatılmaktadır. Daha sonraları ise asitleme ile üretim artışları sağlanmaya çalışılmakta ancak ilerleme sırasında oluşan kirlilikler genellikle kalıcı olmaktadır.

Kuyular tam açık ve dikey üretime açılması ideal iken genelde temizlik testinde ilk 100-200 metreden, genellikle 5” lik DP’ler (Drill colar, tij) indirilerek içinden hava basılmaktadır. Bunların tool jointleri 6 3/8” çapındadır. Bu şekilde üretimden sonra kuyu kapatılmaktadır. 9 5/8″ üretim casing’in iç çapı 8,681″ (47 ppf) olmasına rağmen DP’lerin yüzey alanı %33, tool jointler dikkate alındığında %54 daralttığı görülmektedir.

SONDAJ TAKİBİ
Bu konu en kritik konulardan biri olup öncelikle ele alınması gereken husustur. Derin sondajların takibi, dünyada genelde 2+1 mühendis tarafından yapılmaktadır. 2 mühendis işte iken üçüncüsü izinde olarak çalışılmakta ve sahada 12+12 saat üzerinden sondaj firmasını yönlendirilmektedir. Bizde ise çoğu firmada mühendis 1 tanedir.

Bazılarında ise hiç yoktur ve işler tamamen sondaj firmasının insafına bırakılmaktadır.

Bazı firmalar işleri sondör seviyesinde elemanlarla sürdürmeye çalışmaktadırlar.

Bu konular genellikle ilgili devlet kurumları tarafından kontrol edilememektedir. Yasa ve yönetmeliklere göre yeni mezun bir mühendis imzasının bile yeterli olması, daha sonra yatırımcıların kayıplarına ve yeraltı kaynaklarının heba olmasına neden olacaktır.

Yatırımcıların daha fazla para kaybetmemeleri için bu konuya önem vermeleri gerekir. İşin anahtar teslimi
şeklinde verilmemesi halinde eleman bulunamıyorsa gerekirse yurt dışından temin edilmesi gerekir.

SONUÇ VE ÖNERİLER
Kuyuların özellikle rezervuar bölümleri uygun açılmalıdır. Kuyu bitirilmesinin ardından temizlik akışları daha uzun sürelerde yapılmalıdır. Sondaj makinesi henüz sahada çalışırken her kuyu için casing ve çimentolamaların kontrolüne yönelik ölçümler yapılmalıdır. Hasarlı bir casing’in başlarda üretimi etkilemeyebileceği ve hasarın anlaşılmasının imkansız olabildiği literatürden takip edilmektedir. Erken tespit edilebilecek bir hasarın tamirat maliyeti düşük olacaktır, aksi halde sahaya daha sonra getirilecek kulenin mob (mobilizasyon) ve demob (demobilizasyon) ücretleri, beklemelerle oluşacak enerji kayıpları, olası çevreye verilebilecek zararlarla maliyetin boyutları tahminlerin çok ötesinde olabilir.

Yasa ve yönetmeliklerin eksiklikleri olabilir ancak dünyadaki uygulamalara bakarak çalışmak hem firma için hem de ülkemiz için çok yararlı olacaktır.

Problemler tartışmaya açılmalı ve firmaların ticari kaygıları nedeniyle gizli tutulan hususlar daha sonra çok daha fazla maliyete neden olacağı için tartışmalardan kaçınılmamalıdır.


İzleyemeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=JFEI48G2FmE


İzleyemeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=FiKclm1a_Mk


İzleyemeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=4iW_AMsZoWg

Metnin bütün hakları Mehmet Tuğran’a (Maden Mühendisi) aittir. Orijinal yazı Derinden E-Dergisi’nin Şubat 2012 tarihli 9. sayısında yer almaktadır. Metnin bir yeri yazarı tarafından değiştirilmiş, birkaç küçük değişiklik yapılmış, birçok görüntü eklenmiştir.

Ege Bölgesindeki Derin Sondaj Uygulamaları ve Alınan Dersler” için bir yorum

  • 28 Temmuz 2016 Perşembe - 16.14 tarihinde, saat 16:14
    Permalink

    Gerçekten faydalı bir yazı olmuş. Jeoloji mühendisliği okuyorum. Geçen hafta su sondajıfirmaları ile ilgili bir sunum yapmıştım. Bu hafta da Kuyu bitirme testleri ile ilgili bir sunumum var. Yazandan da, paylaşan da Allah razı olsun. 🙂

    Yanıtla

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir