ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ ERZURUM CİVARINDA YER ALAN BİR KUYUDA GEÇİLEN ÜST OLİGOSEN YAŞLI KUMTAŞLARININ DİYAJENEZİ M. Fatih GÜLTEKİN JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET ERZURUM CİVARINDA YER ALAN BİR KUYUDA GEÇİLEN ÜST OLİGOSEN YAŞLI KUMTAŞLARININ DİYAJENEZİ Yüksek Lisans Tezi M. Fatih GÜLTEKİN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Aynur BÜYÜKUTKU Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında Doğu Anadolu Havzası nda bir alt basen olarak yer alan Aşkale Havzası Erzurum civarında açılan bir sondaj kuyusunda geçilen Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek Formasyonu kumtaşlarının diyajenezi tamamen yer altı verilerinden yararlanılarak belirlenmiştir. Çalışma sırasında laboratuar çalışmaları yoğunluk kazanmıştır. Çalışma alanı genel olarak Pleyistosen yaşlı flüvyal sedimanlarla örtülü olduğu için alanın stratigrafisine ilişkin bilgiler karot ve kırıntı numuneleri ve kuyu logları ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. İnceleme alanında açılan 1 adet sondaj kuyusunda Üst Oligosen yaşlı kumtaşlarının yaklaşık 30 seviyesinden alınan kırıntı ve karot örnekleri, binoküler ve optik mikroskopta incelenerek sedimantolojik ve sedimanter petrografik özellikler belirlenmiştir. Gerçekleştirilen laboratuar analizleri ile Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek Formasyonu kumtaşlarının diyajenetik özellikleri belirlenerek, diyajenezin hidrokarbon araştırmaları ile ilişkisi ortaya konulmuştur. Haziran 2010, 85 sayfa Anahtar Kelimeler: Karot, kuyu logları, diyajenez, hazne kaya, hidrokarbon I

3 ABSTRACT DİAGENESİS OF UPPER OLİGOSEN AGED SANDSTONES FROM A WELL WICH LOCATED ERZURUM AREA Master Thesis M. Fatih GÜLTEKİN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Advisor: Assoc. Prof. Dr. Aynur BÜYÜKUTKU In the study, diagenesis of Upper Oligocene aged Kömürlü and Penek Formation sandstones in a well Erzurum around which located at Aşkale sub-basin in the East Anatolia were determined by using completely the subsurface datas. During the study laboratory woks were done densitely. The reason that the study area covered generally by fluvial sediments of Pleistocene, stratigraphic informations were obtain by combining the core and detritic samples and well logs. Core and detritic samples taken from approximatelly 30 different levels of a drilling well were investigated and sedimantological and sedimentary petrographic properties were determined by binocular and optical microscopes. Diagenesis properties of Upper Oligocene aged Kömürlü and Penek Formation sandstones were determined using laboratory analysis and it was determined that diagenesis and its relation to hydrocarbon explorations. Jun 2010, 85 pages Key Words: Core, well logs, diagenesis, reservoir rock,hydrocarbone II

4 TEŞEKKÜR Çalışmalarımı yönlendiren, bilgi ve deneyimlerini paylaşan ve bana her zaman vakit ayıran çok değerli danışman hocam Ankara Üniversitesi öğretim görevlisi Sn. Doç. Dr. Aynur BÜYÜKUTKU ya, laboratuvar analizlerimde katkılarını esirgemeyen TPAO elemanlarından Sn. Erhan YILMAZ, Sn. Bora ÇANGA ve Sn. Tuğrul TÜZİNER e, Hacettepe Üniversitesi nden Sn. Prof. Dr. Abidin TEMEL e, analiz sonuçlarında yorumlarını aldığımız MTA dan Sn. Mustafa ALBAYRAK a çalışmamızın her aşamasında yardımlarına başvurduğumuz Sn. Ömer ŞAHİNTÜRK e katkılarından dolayı teşekkür ederim. Her zaman yanımda olan,beni destekleyen,benim için emek veren değerli aileme ve dostlarıma çok teşekkür ederim. M. Fatih GÜLTEKİN İstanbul, Haziran 2010 III

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... ABSTRACT... TEŞEKKÜR... SİMGELER DİZİNİ... ŞEKİLLER DİZİNİ... ÇİZELGELER DİZİNİ... i ii iii vi vii x 1. GİRİŞ COĞRAFİK ANALİZ Coğrafik Konum Çalışmanın Amacı Çalışma Alanı BÖLGESEL JEOLOJİ ÇALIŞMA YÖNTEMİ STRATİGRAFİ Penek Formasyonu Kömürlü Formasyonu Adilcevaz Formasyonu Zırnak Formasyonu Aras Formasyonu KAYNAK ÖZETLERİ SEDİMANTOLOJİ VE SEDİMANTER PETROGRAFİ Kömürlü Formasyonu IV

6 7.2 Penek Formasyonu Kil Mineralleri Analizleri X- Işınları İncelemesi Kömürlü Formasyonu Penek Formasyonu SEM Analizleri Kömürlü Formasyonu Penek Formasyonu DİYAJENEZ LOG ANALİZİ Gamma Ray Logu ile Killilik Tayini HİDROKARBON ARAŞTIRMALARINDA DİYAJENEZİN ROLÜ SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ V

7 SİMGELER DİZİNİ B B-D D DAF Fm G GB K KAF KD Km M MTA SEM Str TPAO XRD Q Batı Batı-Doğu Doğu Doğu Anadolu Fayı Formasyon Güney Güney-Batı Kuzey Kuzey Anadolu Fayı Kuzey-Doğu Kilometre Metre Maden Tetkik Arama Taramalı Elektron Mikroskobu Stratigrafi Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı X-Ray Difraktogramı Kuvars VI

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 İnceleme kuyusunun lokasyon haritası... 3 Şekil 3.1 Doğu Anadolu Aşkale Havzasının Jeolojik ve Tektonik Haritası... 5 Şekil 5.1 Aşkale alt havzasının stratigrafik kolon kesiti... 9 Şekil 5.2 İnceleme kuyusunda geçilen Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek formasyonlarının litostratigrafik kesiti Şekil 7.1 İnceleme kuyusundan alınan karotların fotoğrafı Şekil 7.2 Kömürlü formasyonu kumtaşlarından alınan örneğin ince kesit görüntüsü Şekil 7.3 Kömürlü formasyonu kumtaşlarının ince kesit görüntüsü Şekil 7.4 Kömürlü kumtaşları orta kötü boylanma gösterdiği görüntü Şekil 7.5 Kömürlü Formasyonu kumtaşlarında kuvars büyümesi görüntüsü Şekil 7.6 Penek formasyonu kumtaşlarında ince kesit görüntüsü Şekil 7.7 Penek formasyonu kumtaşlarında ince kesit görüntüsü Şekil 7.8.a Penek formasyonu kumtaşlarına ince kesit tek nikol görüntüsü Şekil 7.8.b Penek formasyonu kumtaşlarına ince kesit tek nikol görüntüsü Şekil 7.9 Penek Formasyonu taneler arasındaki demir bağlayıcının görüntüsü 29 Şekil 7.10 Penek formasyonu (3570 m.) çift nikol ince kesit fotoğrafı Şekil 7.11 Kömürlü ve Penek formasyonu McBride,1963 diyagramı Şekil 7.12 Kömürlü formasyonu kumtaşı örneği tüm kayaç analizi Şekil 7.13 Kömürlü formasyonu kumtaşı örneği tüm kayaç X-ray difraktogramı VII

9 Şekil 7.14 Kömürlü formasyonu kumtaşları örneğinin tüm kayaç X ray difraktogramı Şekil 7.15 Kömürlü formasyonu kumtaşlarının tüm kayaç X ray difraktogramı Şekil 7.16.a Kömürlü formasyonu kumtaşları Tüm kayaç X Ray difraktogramı 37 b Kömürlü formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (normal çekim) c Kömürlü formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (glikollü çekim) d Kömürlü formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (fırınlanmış çekim).. 40 Şekil 7.17.a Penek formasyonu kumtaşı örneğinin tüm kayaç difraktogramı b Penek formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (normal çekim) c Penek formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (glikollü çekim) d Penek formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (fırınlanmış çekim) Şekil 7.18 Penek formasyonu kumtaşları tüm kayaç difraktogramı Şekil 7.19 Penek formasyonu kumtaşlarına ait tüm kayaç analizi Şekil 7.20 Penek formasyonu kumtaşlarına ait tüm kayaç difraktogramı Şekil 7.21 Penek formasyonu kumtaşlarına ait örneğin tüm kayaç difraktogramı 49 Şekil 7.22.a Kömürlü formasyonu SEM fotoğrafı b Şekil 7.22.a örneğinin EDS spektrumu Şekil 7.23.a Gözeneğe doğru ilerlemiş bir Feldspat mineralinin SEM fotoğrafı 52 b Şekil 7.23.a örneğinin EDS spektrumu Şekil 7.24.a Kömürlü Formasyona ait SEM fotoğrafı b Şekil 7.24.a örneğinin EDS spektrumu Şekil 7.25.a Karot 2/1 den alınan numunenin SEM görüntüsü b Şekil 7.25.a örneğinin EDS spektrumları VIII

10 Şekil 7.26.a Kömürlü formasyonu kumtaşlarında (1) SEM görüntüsü b Şekil 7.26.a örneğinin EDS spektrum görüntüsü Şekil 7.27.a Kömürlü formasyonu kumtaşları SEM görüntüsü b Kömürlü formasyonu kumtaşları ait (1) örneğin EDS spektrumu c Şekil 7.27.a örneğinin EDS spektrum görüntüsü Şekil 7.28.a Kömürlü formasyonuna kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı görüntüsü 61 b Şekil 7.28.a örneğine ait EDS spektrum görüntüsü Şekil 7.29.a Kömürlü formasyonuna ait örneğin SEM görüntüsü b Şekil 7.29.a örneğine (1) ait EDS spektrum görüntüsü Şekil 7.30.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı b Penek formasyonu Şekil 30.a örneğinin (1) EDS spektrumu Şekil 7.31.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı b Penek formasyonu kumtaşlarının (1) noktasının EDS spekrumu Şekil 7.32.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı b Şekil 7.32.a örneğine ait minerallerin (1) EDS spektrumu c Şekil 7.32.a örneğine ait minerallerin (2) EDS spektrumu Şekil 7.33.a Penek formasyonu kumtaşlarının SEM görüntüsü b Şekil 7.33.a örneğine ait (1-2-3) EDS spektrumları Şekil 7.34.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait örneğin SEM fotoğrafı b Penek formasyonu kumtaşına ait (1) noktasının EDS spektrumu.. 69 Şekil 8.1 Diyajenetik sekans şeması Şekil 9.1 İnceleme Kuyusu Log verileri Şekil 9.2 İnceleme yapılan kuyunun 2348 m m arası log verileri Şekil 9.3 Kuyunun 3060 m m arası log (GR, NPHI ve RHOB) verileri.. 75 IX

11 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 7.1 Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının sedimanter Petrografik analiz tablosu Çizelge 10.1 Hazne kaya değerlendirmelerinde kullanılan gözeneklilik ve geçirgenlik değerleri X

12 1.GİRİŞ Doğu Anadolu Havzası nda petrol ve doğal gaz araştırmaları 1960 yıllarında MTA tarafından başlatılmıştır. 40 yılı aşkın bir süre içinde 22 araştırma kuyusu delinmiştir. Yoğun araştırmalara rağmen bölgede herhangi bir ticari hidrokarbon üretimi elde edilememiştir. Doğu Anadolu Bölgesinde Tersiyer çökelleri ile kaplı birden çok alt basen (Aşkale, Pasinler - Horasan, Bayburt-Kars, Tekman-Karayazı-Ağrı, Tuzluca-Iğdır ve Hınıs-Muş-Van havzaları) yer almaktadır. Bu havzaların gerek tektonik özelliği ve gerekse fasiyes özelliği petrol olanakları yönünden önemlidir (Kurtman ve Akkus 1971). İnceleme kuyusunun yer aldığı Aşkale alt baseninde Üst Oligosen kumtaşları yüzeyde mostra vermemektedir. Şimdiye kadar havza stratigrafisi ve tektoniğine ilişkin bilgiler karot ve kırıntı numuneleri, kuyu logları ve sismik kesitlerle elde edilmiştir. Havzada Tersiyer sedimanlarının kalınlığı 5000 m. ye kadar ulaşır. Bu araştırmada Doğu Anadolu havzası içinde bir alt basen olarak yer alan Aşkale havzasında Erzurum ili GB da açılan bir sondaj kuyusunda geçilen Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının tamamı yer altı verileri kullanılarak (karot, kırıntı ve kuyu logları) diyajenezinin belirlenmesi ve hidrokarbon aramaları ile ilişkisinin ortaya konulması amaçlanmıştır. 1

13 2.COĞRAFİK ANALİZ 2.1 Coğrafik Konum İnceleme kuyusu, Erzurum iline 52 km uzaklıkta olan Aşkale ilçesindedir. Aşkale, Erzurum ilinin Güneybatısında yer almaktadır. Aşkale, deniz seviyesinden 1650 m. yükseklikte olup Karasu vadisi içerinde yer alır. Kuzeybatısında Bayburt ve Neftlik, kuzeyinde İspir, güneydoğusunda Çat ve kuzeydoğusunda Pasinler ilçesi ile çevrilmiştir (Şekil 2.1). 2.2 Çalışmanın Amacı Bu araştırmada Doğu Anadolu havzası içinde bir alt basen olarak yer alan Aşkale havzasında Erzurum ili GB da açılan bir sondaj kuyusunda geçilen Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının diyajenezinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşabilmek için inceleme kuyusundan alınan kuyu logları, kırıntı ve karot örneklerinin analiz sonuçları karşılaştırılmalı bir şekilde değerlendirilmiştir. Söz konusu kuyuda tamamen yeraltı verilerinden yararlanılarak Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının sedimantolojik sedimanter petrografik, diyajenetik ve petrofiziksel özelliklerinin araştırılarak; 1- Bir kuyudan alınan karot ve kırıntı örneklerinin sedimantolojik ve sedimanter petrografik özelliklerinin belirlenmesi 2- Diyajenetik oluşumların ve kil minerallerinin belirlenmesi 3- Diyajenez sonucu oluşan ikincil gözenek alanlarının belirlenmesi ve diyajenez ile hidrokarbon ilişkisinin ortaya çıkarılması tezin amacını oluşturmaktadır. 2

14 2.3 Çalışma Alanı İnceleme yapılan kuyu Doğu Anadolu Bölgesi nde, Erzurum un güneybatısında Aşkale ilçesinde yer almaktadır (Şekil 2.1). Şekil 2.1 İnceleme kuyusunun lokasyon haritası 3

15 3. BÖLGESEL JEOLOJİ Doğu Anadolu Platosu km 2 ye varan alanıyla Alp-Himalaya dağ sistemi boyunca yer alan bir yüksek platodur (ortalama kalınlık~2 km) (Şengör ve Kidd 1979). Bölgenin bu yüksekliğe ulaşması Serravalian dan (~13 milyon yıl) günümüze uzanan bir süreçtir ve Arabistan ve Avrasya nın çarpışması ile başlamıştır (Şengör ve Kidd 1979, Dewey vd. 1986). Doğu Anadolu Yüksek Platosu nun jeolojisi en iyi şekilde neotektonik ve paleotektonik kayaç grupları ile temsil edilir. Platonun paleotektonik yapıları kendilerini üç temel tektonik birim halinde gösterir: (1) Doğu Rodop-Pontid yayı Albiyen-Oligosen yaşında güneye bakan magmatik bir yaydır. Bu yay, Avrasya kıta kenarının altına, kuzeye doğru dalan bir dalma-batma sistemi tarafından oluşturulmuştur (Yılmaz vd. 1997). Geniş ölçekli bir geri sıkıştırma (backthrusting) zonu Kratese yaşlı ofiyolitik melanj naplarını bunun güney kenarına getirmiştir. Bunlar Doğu Anadolu Yığışım Kompleksi nin en gerideki parçalarıdır (Şengör ve Yılmaz 1981). (2) Doğu Anadolu Yığışım Prizması; Doğu Anadolu Yüksek Platosu nda Adilcevaz kireçtaşı görüldüğü her yerde (Burdigalian- Langhiyen) bunun üst Kratese ofiyolitik melanj ve Pliyosenden üst Oligosene kadar fliş sekansları içerdiği bilinmektedir. Kuzeyden güneye gidildikçe fliş gençleştiği gibi çevresi de Kratese den Oligosen e doğru sığlaşır. Kuzeyde Oligosen uyumsuz bir örtüdür (Tüysüz ve Erler 1995). (3) Bitlis-Pötürge Masifi: Doğu Anadolu Yığışım Kompleksi Muş süturu boyunca çok deforme olmuş metamorfik masiflerle temas halindedir. Doğu Anadolu da neotektonik dönem Adilcevaz kireçtaşının sudan çıkması ile başlar, bunun hemen ardından yüksek plato sedimantasyonu ve volkanik kayaçlar başlamıştır. Doğu Anadolu Havzası nda Üst Miyosen den günümüze kadar olan sedimantasyon lokal havzalarla sınırlanmıştır. Çalışma konusunu oluşturan Aşkale Havzası bu 4

16 havzalardan birisidir Bu havza genellikle gölsel ve fluviyal fasiyesleri içeren ince-kaba taneli detritik kayaçlar tarafından hızlıca doldurulmuş çöküntü havzasıdır (Şekil 3.1 ve 5.1). Doğu Anadolu da rastlanan en genç denizel çökeller Serravaliyen yaştadır (Gelati 1975). Platoda en sık rastlanan sedimanter kayalar Miyosen den günümüze karasal konglomeralar, şeyl ve marn içeren kumtaşları ve ters faylarla sınırlanmış doğu batı uzanan havzalarda çökelen evaporitlerdir (Şengör vd. 1985, Şaroğlu ve Yılmaz 1986). Doğu Anadolu Yüksek Platosu ndaki en önemli aktif yapılar KD-GB ve GD-KB uzanan doğrultu atımlı faylar ve daha az sayıda D-B uzanan ters faylardır (Şengör vd. 1985, Dewey vd. 1986, Bozkurt, 2001). Plio-pleistosen sedimanter kayaların kıvrım eksenleri de genellikle D-B uzanır (Şengör vd. 1985, Dewey vd. 1986, Şaroğlu ve Yılmaz 1986). Bütün bu gözlemler platonun en az ~15 milyon yıldan beri sıkışmakta olduğunu göstermektedir, ne var ki bu sıkışma daha aktiftir ve ters faylardan daha çok doğrultu atımlı faylarla kontrol edilmektedir (Şengör vd. 1985). Şekil 3.1 Doğu Anadolu Aşkale Havzasının Jeolojik ve Tektonik Haritası (Gedik 1984) 5

17 4. ÇALIŞMA YÖNTEMİ İnceleme alanı genelde pleyistosen yaşlı fluvial (akarsu sedimanları) sedimanlarla örtülü olduğu için havzanın stratigrafisine ait bilgiler tamamen yer altı verilerinden (karot, kırıntı örnekleri ve kuyu logları) yararlanılarak elde edilmiştir. Bunun sonucu olarak da saha gözlemlerinin yerine laboratuvar çalışmaları yoğunluk kazanmıştır. İnceleme kuyusundan derlenen yaklaşık 30 adet örnek laboratuvarda aşağıdaki bir takım analizlere tabii tutulmuştur. Birimlerin litostratigrafik özelliklerinin belirlenmesi amacı ile petrografik ince kesitler yapılmıştır. Laboratuvar analizleri çeşitli kurumlarda gerçekleşmiştir: Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı Araştırma Laboratuvarlarında ; Karotların makroskobik olarak ve kırıntı örneklerinin binoküler mikroskopta incelenmesi İnce kesit yapımı ve petrografik incelemeler Tüm kayaç analizleri (X- ray Difraktometre) Kil Mineralleri Analizleri ( X- Ray Difraktometre) Taramalı Elektron mikroskop (SEM) Enerji Dispersive spektroskopy (EDS) analizleri Hacettepe Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği laboratuvarlarında; Tüm kayaç analizleri ( X-Ray Difraktrometre) Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Laboratuvarında ; Kuyu logları değerlendirilmeleri Özellikle 1/1000 ölçekli GR ve Sonik loglar ile rezistivite, yoğunluk, SP ve Nötron logları kullanılmıştır. GR loglarından yararlanılarak Kömürlü ve Penek formasyonları 6

18 kumtaşlarının rezervuar kalitesini bulmaya yönelik olarak kil yüzdeleri belirlenmeye çalışılmıştır.ayrıca, Nötron ve yoğunluk logları aracılığı ile de Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının porozitesi belirlenmeye çalışılmıştır. 7

19 5. STRATİGRAFİ Bu çalışma, Doğu Anadolu Havzasında bir alt basen olarak yer alan Aşkale havzasında Erzurum GB sında açılan bir adet sondaj kuyusunda yapılmıştır (Şekil ). Çalışmada formasyonlar isimlendirilirken önceki çalışmalara bağlı kalınmış, karışıklığa meydan verilmemesi için daha önce verilmiş formasyon isimleri aynen alınmıştır. Karot ve kırıntı numunelerinin sedimantolojik ve petrografik özellikleri laboratuvarda Gamma Ray ve Sonik loglar kontrolünde binoküler ve optik mikroskopta tanımlanmıştır. İnceleme alanında (Aşkale alt havzası) yer alan litostratigrafi birimleri ve onların genel özellikleri ile birbirleri olan ilişkileri şekil 5.1 de verilmiştir. 8

20 Şekil 5.1 Aşkale alt havzasının stratigrafik kolon kesiti (Büyükutku ve Şahintürk 2005) Kuyuda sırasıyla Zırnak, Adilcevaz, Kömürlü ve Penek formasyonları kesilmiştir (Şekil 5.2). Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşları bu tez çalışmasının konusunu teşkil etmektedir. Kuyuda geçilen formasyonlar hakkında detaylı bilgiler literatür özeti olarak sunulacaktır. 9

21 Şekil 5.2 İnceleme kuyusunda geçilen Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek formasyonlarının litostratigrafi kesiti 5.1 Penek Formasyonu Litoloji Formasyon genel olarak şeyllerle ara tabakalıdır. İnce ve orta taneli çakıltaşlarından oluşur. Birim yanal ve düşey litofasiyes değişikleri ile Kömürlü formasyonuna geçer (Şahintürk vd. 2002). 10

22 5.1.2 Kalınlık Formasyonunun kalınlığı havzada net olarak bilinmemekle birlikte, kuyu kesitinde yaklaşık olarak 680 m, olarak tespit edilmiştir (Şekil 5.2) Yaş Fosil içermemekle birlikte diğer formasyonlarla olan dokanak ilişkisinden dolayı Aksu (1988) ve Şahintürk (2002) tarafından Üst Oligosen yaşlı olarak tanımlanmıştır Yayılım Çalışma alanında Penek formasyonu yüzeyde mostra vermemektedir. Doğu Anadolu genelinde Kartal dağı, Penek köyü, Çatak deresi, Penekbaşıtepe, Yoğurtçular, Söğütlü, Aşağıhoş köyü, Ziyarettepe, Görtepe ve Hostoptepe gibi Kuzey - Batı Anadolu da yaygın olarak yüzeylenmektedir (Aksu 1988). 5.2 Kömürlü Formasyonu Litoloji Genel olarak ince ve orta taneli kumtaşlarından oluşan birim, çakıltaşı, şeyl ve silttaşı bantları ile ara tabakalıdır (Şahintürk 1997). Kumtaşları orta boylanmış beyaz, kırmızı ve yeşil renklidirler. Çakıltaşlarından silttaşlarına doğru ise tane boyunda incelmeler görülür. Formasyon, Penek formasyonu ile yanal ve düşey geçişli olup, delta sığ denizel fasiyes ürünü olarak oluşmuştur Kalınlık Doğu Anadolu genelinde formasyonun kalınlığı yaklaşık m dir. İncelenen kuyu kesitinde 700 m olarak izlenmiştir. 11

23 5.2.3 Yaş Şahintürk vd. (2002) tarafından yapılan çalışmadan elde edilen fosillere (Lithoglyphus, Micromelanıa, Lamelli branch) göre birim Üst Oligosen zamanında çökelmiştir Yayılım Formasyon çalışma kuyusu alanında yüzeylenmemekle birlikte havzada Susuz, Balkaya, İnceçay, Yaymeşe köyleri ve Kömürlü beldesi civarında yüzeylenir (Aksu 1988). 5.3 Adilcevaz Formasyonu Litoloji Formasyonun tip kesiti Adilcevaz alanında tanımlanmıştır (Demirtaşlı ve Pisoni 1965). Formasyon genel olarak gri beyaz renkli olup tane boyu inceden kabaya değişen kireçtaşlarından oluşur. Tabakalanma çok kalın ve masiftir. Kireçtaşları resifal karakterde olup, koyu gri marnlarla ara tabakalıdır. Birim bol oranda kırmızı alg, mercan, bryzoa, forominifera, echinoderm ve mollusk içermekte olup sığ denizel oluşumludur Kalınlık Formasyon kalınlığı tip kesitinde 800 m dir (Demirtaşlı ve Pisoni 1965). Formasyon kalınlığı batıya doğru gidildikçe göreceli olarak azalma trendi gösterir. Aşkale alt havzasında kalınlığı incelenen kuyu kesitinde 170 m. dir (Şekil 5.2) Yaş Archais sp. 12

24 Amphistegina sp. Eulepidina sp. Operculina sp. Fosil içeriğine göre formasyonun Burdigalian-Langhian yaş aralığında olduğu Sirel ve Gündüz (1981) tarafından tespit edilmiştir Yayılım İnceleme kuyu bölgesinde mostra vermemekle birlikte, Doğu Anadolu da Adilcevaz kasabası, Dikilitaş Mahallesi mevkii, Ziyaret Dağı ve Aktaş Tepesinde yüzeylenir (Şahintürk 2002) 5.4 Zırnak Formasyonu Litoloji Formasyonda genel olarak çakıltaşı ve kaba kumtaşları, kireçtaşları ve şeyl ile ara tabakalıdır. Kumtaşları orta kaba taneli, orta boylanmalı, koyu gri ve yeşil renkli nadiren de karbonatlıdır. Birim flüvyal sedimanlardan oluşmaktadır. Formasyonun üst seviyelerinde volkano sedimanter birimler (Bazalt, tüf ve anglomera) içermektedir Kalınlık İnceleme kuyusunda formasyonun kalınlığı 2130 m. olarak izlenmiştir (Şekil 5.2) Yaş Birimin yaşı Üst Miyosen olarak saptanmıştır (İnnocenti vd. 1982). 13

25 5.4.4 Yayılım Zırnak, Zırnakkale, Mışkan, Hamurpet Dağı, Bulanık ve Varto civarında yüzeylenir (Demirtaşlı 1965). 5.5 Aras Formasyonu Litoloji Birim genel olarak çakıltaşı, az oranda kumtaşı, ince kireçtaşı tabakaları ve marnlardan oluşur. Aras formasyonu, Zırnak formasyonunu uyumsuz olarak yüzeyler. Çakıltaşları orta boylanmalı, açık gri renktedir (Şahintürk 1997) Kalınlık Formasyon inceleme yapılan kuyu bölgesinde mostra vermemektedir.doğu Anadolu bölgesinde ise kalınlığı 550 m. dir. Alt ve üst birimlerle dokanağı uyumsuzdur (Demirtaşlı 1965) Yaş Ercan vd. (1990) göre Pliyosen yaşlıdır Yayılım Havza genelinde Kırıkçalı köyü, Aras ilçesi, Çardakçatı köyü olarak doğu - batı koridorunda geniş bir yayılım gösterir (Demirtaşlı 1965). 14

26 6. KAYNAK ÖZETLERİ Doğu Anadolu Havzası nda petrol ve doğal gaz araştırmaları 1960 yıllarında MTA tarafından başlatılmıştır. 40 yılı aşkın bir süre içinde 22 araştırma kuyusu delinmiştir. Yoğun araştırmalara rağmen bölgede herhangi bir ticari hidrokarbon üretimi elde edilememiştir. Doğu Anadolu Bölgesinde Tersiyer çökelleri ile kaplı birden çok alt basen (Aşkale, Pasinler - Horasan, Bayburt-Kars, Tekman-Karayazı-Ağrı, Tuzluca-Iğdır ve Hınıs-Muş-Van havzaları) yer almaktadır. Bu havzaların gerek tektonik özelliği ve gerekse fasiyes özelliği petrol olanakları yönünden önemlidir (Kurtman ve Akkus 1971). İnceleme kuyusunun yer aldığı Aşkale alt baseninde Üst Oligosen kumtaşları yüzeyde mostra vermemektedir. Şimdiye kadar havza stratigrafisi ve tektoniğine ilişkin bilgiler karot ve kırıntı numuneleri, kuyu logları ve sismik kesitlerle elde edilmektedir. Havzada Tersiyer sedimanlarının kalınlığı 5000 m, ye kadar ulaşır. İnceleme alanında stratigrafi, tektonik ve petrol potansiyeli ile ilgili önceki çalışmalar aşağıda verilmiştir. Akarsu (1957), bölgeyi petrol jeolojisi bakımından incelemiş ve daha önce yapılmaya başlanan haritanın tamamlanmasına çalışmıştır. Demirtaşlı ve Pisoni (1961), Ahlat-Adilcevaz Bölgesinin Jeolojisi isimli yayınlarında Van gölü kuzeyinde yaklaşık 600 km 2 lik bir sahada stratigrafiyi tüm birimlerin özelliklerinden yola çıkarak anlatmış, bölgedeki yapısal jeolojiye değinmiş, jeolojik tarihçeyi yorumlamışlardır. Kurtman ve Akkuş (1971), Doğu Anadolu da gelişen dağarası basenlerin jeolojik ve tektonik özelliklerini incelemiş, bu bilgilerin ışığında tüm bu basenlerin petrol olanaklarını aydınlatmaya çalışmışlardır. 15

27 Sirel ve Gündüz (1981), Elazığ bölgesinde yapmış oldukları çalışmada çalışma alanında ve bölgede önemli bir yayılıma sahip olan Adilcevaz formasyonu için yapılan detaylı fosil araştırması ile yaşının Burdigaliyen-Langhian olarak belirlemişlerdir. Şaroğlu ve Yılmaz (1986) Doğu Anadolu da neotektonik dönemdeki Jeolojik Evrim ve Havza Modelleri adlı çalışmalarında Doğu Anadolu yu oluşturan havzaların neotektonik dönem özelliklerini, Neotektonik dönemin stratigrafisini bölge bölge detaya inerek anlatmıştır. Bu dönemde gelişen havza ve yapıları ilişkilendirmiş ve tüm bu bilgilerin ışığında petrol potansiyelini yorumlamışlardır. Bölgede, Şahintürk vd. (1997), Tuzluca ve Aşkale civarındaki kanal kumlarında hidrokarbon emarelerini izlemiştir. Büyükutku (2002), Doğu Anadolu havzalarında yer alan üst Oligosen - Milo-Pliyosen yaşlı kumtaşları ile Burdigaliyen Langhiyen yaşlı resifal kireçtaşlarının hazne kaya özellikleri üzerine çalışma yapmıştır. Büyükutku (2003), Doğu Anadolu Bölgesi Miyosen yaşlı karbonat kayaçlarının Rezervuar potansiyeli üzerine çalışmalar yapmıştır. Adilcevaz kireçtaşlarının mikrofasiyes analizi ve diyajenezine yönelik çalışmalarda bu kapsamda yapılmıştır. Büyükutku ve Şahintürk (2005), Mioyosen-Pliyosen ve Üst Oligosen kumtaşlarının sıcaklık ve basınca bağlı değişimleri ile ikincil gözeneklilik durumları ortaya koyarak, rezervuar kaya olma özellikleri ihtimalleri incelenmiştir. Büyükutku ve Şahintürk (2006), Doğu Anadolu, Aşkale havzasında Üst Oligosen kumtaşlarının değişken farklı derinliklerdeki özellikleri ve rezervuar kaya kalitesi üzerine araştırma yapılmıştır. Aşkale havzası ile Bitlis havzası arasındaki benzer litolojiler irdelenmiştir. 16

28 7. SEDİMANTOLOJİ VE SEDİMANTER PETROGRAFİ İncelenen kuyuda yer alan Üst Oligosen yaşlı Penek ve Kömürlü Formasyonu kumtaşları jeoloji disiplini içerisinde değişik yönlerden incelenmiştir. Çalışmalar esnasında arazi gözlemlerinin yerine laboratuvar çalışmaları yoğunluk kazanmıştır. İnceleme alanında açılan bir adet sondaj kuyusunun yaklaşık 30 seviyesinden alınan karot ve kırıntı örneği kuyu logları (Gamma Ray ve Sonik Loglar) kontrolünde laboratuvarda binoküler ve optik mikroskopta incelenmiştir. Laboratuvar analizlerinde Gamma Ray ve Sonik Logların seçimindeki amaç, kuyulardaki yıkıntıların mümkün olduğu oranda ayıklanması ve birimlerin litolojilerinin daha doğru bir şekilde belirlenmesi olmuştur. Çalışmalar esnasında kırıntı numuneleri önce GR (Gamma Ray) ve Sonik logları ile incelenerek kaya tipleri ve özellikleri belirlenmiştir. Sonra gerekli yerlerden parça numuneler alınarak ince kesitler yapılmıştır. İnce kesitler optik mikroskopta çeşitli analizlere tabii tutulmuştur. Bu laboratuvar analizlerini ve uygulanan metotları aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz. a. Petrografik bulgular: İnceleme alanında yer alan kumtaşlarında yapılan bu gözlem kayacı oluşturan bileşenlerin (minerallerin) optik mikroskopta belirlenmesi şeklindedir. b. Kaya cinsi: İnceleme alanında kumtaşı McBride (1963) e göre tanımlanmışlardır. c. Tane boyu analizleri : Bu analizlerde minerallerin ve kayaçların tane boyları optik mikroskopta mikro metre yardımı ile ölçülmüştür (Pettijohn vd. 1973). d. Boylanma: Minerallerin dağılım boyu yayılımları dikkate alınarak optik mikroskopta tane boyu analiz yöntemi ile (Pettijohn vd. 1973) ölçülmüştür. 17

29 e. Yuvarlaklık : Bu analiz optik mikroskopta Pettijohn vd. (1973) e göre yuvarlaklık diyagramları dikkate alınarak yapılmıştır. f. Kimyasal değişimler : Bu analizler özellikle hazne kaya özelliği sunan kumtaşlarının gözeneklilik ve geçirgenliklerini azaltan otijenik kil mineralleri, kuvars ve feldspat büyümeleri ile bağlayıcı ve tanelerde görülen ikincil çözünmelerdir. g. Taneler arası dokanak türü : Bu analiz ince kesitte Pettijohn vd. (1973) sınıflamasına göre yapılmıştır. 7.1 Kömürlü Formasyonu Genellikle ince - orta taneli kumtaşlarından oluşan birimin sedimanter petrografik özellikleri 8 adet karot örneği üzerinde çalışılmıştır (Çizelge 7.1) Karot özellikleri İnceleme kuyusundan alınan (2/1, 2/2, 2/3, 2/4, 2/8) nolu karotlar incelenmiştir. Kömürlü formasyonu kumtaşı karotları genellikle beyaz, yeşilimsi ve kırmızı renkli olup ince - orta taneli, orta boylanmalı, sık dokulu, tane destekli, çatlaklı ve çatlakları kalsit dolguludur (Şekil 7.1). 18

30 19

31 Şekil 7.1 İnceleme kuyusundan alınan 8 adet karot (Derinlik : 2362m m) Mineral ve kaya türleri Kumtaşları genel olarak ortaklas, plajioklas, kuvars, klorit, sedimanter kayaç parçası (kuvarsit, kireçtaşı) ve volkanik kayaç parçası ile opak minerallerden (pirit) oluşmuştur (Şekil 7.2). 20

32 Şekil 7.2 Kömürlü formasyonu kumtaşlarından alınan örneğin ince kesit görüntüsü Fotoğrafta idiyomorfik kuvars tanelerinin körfezler şeklinde çözündükleri ve karbonat bağlayıcı dikkati çekmektedir (karot no 2/2, derinlik: m) İnce kesit fotoğrafında kuvars ve feldspat mineralleri ile karbonat bağlayıcı yaygın olarak izlenmiştir. Taneler arası gözenekler kil ve karbonat bağlayıcı tarafından doldurulmuştur. Karbonat bağlayıcıda çözünmeler yaygındır. Kuvarslar yaygın olarak mono kristalin türündedir. Mono kristalin kuvars taneleri tek nikolde temiz yüzeyli ve idiyomorfiktir. İdiyomorf kuvars volkanik kökenli kuvarsa işaret etmektedir. Kuvarsların optik mikroskopta tek nikolde dalgalı sönme gösterdikleri gözlemlenmiştir. Kuvarslar körfezler şeklinde çözünmeler içermektedir (Şekil 7.2). Kumtaşları içerdikleri mineraller ve kaya türlerine göre McBride (1963) göre litik kumtaşı özelliğindedir (Çizelge7.1). Kömürlü formasyonu kumtaşlarının volkanik ve sedimenter kayaç parçaları içerdikleri izlenmiştir (Şekil 7.3). 21

33 Şekil 7.3 Kömürlü formasyonu kumtaşları nın ince kesit görüntüsü ( m) Tane boyu Birim genelde ince orta tane boyuna sahiptir Boylanma Kömürlü kumtaşları genel olarak orta kötü boylanma özelliği göstermektedir (Şekil 7.4). 22

34 Şekil 7.4 Kömürlü kumtaşları orta kötü boylanma özelliği göstermektedir Fotoğrafta sediment orta kötü boylanmalı, yarı yuvarlak yarı köşeli taneler içermektedir. Fotoğrafta klorit minerallerinin çok düşük kırmalı ve çift nikolde lacivert-siyah renkte olduğu dikkati çekmektedir. Ayrıca yaygın karbonat bağlayıcı da gözlenmektedir (Karot no 2/3, derinlik m) Yuvarlaklık Kumtaşları yarı yuvarlak ve yarı köşeli taneler içerir (Şekil 7.3) Değişim özellikleri (alterasyon ve dışa büyüme) Birimde yaygın olarak izlenen serizitleşme, az oranda kloritleşme ve hematit oluşumları ile birlikte kuvars mineralinde dışa büyümeler izlenmiştir (Şekil 7.4) Taneler arası dokanak türü Genelde düz teğet çok az da dış bükey dokanak türü gözlenmiştir (Şekil 7.4). 23

35 Şekil 7.5 Kömürlü Formasyonu kumtaşlarında kuvars büyümesi izlenmektedir Fotoğrafta litik tanelerin birbirleriyle düz ve teğet dokanak ilişkileri sundukları, köşeli ve yarı köşeli oldukları görülmektedir. Ayrıca karbonat bağlayıcıların yaygın olduğu ve çözünerek gözenek alanları oluşturdukları izlenmektedir. (Karot no: 2/2, Derinlik: , Tek nikol ). Şekil 7.6 Şekil 7.4 ün çift nikol görüntüsü izlenmektedir Taneler arasında kırmızımsı renkli demir bağlayıcı yaygındır. 24

36 7.1.8 Bağlayıcı Kumtaşlarındaki bağlayıcı karbonat olup çok az oranda hematit bulunmaktadır. Hematit içeren kısımlar ince kesitte kırmızımsı renkte izlenmiştir (Şekil 7.6) Gözenek türü Kumtaşlarında genelde taneler arası ve özellikle karbonat bağlayıcıda çözünme porozitesi gözlenmiştir. 7.2 Penek Formasyonu Genellikle orta kaba taneli kumtaşlarından oluşan birimin sedimanter ve sedimenter - petrografik özellikleri kırıntı örnekleri üzerinde çalışılmıştır (Çizelge 7.1) Kırıntı özellikleri Kumtaşları açık yeşilimsi, kırmızımsı, sert, sık dokulu, kötü boylanmalı ve kaba taneli olup, karbonat çimentoludur Mineral türleri Kumtaşları genel olarak kuvars, ortaklas, sedimanter kayaç parçası (kuvarsit, kireçtaşı) ve volkanik kayaç parçasından oluşmuştur (Şekil 7.7). Penek formasyonu kumtaşı ince kesitlerinde (Şekil 7.7) soluk sarı girişim rengine sahip, ksenomorf kuvars minerallerinin silis büyümeleri gösterdikleri ve idiomorfmik kuvars mineralleri izlenmiştir. Kumtaşları içerdikleri mineraller ve kaya türlerine göre McBride (1963) göre litik kumtaşı özelliğindedir (Çizelge 7.1). 25

37 Şekil 7.7 Penek formasyonu kumtaşlarında ince kesit görüntüsü Volkanik kökene işaret eden idiomorfik kuvars mineralleri ile kuvars büyümeleri izlenmektedir. Ayrıca tanelerin orta boylanma gösterdikleri görülmektedir. (Derinlik: 3388 m. çift nikol) Tane boyu Birim genelde orta tane boyuna sahiptir Boylanma Penek formasyonu kumtaşları orta iyi çok nadiren kötü boylanma özelliği göstermiştir (Şekil 7.7) Yuvarlaklık Kumtaşları yarı yuvarlak ve yarı köşeli taneler içerir (Şekil 7.8.a). 26

38 7.2.6 Değişim özellikleri (alterasyon ve dışa büyüme) Birimde yaygın olarak kuvars mineralinde dışa büyümeler izlenmiştir (Şekil 7.7). Feldspatlaşma ve karbonatlaşmada izlenmiştir. Kireçtaşı içerisindeki boşluklar klorit ile doldurulmuştur Taneler arası dokanak türü Genelde düz, iç bükey-dış bükey olarak gözlenmiştir (Şekil 7.8.a,b). Kumtaşında derinliğin artması ile birlikte sediman gömülmesinin ve dolayısı ile sıkışma etkisinin de artması ile tanelerin iç-dış bükey bir tane ilişkisi sunmaya başladıkları görülmektedir (Şekil ). 27

39 a b Şekil 7.8.a Penek formasyonu kumtaşlarına ince kesit tek nikol görüntüsü, b Penek formasyonu kumtaşlarına ince kesit çift nikol görüntüsü a. Fotoğrafta litik tanelerin birbirleriyle düz ve iç-dış bükey dokanak ilişkileri sundukları, yarı yuvarlak -yarı köşeli oldukları görülmektedir. Ayrıca karbonat bağlayıcının çözünmesi ile oluşmuş gözenek alanları (porozite) izlenmektedir. (Derinlik: 3388 m, tek nikol). b. Gözenek alanları ikinci (çift) nikolde siyah olarak izlenmiştir (Derinlik:3388 m). 28

40 7.2.8 Bağlayıcı Kumtaşlarındaki yaygın bağlayıcı karbonat olup, demir bağlayıcı da içerdikleri gözlenmiştir (Şekil ). Şekil 7.9 Penek Formasyonu (3532 m) taneleri arasındaki demir bağlayıcının görüntüsü Gözenek türü Taneler arası ve karbonat bağlayıcı da izlenen ikincil çözünmelerdir. 29

41 Şekil 7.10 Penek formasyonu kumtaşlarının çift nikol ince kesit görüntüsü Demir-oksit zenginleşmesiyle oluşmuş bağlayıcı içerdiği izlenmektedir. Penek formasyonunu oluşturan kumtaşlarının orta taneli, yarı yuvarlak yarı köşeli olduğu söylenebilir (Derinlik: 3570 m, çift nikol). Üst Oligosen yaşlı kumtaşlarının McBride (1963) e göre yapılan petrografi sonuçları tablo halinde sunulmuştur (Çizelge 7.1). 30

42 İncelenen altı adet ince kesitin McBride (1963) göre kumtaşı sınıflamasındaki yeri içerdiği minerolojik bileşenlere (kayaç parçası, feldspat ve kuvars oranı) ve matriks içeriğine göre belirlenmiştir. Şekil 7.11 de görüleceği üzere incelenen kesitlerin ağırlıklı olarak Litik kumtaşı sınıfında olduğu tespit edilmiştir. Şekil 7.11 Şekilde Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının Litik Kumtaşı sınıfında yer aldıkları görülmektedir (Mc Bride, 1963) 7.3 Kil Mineralleri Analizleri Üst Oligosen yaşlı Kömürlü ve Penek formasyonu kumtaşlarının ince kesit petrografisi çalışmalarında alterasyonun yoğun olduğu seviyelerden seçilen numunelerin mineralojik bileşimleri X Ray difraktometre ile tüm kaya ve kil fraksiyonu çekimleri yapılarak belirlenmiştir. Tüm kayaç analizi ile kil fraksiyonu (normal, etilen glikolle doyurularak ve fırınlanmış şekilde) yapılmıştır. SEM çalışmaları ile minerallerin şekilleri, kristallenme durumları, mineral dönüşümleri, tane büyüklükleri ile tane gözenek ilişkileri ve diyajenetik oluşumlar (otijenik kil 31

43 mineralleri ve çözünmeler) incelenirken, enerji dağıtıcı spektroskopy (EDS) analizleri ile elementel analizler ve elementlerin noktasal yüzde değerleri belirlenmiştir X-Işınları incelemeleri Kömürlü Formasyonu Kömürlü formasyonuna ait kumtaşı karotlarından alınan 5 örneğin (karot no: 2/1, 2/2, 2/3, 2/4 ve 2/8) tüm kaya, bir örneğin ise kil fraksiyonu analizleri (normal, etilen glikolle doyurularak ve fırınlama işlemi yapıldıktan sonra) yapılmıştır. Tüm kaya ve kil analizleri sonucunda kuvars, feldspat, kalsit, smektit, kaolinit, pirit, klorit, serpantin, illit ve dolomit mineralleri saptanmıştır (Şekil a,b,c,d. ) Tüm kaya analiz sonuçlarına göre birimin ortalama olarak %31 kil, %6 kuvars, %36 feldspat, %18 kalsit ve %2 dolomit minerali içerdiği saptanmıştır. Kömürlü formasyonu kumtaşlarına ait (Şekil 7.16.a d) tüm kaya ve kil fraksiyonlarında ise Smektit pikinin normal çekimde 15,7A o olduğu, glikollü çekimde ise 16 A o yükseldiği izlenmiştir. Bu da Smektit mineralinin az da olsa etilen glikolle doyurulmuş çekimde şişebildiğinin bir kanıtıdır. 5 A o ( ) yansıma değeri sunan pikin ise illit/smektit karışık tabakalanmasına işaret ettiği görülmektedir. İncelenen kumtaşları içersinde X Ray analiz sonuçlarına göre incelenen kil mineralleri içinde en bol bulunan kil minerallerinin Smektit olduğu, smektit/illit karışık tabakalı killerin de bulunduğu saptanmıştır. 32

44 Şekil 7.12 Kömürlü formasyonu kumtaşı örneği tüm kayaç analizi Şekilde kil ve feldspat bolluğu dikkat çekicidir (Karot no: 2/1, derinlik: ) 33

45 Şekil 7.13 Kömürlü formasyonu kumtaşı örneği tüm kayaç X ray difraktogramı Şekilde Feldspat mineralinin fazlalığı dikkati çekmektedir (Karot no: 2/2, derinlik ). 34

46 Şekil 7.14 Kömürlü formasyonu kumtaşları örneğinin tüm kayaç X ray difraktogramı Şekilde kil, feldspat ve kalsit mineralinin fazlalığı, kuvars ve dolomit mineralinin ise azlığı dikkat çekmektedir. (Karot no: 2/3, derinlik m ). 35

47 Şekil 7.15 Kömürlü formasyonu kumtaşlarının tüm kayaç X ray difraktogramı Şekilde kil fazlalığı dikkat çekmektedir. Feldspat mineralinin yüzdeki de yüksektir (Karot no: 2/4, derinlik m ). 36

48 Şekil 7.16.a Kömürlü formasyonu kumtaşları Tüm kayaç X Ray difraktogramı Şekilde kalsit, smektit, feldspat ve kuvars mineralleri izlenmektedir (Karot no: 2/8, derinlik: m) 37

49 Şekil 7.16.b Kömürlü formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (normal çekim) Şekilde en güçlü pikin smektit piki (15.7A o ) olduğu görülmektedir. 2. en güçlü pikin ise 30,7 o (2 ) lik kalsit piki olduğu görülmektedir (Karot no: 2/8, derinlik m). 38

50 Şekil 7.16.c Kömürlü formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (glikollü çekim) Smektit pikinin yansıma değerinin 15.7A o dan A o a arttığı izlenmektedir. 5.5 A o ( ) yansıma değeri sunan pik illit/smektit karışık tabakalanmasına işaret etmektedir (Karot no: 2/8, derinlik m). 39

51 Şekil 7.16.d Kömürlü formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (fırınlanmış çekim) Hakim pikin smektit olduğu izlenmektedir (Karot no: 2/8, derinlik m) 40

52 Penek formasyonu İnceleme kuyusunda geçilen Penek formasyonu kumtaşlarından alınan 1 adet kırıntı örneğinin tüm kayaç ve kil analizi 3 adet kırıntı örneğinin ise tüm kayaç analizleri yapılmıştır. (Şekil 7.17.a, b, c, d 7.21 ). Penek formasyonu kumtaşlarında yapılan X- Ray analiz sonuçlarına göre, İllit-smektit, klorit ve illit minerallerinin ortamda hakim mineraller olduğu belirlenmiştir. Penek formasyonu kumtaşlarının tüm kayaç analiz sonuçlarına göre ortamda %45 kil, % 7,4 kuvars, %27,2 feldspat, % 6,4 kalsit, %3,5 dolomit, %2 kaolinit, %3 dolomit, %6 mika ve sadece bir örnekte %39 serpantin mineralleri içerdikleri belirlenmiştir. 41

53 Şekil 7.17.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait örneğin tüm kayaç difraktogramı Şekilde kuvars, smektit grubu, feldspat, kalsit, pirit ve kaolinit mineralleri belirlenmiştir (Derinlik 3618 m). 42

54 Şekil 7.17.b Penek formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (normal çekim) Diyagramda klorit ve simektit kil mineralleri belirlenmiştir (Derinlik: 3618 m). 43

55 Şekil 7.17.c Penek formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (glikollü çekim) Şekilde illit kil mineralinin 10 A o yansıma değeri, Klorit pikinin ise 14, 9 A o sunduğu izlenmektedir (Derinlik: 3618 m) 44

56 Şekil 7.17.d Penek formasyonu kumtaşları kil fraksiyonu (fırınlanmış çekim) Şekilde illit-smektit pikinin A o yansıma değeri ve klorit pikinin ise A o yansıma sunduğu belirlenmiştir (Derinlik: 3618 m). değeri 45

57 Şekil 7.18 Penek formasyonu kumtaşları tüm kayaç difraktogramı Farklı minerallerin yapmış oldukları pikler görülmektedir. Şekilde kil oranının bolluğu, feldspat mineralinin de belirgin derece yüksek oluşu dikkat çekicidir (Derinlik: 3388 m) 46

58 Şekil 7.19 Penek formasyonu kumtaşlarına ait tüm kayaç analizi Kil ve feldspat yüzdelerinin bolluğu dikkat çekicidir (Derinlik:3532 m). 47

59 Şekil 7.20 Penek formasyonu kumtaşlarına ait tüm kayaç difraktogramı Şekilde kil ve feldspat yüzdelerinin bolluğu dikkat çekicidir (Derinlik:3570 m). 48

60 Şekil 7.21 Penek formasyonu kumtaşlarına ait örneğin tüm kayaç difraktogramı Şekilde kil ve serpantinyüzdesinin fazlalığı dikkat çekmektedir (Derinlik: 3642 m). 49

61 7.3.2 SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve EDS (Enerji Dispersive Spektroskopy) Analizleri SEM analizleri ile tanelerin birbirleri ile olan dokanak ilişkileri, gözenek tipleri, gözeneği dolduran kil ve karbonat minerallerinin türleri saptanırken, EDS analizleri ile element analizleri ve elementlerin noktasal yüzde (x ışını hüzme çapı derecesi : 35) değerleri belirlenmiştir. X ray analizlerinde belirlenen killerin şekil ve tipleri SEM- EDS analizleri ile belirlenmeye çalışılmıştır Kömürlü Formasyonu Kömürlü formasyonu kumtaşı karotlarında karbonat bağlayıcının Kalsit olduğu ve kalsit kristallerinin gözeneği doldurdukları elektron mikroskop analizlerinde izlenmiştir. Karbonat bağlayıcının kalsiyum içerdiği EDS analizi ile saptanmıştır (Şekil 7.22). Şekil 7.22.a Kömürlü formasyonu SEM fotoğrafı Kumtaşlarına ait örnekte romboeder şekilli kalsit kristalleri izlenmektedir (Karot no: 2/1, Derinlik: m). 50

62 Şekil 7.22.b Şekil 7.22.a ya ait EDS elementel analiz spektrumu Şekillerde hakim pikin Ca olduğu CaO yüzdesinin ise % gibi yüksek bir değer sunduğu görülmektedir. Yaygın olarak Feldspat büyümeleri izlenmiştir (Şekil 7.23.a). Feldspat büyümeleri taneler arasındaki gözeneğe doğru ilerleyerek kumtaşı rezervuarının gözeneklilik ve geçirimliliğini azaltmıştır. Feldspat büyümeleri gözenekleri kapatmış veya bloke etmiş 51

63 olarak ve idiyomorf şekillerde görülmüştür. İncelenen kumtaşlarında ki Si in iki önemli kaynağı olabilir. 1.Basıç çözünmeleri 2.Komşu şeyllerdeki smektit-illit transformasyonları (Büyükutku ve Şahintürk, 2006). Şekil 7.23.a Gözeneğe doğru ilerlemiş bir Feldspat mineralinin SEM fotoğrafı Feldspat mineralinin Kömürlü formasyonu kumtaşında gözeneği tamamen kapattığı izlenmektedir (Karot no: 2/1, Derinlik: m). 52

64 Şekil 7.23.b Şekil 7.23.a örneğinin EDS spektrumu Si pikinin yüksekliği ve SiO 2 in %61 oranında olduğu görülmektedir. (Karot no: 2/1, Derinlik: m). Birimin ince kesit petrografisinde kırmızı renkli olan bağlayıcının Fe bağlayıcının muhtemelen hematit olabileceği SEM ve EDS analizlerinde saptanmıştır (Şekil 7.24.a). Şekil 7.24.a Kömürlü Formasyona ait SEM fotoğrafı Taneli olarak hematit mineralleri izlenmektedir (Karot no: 2/1, Derinlik: m). 53

65 Şekil 7.24.b Şekil 7.24.a örneğinin EDS spektrumu Fe mineralleri (hematit olabilir) İnce kesitte Fe sıvamaları izlenmişti. Tek tane üzerinde Fe O %80 civarındadır (Derinlik: m.). Kömürlü formasyonu kumtaşlarında gerek ince kesit petrografisinde gerekse X ray incelemelerinde izlenen Feldspat minerallerinin ikincil büyüme içerdiği izlenmiştir (Şekil 7.25.a). Diyajenez esnasında yeraltı solüsyonlarının etkisiyle oluşan yeniden büyümelerle, ikincil olarak oluşmuş feldspat büyümeleri gözeneğe doğru ilerleyerek gözeneği bloke etmiştir. Dolayısı ile kumtaşı porozite ve permeabilitesini azaltmıştır. 54

66 Şekil 7.25.a Karot 2/1 den alınan numunenin SEM görüntüsü ( m) Kömürlü formasyonu kumtaşlarında feldspat minerallerinin gözeneğe doğru ilerlediği görülmektedir. 55

67 Şekil 7.25.b Şekil 7.25.a örneğinin EDS spektrumları (1) ve (2) noktalarının EDS spektrumları. (1) Ca pikinin oldukça belirgin olduğu ve Ca02 oranının %93 olduğu belirlenmiştir. (2) de ki spektrumda ise Na, Al, Si ve O piklerinin belirgin oldukları dikkat çekmektedir. EDS spektrumunda K oranının yüksek olmasından dolayı (2) noktasının K lu feldspata işaret ettiği yorumlanmıştır (Karot no: 2/1, Derinlik: m). Kömürlü formasyonu kumtaşlarının elektron mikroskop analizlerinde Smektit mineralinin tane kaplayıcı (kuvars mineralleri üzerinde yer aldıkları), levhamsı 56

68 morfolojide oldukları ve yaprakçıklar şeklinde göründükleri izlenmiştir (Şekil 7.26.a). Bu özellikleri ile Smektit mineralinin kumtaşı rezervuarının porozite ve permebilitesini azaltacağı düşünülmektedir. Şekil 7.26.a Kömürlü formasyonu kumtaşlarında (1) SEM görüntüsü Smektit yaprakçıkları görülüyor (Karot no: 2/1, Derinlik: m). 57

69 Şekil 7.26.b Şekil 7.26.a örneğinin EDS spektrum görüntüsü Si, Na, Al ve O elementlerinin yüksek pikler göstermesi ve Fe elementi oranınında belirgin olması örneğin muhtemelen simektit minerali olduğuna işaret etmektedir (Karot no: 2/1, Derinlik: m). Kömürlü formasyonu kumtaşlarında derin zonlarda ( m) Si tanelerde çözünme izlenmiştir (Şekil 7.27.a). Muhtemelen yer altı solüsyonlarının etkisiyle Si tanelerde çözünmeler tarzında ikincil olarak gözenek alanları oluşabilir. 58

70 Şekil 7.27.a Kömürlü formasyonu kumtaşları SEM görüntüsü Fotoğrafta körfez veya kemirilme tarzında Si çözünmesi izlenmektedir (Karot no: 2/1, Derinlik: m). Şekil 7.27.b Kömürlü formasyonu kumtaşları ait (1) örneğin EDS spektrumu 59

71 Şekil 7.27.c Şekil 7.27.a örneğinin EDS spektrum görüntüsü Kömürlü formasyonu kumtaşların ait örneğin (2) EDS spektrumu. Si pikinin çok yüksek olduğu EDS analizinde izlenmektedir. Si0 2 yüzdesi %54 ve %63 arası gibi yüksek bir değerdir (Karot no: 2/1, Derinlik: m). Üst Oligosen yaşlı Kömürlü formasyonu kumtaşları karışık tabakalı simektit - illit ve illit kil mineralleri içermektedir. İllit mineralinin karışık tabakalı smektit-illit oluşumlarını takip ettiği düşünülmektedir. Bu çalışmada illitin feldspat mineralinin alterasyonundan kaynaklandığı veya diyajenez etkisiyle oluşmuş neoformasyon orijinli bir mineral olduğu düşünülmektedir. Bu da K ca zengin alkali gözenek sularını gerektirir. K elementi ortama K lu Feldspatların bozunması ile de geçmiş olabilir. Çalışılan kumtaşlarında illitler tane kaplayıcı olarak, küçük levhacıklar ve bal peteği morfolojisinde izlenmiştir (Şekil 7.28.a a ). 60

72 Şekil 7.28.a Kömürlü formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı görüntüsü Fotoğrafta illit mineralleri (1). İllit kristallerinin bal peteği şeklinde bir morfoloji sundukları izlenmektedir Karot: (2/1, Derinlik m). Şekil 7.28.b Şekil 7.28.a örneğine ait EDS spektrum görüntüsü Kumtaşlarında (1) noktasına ait EDS spektrumu. EDS spekturumda K pikinin yüksek olması illit mineraline işaret etmektedir (Karot: 2/1, Derinlik m) 61

73 Şekil 7.29.a Kömürlü formasyonuna ait örneğin SEM görüntüsü İllit levhacıklarının (1) kısmen gözeneği kapattıkları izlenmektedir ( Karot no: 2/8, Derinlik: m). Şekil 7.29.b Şekil 7.29.a örneğine (1) ait EDS spektrum görüntüsü K 2 0 elementinin %11 gibi yüksek bir değer sunması illit olma ihtimalini kuvvetlendirmektedir ( Karot no: 2/8, Derinlik: m). 62

74 Penek Formasyonu SEM ve EDS Analizleri Penek formasyonu kumtaşlarında elektron mikroskop analizlerinde Smektit ve klorit minerallerinin levhamsı morfolojide oldukları ve tane kaplayıcı özellik sundukları izlenmektedir (Şekil 7.30.a, 7.31.a, 7.32.a). Şekil 7.30.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı Fotoğrafta levhamsı morfolojide (1) görülen mineraller Klorit mineralleridir (Derinlik: 3618 m). 63

75 Şekil 7.30.b Penek formasyonu Şekil 30.a örneğinin (1) EDS spektrumu Yapılan analizde Mg, O, Al ve Si elementlerinin yüksek pik yaparlarken Fe elementinin ise belirgin pik yaptığı izlenmektedir. Bu kimyasal bileşim Klorit mineralinin varlığınıda işaret etmektedir (Derinlik: 3618 m). Şekil 7.31.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı Klorit levhaları tane kaplayıcı özelliktedir (1). Kloritler kuvars mineralleri üzerinde yer almaktadır (Derinlik: 3618 m). 64

76 Şekil 7.31.b Penek formasyonu kumtaşlarının (1) noktasının EDS spekrumu Mg, Si ve O elementlerinin yüzde değerlerinin fazlalığı dikkat çekicidir. Kil mineralinin Klorit olabileceğine yorumlanmıştır (Derinlik: 3618 m). Şekil 7.32.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait SEM fotoğrafı Küçük levhalar şeklinde izlenen Smektit levhaları tane kaplayıcı özelliktedir (1 ve 2 noktaları). (Derinlik: 3618 m). 65

77 Şekil 7.32.b Şekil 7.32.a örneğine ait minerallerin (1) EDS spektrumu Şekil 7.32.c Şekil 7.32.a örneğine ait minerallerin (2) EDS spektrumu Penek formasyonu kumtaşlarının 1 ve 2 noktasının EDS spekrumunda Na, Mg, Si ve O elementlerinin yüzde değerlerinin fazlalığı dikkat çekerken Fe pikinin belirgin olduğu görülmektedir. Bu kimyasal bileşimin muhtemelen Smektit mineraline işaret edeceği düşünülmektedir (Derinlik: 3618 m). 66

78 Penek formasyonu kumtaşlarında poroziteyi kontrol eden bir faktör öncelikle gözenek dolgusu kalsit çimentonun çökelme zamanı ile ilişkilidir. Özellikle derin zonlarda (3618 m) kalsit çimentonun çözünmesi ile önemli porozite gelişimleri izlenmiştir. SEM çalışmalarında Kalsit çimentoda bol gözeneklilik görülmektedir (Şekil 7.33.a a). Muhtemelen yeraltı solüsyonlarının etkisiyle ikincil olarak gözenek alanları oluşmuştur. Aynı numunenin EDS analizinde genel olarak Si ve Ca elementlerinin yüksek pikler yaptığı izlenmiştir. Muhtemelen kuvars mineralleri arasındaki karbonat (kalsit) bağlayıcı da çözünmeler oluşarak ikincil gözenek alanları oluşmuştur. Şekil 7.33.a Penek formasyonu kumtaşlarının SEM görüntüsü Fotoğrafta yer altı solüsyonlarının etkisiyle oluşan çözünmeler (ikincil gözenek alanları) izlenmektedir.yaygın olarak karbonat çimentoda çözünmeler izlenmektedir (Derinlik: 3618 m). 67

79 Şekil 7.33.b Şekil 7.33.a örneğine ait (1-2-3) EDS spektrumları (Derinlik: 3618 m) (1) Penek formasyonu kumtaşlarındaki EDS sonucunda Ca ve Si piklerinin yüksek olduğu görülmektedir. (2) EDS analizinde Si pikinin yüksek olduğu görülmektedir (Derinlik: 3618 m) (3) EDS analizinde Ca pikinin yüksek olduğu görülmektedir (Derinlik : 3618 m) 68

80 Şekil 7.34.a Penek formasyonu kumtaşlarına ait örneğin SEM fotoğrafı Silis bileşimli tanelerde çözünme ile oluşan ikincil gözenek alanları izlenmektedir (Derinlik: 3618). Şekil 7.34.b Penek formasyonu kumtaşına ait (1) noktasının EDS spektrumu (Derinlik 3618 m). 69

81 8.DİYAJENEZ (2348m-3618m) Kömürlü ve Penek Formasyonu kumtaşları diyajenez esnasında gömülme derinliği ile artan basınç ve sıcaklık etkisiyle önemli mineralojik, jeokimyasal ve fiziksel değişim geçirmişlerdir. Kumtaşlarında gömülme ve sıcaklığın etkisiyle kil minerallerinin alterasyonu söz konusudur. Gömülme diyajenezinde kil minerallerinin transformasyonu ve neoformasyonunda sıcaklık etkisi yanında gözenek suyu kimyası da önemli rol oynamıştır. Kömürlü formasyonu kumtaşlarında X Ray incelemelerinde izlenen Kaolinit çok küçük miktarda da olsa asidik ortamlara işaret eder (Kamran, 1991). İllit veya Smektit mineralleri ise alkalin gözenek sularında duraylıdır (Kamran, 1991). Gömülme diyajenezi esnasında karışık tabakalı Smektit /illit ve illit oluşumu K ca zengin bir gözenek suyuna işaret ederken, Smektit/klorit ve klorit oluşumu Mg ca zengin bir gözenek suyuna işaret eder. Bu değişimler o C sıcaklıklarda oluşabilir (Shaw, 1985). İllit/Smektit karışık tabakalanmaları orta gömülme diyajenezine işaret ederlerken illit derin gömülme zonuna işaret eder (Büyükutku, A.2008). Kömürlü ve Penek formasyonları kumtaşlarında yapılan petrografik ve mineralojik analizler sonucunda aşağıdaki şekilde bir diyajenetik sekans çıkarılmıştır (Şekil 8.1). 70

82 Kalsit oluşumu Erken diyajenez Feldspat oluşumu S İ M E K T İ T Simektit-illit karışık tabakalanması Simektit-klorit karışık tabakalanması İllit (K ca zengin gözenek suları) Klorit (Mg ca zengin gözenek suları) Geç diyajenez Kuvars büyümesi Tane ve çimento çatısının çözünmesi ile ikincil porozite gelişimi Şekil 8.1 Diyajenetik sekans şeması 71

83 9. LOG ANALİZİ İnceleme kuyusunda inceleme yaptığımız karota uygun seviyelerde ( m. arası) kuyu logu çalışması yapılmıştır. Şekil 9.1 de görüleceği üzere Gamma Ray logunun bazı seviyelerde sola doğru pik yaptığı (2360 m, 2374 m, 2376 m) görülmektedir (Büyükutku ve Şahintürk 2005). Şekil 9.1 İnceleme Kuyusu Log verileri ( m) 72

84 Düşük durum seviyesi olan bölgelerde kumtaşı biriminin geçildiğini bize gösterebilmektedir. Bu durumda ortamda kumtaşının hakimiyetinden de rahatlıkla bahsedebiliriz. Geçilen birimlerin kumtaşı olması rezervuar kaya olma ihtimalini bize vermektedir. SP logunun incelenen seviye boyunca sapma yapmadığı görülmektedir. Muhtemelen seperasyon olma ihtimali yüksektir. Seperasyonun varlığı geçilen birimlerin porozitesinin yüksek olduğunun belirtisi olarak kabul edilebilir.yüksek porozite HC içinde umuttur. Rezistivite logu ile de porozite hakkında yorum yapabiliriz. Rezistivite (LLD) log eğrisi incelendiğinde yüksek değerler izlenmemekle birlikte poroziteli birimlerden geçilmektedir. Muhtemelen kumtaşıdır diyebiliriz. DT logunun takibinden de çoğu seviyelerde eğrilerin düşük değerler gösterdiği görülür. Bu birimlerde muhtemelen Kömürlü formasyonuna denk gelen kumtaşı seviyeleridir. Nötron logu ile Densite-yoğunluk logunu incelediğimizde; ilk seviyelerde düşük değerler veren Nötron logu eğrisinin özellikle karot numunesinin alındığı seviyelerde düşük ve yüksek değerleri birarada verdiğini görmekteyiz. Bu durum Seperasyon ihtimalini kuvvetlendirmektedir. Nötron logunun tamamlayıcı logu olan Densite logunu incelediğimizde de aynı görünüm ile karşılaşıyoruz. Genel olarak; Kömürlü ve Penek formasyonlarının rezervuar kaya özelliği sunduklarını söyleyebiliriz (SP: Self potansiyel, R: Resistivite, DT: Sonik, NPHI: Nötron ve RHOB: Yoğunluk logları ile kil yüzdeleri GR: Gamma ray logu ile belirlenmiştir). 73

85 Şekil 9.2 İnceleme yapılan kuyunun 2348m.-2380m. arası log (GR,NPHI ve RHOB) verileri GammaRay Logu ile Killilik Tayini Kuyunun 2348 m-2380 m. arası ile 3060 m m. arası killik yüzdesini de Gamma ray logu aracılığı ile irdeleyecek olursak; Gamma-Ray Yöntemi VshGR = GR GRmin / GRmax GRmin formülü ile hesaplama yapılır (GR : Hesaplama yapılan yerdeki GammaRay değeri, GRmin: Temiz zondaki Gamma Ray değeri, GRmax: Şeylli zondaki Gamma Ray değeri). 74

86 Şekil 9.3 Kuyunun 3060 m m. arası log (GR,NPHI ve RHOB) verileri 75

87 Ortalama killik yüzdesinin %50 den yukarı olduğu görülmektedir. Ayrıca belirlenen aralıkların porozite değerlerinide NPHI (Nötron Logu) ve RHOB (Yoğunluk logu) verileri ile abak (Schlumberger, 1986) yardımı ile tespit edecek olursak; 76

88 Kömürlü Formasyonu kumtaşlarının kuyu logları aracılığı ile elde edilen ortalama porozite değeri %25.2 dir Penek Formasyonu kumtaşlarının ortalama olarak %25-32 arasında porozite sunduğu kuyu logları aracılığı ile tesbit edilmiştir. Porozite değer aralığının ortalama olarak %25-32 arasında olduğu görülmektedir. 77