Standart Kuyu Logları Veri Değerlendirme İlkeleri

Transkript

1 Standart Kuyu Logları Veri Değerlendirme İlkeleri Yeraltısuyu araştırma kuyularında borusuz ve çamurlu konumda uygulanan standart kuyu logu yöntemleri (SP, kısa ve uzun normal özdirenç logları ile doğal gamma ray ışınım logu) ile alınmış olan loglar sonuçlarının yorumlanmasında kullanılan temel yaklaşımlar aşağıda özetlenmiştir. 1.Temiz su içeren akifer ortamlar ve masif kayaçlar diğer formasyonlara göre çok daha yüksek rezistivite değerine sahiptir. 2.Akiferin gözenekliliğine bağlı olarak bu iki ortam arasında özdirenç farklılığı oluşur. 3. Zayıf gözenekli ve temiz sulu akiferlerine ait görünür rezistivite değerleri kompakt kayaçlarla eşdeğer rezistivite değerine sahiptir. Bunlar ancak SP logları ile ayrılabilirler. 4. Tuzlu su taşıyan akiferler kile benzer türde veya daha düşük rezistivite değerleri verdikleri için rezistivite loglarıyla ayrımları çok zordur.sp ve Gamma ışını loglarıyla bu ayrım yapılabilir. 5. Farklı formasyonların kalınlıkları ve derinlikleri rezistivite loglarıyla saptanabilir. Ancak su taşıyan kırık zonları ve boyutları rezistivite loglarıyla saptanamaz. 6. Kesilen akiferlerin türü ve taşıdıkları suyun özelliği aynıysa rezistivite farklılıkları gözenek ve kil miktarlarından kaynaklanır. 7. Formasyondaki su sondaj çamurundan daha tuzluysa SP değeri killi tabakaya göre daha negatiftir. 8. SP logu sondaj kuyusunda kil veya killi bir formasyon kesilmemişse SP değerlerindeki değişim düzgün bir doğru şeklindedir. 9. SP eğrisi demir boruyla teçhiz edilmiş kuyularda demir borunun korozyonu ilgili bilgiler verebilir. Plastik borulu kuyularda ise SP logu düzgün düşey bir çizgi şeklindedir. 10. Düşük gamma değeri gözenekli ve geçirimli akifere işaret edebileceği gibi suyu geçirmeyen bir formasyona da işaret edebilir. Bu durumda kuyu numuneleri ve çevre jeolojik bilgiler gereklidir. 11. Sondaj sırasında kesilen formasyonların çok az radyoaktif mineral taşıdığı biliniyorsa doğal gamma ray ölçümlerdeki yüksek radyoaktivite değerleri doğrudan kil tabakalarıyla ilgilidir. Bu durumda doğal gamma ray logu ölçüm değerlerindeki göreceli değişimler ile akiferdeki kil miktarlarıyla ilgili bilgiler alınmış olur. 12. Çamur yerine suyla yapılan sondajlarda kuyu tabanına doğru kil birikmesi olur. Bu şartlarda gamma logu biriken malzemeye bağlı olarak artan değerler verebilir. 13. Çok kalın sondaj çamuru kullanıldığında radyoaktivite özelliği olmayan akifer tabakalarında çamur keki oluşumu olacağından bunlar killi bir formasyon olarak algılanabilirler. 14. Killi seviyelerin ayrılmasında gamma logları elektrik loglarına göre daha başarılıdır. 15. Gamma logu borulu kuyularda kuyu içi bilgiler yeterli değilse kullanılabilir. Ancak yalnız kil tabakalarını gösterir. Diğer tabakalarla ilgili bilgi elde edilemez. 16. Log çalışmalarıyla sondaj kuyusundaki suyla ilgili ph,sülfür,nitral,bakteriler ve suyun içilebilirliği ile ilgili herhangi bir bilgi elde edilemez. 17.Açılan bir sondaj kuyusunda çıkacak su miktarıyla ilgili hiçbir bilgi kuyu log ölçümleriyle söylenemez. Loglar sondajla kesilen formasyonların gerçek derinliklerini ve kalınlıklarını verdiğinden akifere karşılık yerleştirilebilecek filtreli boruların planlanmasının kolaylıkla yapılmasını sağlar. 18. Eğer nötron logu kullanılırsa dolaylı olarak su miktarı ile ilgili yaklaşımlar yapılır. 19. Standart kuyu logu yöntemleri ile birlikte nötron ve gamma gamma logları birlikte kullanılırsa gözeneklilik, permeabilite, özdirenç ve su miktarı ile bilgiler en az hata ile saptanabilir.

2 Standart Kuyu Logu Ölçü Almada Kullanılan Cihazınnın Teknik Özellikleri Çihaz olarak DEÜ MÜH: FAK: JEOFİZİK BÖLÜMÜ NDE bulunan Geologger 3030 model ölçüm cihazı tanıtılacaktır. Bu cihazın teknik özellikleri ise aşağıda verilmiştir. Geologger 3030 serisi 3433 model GW birleşik ölçüm cihazı doğal gamma 'log' ve elektrik 'log' larını 3438 model GW birleşik probe ile geologger 3030 sistemi içerisinde birleşik şekilde dizayn edilmiştir. Doğal gamma 'log' ve elektrik 'loğ' ları yeraltı su kaynaklarını belirlemek için açılmış sondaj kuyularında kullanılmaktadır. Çünkü bu loglar ile geçirgenliği ve gözenekliliği çok olan kumlu ve çakıllı katmanlar ile geçirgenliği olmayan killi, yumuşak ve kolay kırılabilen katmanlar kolayca birbirinden ayrılabilir model GW birleşik ölçüm cihazının teknik özellikleri; Bu çihazın kullanılması ile bazı avantajlar sağlanabilir. Bunlar; 1) Çihaz doğal gamma ışınlarını, özdirenç değişimlerini (kısa normal ve uzun normal) ve kendiliğinden oluşan potansiyel farklılıklarını aynı anda ölçmeyi sağlar. 2) Ölçüler önce hafızaya daha sonra diskete kaydedilir. 3) Kayıt edilmiş bilgiler 'Plotter modul' vasıtası ile bir kütük listesi şeklinde harita veya grafiği çizilebilir. 4) Bilgiler GP-IB yan cihazı ile bir başka bilgisayara aktarılabilir. 5) Bu modelde alınan giriş sinyali düşük olduğunda yükselten, yüksek olduğunda düşüren otomatik ölçüm mekanizması vardır. Bu durum ölçüm sırasında zaman ve işçilikten tasarruf sağlar. 6) Diskete kaydedilen veya bilgisayara aktarılan veriler özel olarak hazırlanmış bilgisayar programı ile değerlendirilir Model GW Birleşik Ölçüm Cihazının teknik özellikleri de aşağıda tanımlanmıştır. Doğal Gamma Işınım Logu Giriş Pulse : Negatif (-) Ayırdetme Seviyesi : 100 Kev, Sabit (Prob'da) Ölçüm Sahası : 200, 2 K, 20 KPS, Otomatik alan kontrol Parıldatıcı : NaI (T Q) 1/2 X2'' Q Kısa ve Uzun Normal Logları Ölçü Hassasiyeti : Elektrot Aralığı : Norma '',64'' Ölçüm Aralığı :200, 2 K, 20 K- m, Otomotik alan kontrol Güç Aktarma Sistemi : Kare dalga, 20 Hz Devamlı akım, 1.5, 15 ma Elektrotlar Malzeme : Paslanmaz çelik Elektrot Aralığı : AM1= 16", AM2= 64" Ebatlar : 46 mm dia. x 1700 mm uzunluk (M1' de taşıma esnasında ikiye ayrılabilir.) SP Logu Ölçü aralığı : mv Hassasiyet : 1mV

3 Log Ölçümlerini Etkileyen Çeşitli Faktörler Yearltısuyu arama kuyularında özdirenç ve gamma ray ölçümleri alıcı çevresindeki belirli bir alanın ortalama etkilerini alır. Bu alan içinde oluşan olayların tümü eğrilerin biçimlerini ve genliklerini etkiler. SP ölçülerindeki etkilenme daha azdır. Bu etkiler aşağıda tanıtılmıştır. Kuyu Etkileri Çamur içinde hareket eden alıcılar kadar kuyu sıvısı ve delik çapıda genellikle ölçüleri etkiler. Çamur İletkenliğindeki Değişimler Sondaj çamuru iletkenliğindeki artış, tatlı su içeren akiferlerdeki ve masif formasyonlarda kaydedilmiş özdirenç değerlerini azaltır. Bu olay aynı zamanda SP ölçülerini de, tüm akiferlerde az negatif veya çok fazla pozitif yaparak değiştirir. Gamma ray ölçüleri ise değişmez. Kuyu Çapındaki Değişimler Kuyu çapındaki artışlar, masif formasyonlar ile tatlı sulu akiferlerin özdirençlerini azaltır. Aynı zamanda SP genliğindeki değişimleri azaltır. Gamma ray ölçülerini de biraz etkiler. Ancak, gamma ray ölçülerindeki bu değişimler su amaçlı kuyular için önem taşımaz. Kuyu çapı 8 ten daha az, çamur özdirenci ortalama bir ohm-m den daha büyük olduğu durumlarda ve özellikle yumuşak formasyonlarda kuyu etkileri önemli değildir. Formasyonda Ani Değişim etkileri Formasyonlardaki ani değişimler, (örneğin, kilden tatlı sulu ortama ani geçiş gibi) log eğrilerinde ani değişimler oluşturmaz. Genellikle, eğriler yuvarlatılır ve bu yuvarlatma olayı çamur tuzlu veya kuyu çapı geniş olduğu zaman önem İnce Tabaka Etkisi Tabaka kalınlığındaki azalmalar, diğer tüm faktörler sabit kalsa bile eğrilerin genliğini azaltır. Özdirenç, gamma ray ve SP logları için aynı sonuç geçerlidir. İnce tabakalar özdirenç loglarında kullanılan elektrot açılığına ve örnekleme aralığına bağlı olarak anomalinin biçimini etkiler. İnce tabaka etkisini azaltmak için örnekleme aralığı elektrot açıklığının en fazla 1/3 kadar seçilmesi gerekir. Kuyu İle İlgili Problemlerın Çözümünde Kuyu Loglarının Uygulanması Elektrik ve gamma ray ölçümleri yeraltı suyu araştırmalarında karşılaşılan bazı önemli problemlerin çözümünde yardımcı olur. Bu problemler aşağıda tanımlanmıştır. Ancak önceden yapılmış jeofizik çalışmalar, genel jeoloji, sondaj hızı ve kuyu başı örnekleri ile kuyu logu sonuçları birlikte yorumlandığı zaman en güzel ve en az hatalı yorumlar elde edilir. Her durumda karşılaşılan olayları çözebilecek herhangi bir yöntem yoktur. Çözümler bir dereceye kadar sınırlı kalmaktadır. Aşağıdaki olaylar çoğunlukla karşılaşılan olaylar olup borulanmamış kuyularda olduğu kabul edilerek sonuçlar verilecektir. Suyun Olup Olmadığı Akiferlerin varlığı gamma ray logu ile desteklenerek özdirenç ve SP loglarından elde edilebilir Ayrıca, bu logların yorumundan tabaka kalınlıkları ve derinlikleri de saptanabilir. Borulu kuyularda gamma ray ölçümleri kil tabakalarını gösterir. Akifer içeren diğer tabakaların varlığı diğer ölçülerden saptanmalıdır. Borulu kuyular için en iyi sonucu gamma ray ve nötron logu ölçüleri vermektedir.

4 Suyun Kalitesi Özdirenç ile SP eğrilerinin birlikte yorumlanması ile ancak suyun tuzluluğundaki belirgin değişimler saptanabilir. Tuzluluğun derecesi ise, ancak akifer özdirenci, akifer gözeneklilikse ve suyun cinsi bilindiği durumlarda saptanabilir. Suyun diğer özellikleri (sülfür, bakteri ve iyonları) kuyu loglarından sağlanamaz. Suyun Miktarı ve Gözeneklilik: Akiferdeki suyun miktarı akiferin kalınlığı ve akiferdeki boşluk miktarı ile doğrudan orantılıdır. Taneli akiferin kalınlığı elektrik loglardan saptanabilir. Ayrıca bu loglarla akifer içindeki ince geçirimsiz formasyonların kalınlığı da yaklaşık olarak saptanabilir. Kil tabakaları ve taneli akiferlerin kalınlıkları arada masif kayaçlar yoksa, gamma ray logundan da saptanabilir. Ancak doğruluk payı, elektrik loglardan elde edilenler kadar iyi değildir. Taneli olmayan akiferlerin kalınlıkları loglardan sağlanamaz. Ancak, elektrik loglarından, akustik sönüm ölçümlerinden ve bazen de caliper log ölçümlerinden tahmini olarak elde edilebilir. Gözeneklilik diğer loglardan da sağlanabilir. Elektrik loglar, Mikrolog ve Mikrolateral loglar taneli kayaçlardaki efektif gözenekliliği verir. Nötron, gamma-gamma ve akustik hız logları toplam gözeneklilik yi verir. Kuyu Verimi ve Permeabilite Standart kuyu loglarından (özdirenç, SP ve gamma ray) bir akiferin olası verimi ile permeabilite hakkında doğrudan veri elde edilemez. Özellikle, yalnızca elektrik log kullanarak kaba taneli çakıllar ile ince taneli kumlar birbirinden ayrılamaz. Permeabilite yalnızca gözenekliliğe bağlı olduğu durumlarda deneysel verilerle desteklenen uygun loglardan tahmini olarak saptanabilir. Eğer permeabilite, akiferdeki kil içeriğinden hesaplanırsa o zaman yine deneysel verilerle desteklenen özdirenç, SP veya gamma ray logları kullanılır. Bir akiferdeki düşey geçirgenliği azaltan geçirimsiz ince tabakalar elektik loglar ile veya kil içeriği varsa gamma ray loglarından saptanabilir. Formasyon Ayrımlılığı Akiferin mineralojik bileşimini veren herhangi bir log yöntemi yoktur. Statik Seviye İstenilen seviyelerde geniş miktarda gözeneklilik değişimleri yoksa etkili yanal penetrasyona sahip elektrik ölçümleri ile statik seviye saptanabilir. Tek elektrot veya normal loglar güvenilir sonuçlar vermez. Su Hareketi Borulanmış ve temiz su içeren kuyulardaki suyun hareketini izlemek için fluid velocity meter kullanılır. Ayrıca, kuyu sıvısının iletkenliğini veya sıcaklığını ölçen problar su hareketini izlemek için kullanılabilir. Korelasyon ve Haritalama Pratik olarak tüm jeofizik loglar korelasyon ve yüzey haritaları hazırlamak için kullanılabilir. Ancak, SP ölçüleri yüzey etkilerinden çok etkilendiği için dikkat etmek gerekir. Borulanma Koşulları ve Boru Derinliği Demir borulu kuyularda yapılan özdirenç ve SP ölçümleri korezyonla ilgili olarak oldukça fazla değişim gösterirler. Boşlular bazen ölçülerden saptanabilse bile yorumu oldukça zor ve karışıktır. Eğer metal boruda çok fazla korezyon yoksa derinliği özdirenç ölçümleri ile saptanabilir. SP ölçümleri genelde borulanma koşulları ne olursa olsun kullanılabilir. Ayrıca özdirenç ölçümler ile teçhizli kuyularda kuyu içi filtre yerleri saptanabilir.

5 Log Sonuçlarının Kalitatif Yorumlanması Aşağıda adım adım tanımlanan işlemler akiferlerin yerlerini ve su tuzluluğundaki fazla olmayan değişimlerin bulunması için önerileri kapsamaktadır. Bu işlemler elektrik ve gamma ray ölçümlerini kapsamaktadır. Ayrıca diğer verilerin tümü de sonuçları desteklemek için kullanılır. Borulanmamış Kuyulardaki İşlemler Bu tür kuyularda aşağıdaki üç durumun tespiti beklenir A) Kil formasyonu içindeki taneli akiferler ve masif olmayan kayaçlar B) Kil ve kayaçların kombinasyonu C) Kil içermeyen kayaçların kombinasyonu Eğer formasyon suyunun tatlı olduğu biliniyorsa, problem sadece permeable kayaçların saptanması olacaktır. Bu durumda akiferler, delme hızı yüksek ve orta dereceli özdirençleri ile tanımlanır. Eğer ilgili derinlikte yer alan suyun tuzlu olduğu biliniyorsa, akiferler hakkında bulunması istenen problemler bir önceki paragrafta ele alınanların aynısı olacaktır. Ancak, su tuzluluğun kalitatif olarak bulunması SP ve özdirenç verilerinin dikkatli olarak incelenmesini gerektirir. Eğer şüphe varsa ve emin olunmak isteniyorsa izleyen öneriler yapılır. Eğer, belirli bir derinliğin altında, akiferlerin özdirenci belirgin şekilde azalıyorsa ve benzer şekilde SP değerleri de kesin olarak daha da negatif oluyorsa bu zonların içerdiği suyun kalitesinin düşük lduğu anlaşılır. Varlığı bilinen akiferler olduğunda, akiferlerin kalınlıkları ve derinlikleri bulunur. Borulanmış Kuyulardaki İşlemler Bu tür kuyularda elektrik log alınamadığı için problem daha da zordur. Elimizdeki veri sadece gamma ray logu ve bölgesel jeolojidir. Gamma ray logu aşağıdaki şekilde yorumlanır. Gamma ray yoğunluğunun düşük olduğu tüm kesimler akifer olarak kabul edilir. Orta derecede gamma ray yoğunluğu gösteren kesimler kil, arkose veya feldspat içeren akiferler olabilir. Akiferler en düşük gamma ray yoğunluğuna sahip kesimlere karşılık gelir. Ancak, permeabil kesimleri yalnızca gamma ray logundan ayırmak zordur. Gamma ray yoğunluğu düşük ve az değişmeli ise yorumu çok zordur. Eğer gamma ray genliğinde değişimler varsa daha yüksek yoğunluklar olasılıkla arkozlu, feldspatlı akiferleri veya diğer radyoaktif kayaçları gösterebilir. Akiferlerin varlığına karar verebilmek için jeolojik bilgilere gereksinim vardır. Ayrıca, doğal gamma ışınım logundan suyun kalitesi hakkında yorum yapmak olası değildir. Borulanmamış kuyularda çeşitli dikkate değer uygulamalar Yukarıda tanımlanan işlemler çoğu koşulda kullanılabilir. Ancak, arada sırada uyumsuzluklar olacak ve izleyen yorumlamalar faydalı olabilir. Eğer, birbirine yakın iki kuyu için özdirenç ve/veya SP ölçüleri aynı değerlerde ise, iki kuyu arasında akifer karakteristiği olarak değişim yok demektir. Akiferin özdirenci ile SP sindeki azalmalar kil oranının arttığını gösterir. Akiferin özdirenci azalırken SP değerleri de negatif yönde artıyorsa bu durum formasyon suyunun tuzluluğundaki artışı gösterir. SP eğrisinin, A veya B durumlarında değişmediği zamanlar kuyu çamuruna eklenecek bir miktar tuz SP değerini değiştirir. Bu durumda akiferlerin karşısında SP değeri pozitif ve özdirenç değerleri azalır. Böylece akiferleri tanımlanmak kolaylaşır. Eğer sondaj çamuru tatlıysa, özdirenç ölçüleri genel olarak çok daha güvenilir verilerdir. Eğer üç veride uyuşmazlıklar varsa, diğer verilere göre ağırlık özdirenç verilerine verilir. Ayrıca, SP yerine gamma ray ölçülerine ağırlık verilmelidir. Ancak, sondaj çamuru tuzlu ve özdirenç probunun araştırma aralığı küçük ise gamma ray eğrileri özdirenç verilerine göre daha güvenilirdir.

6 Uygulama Örnekleri Yearltısuyu Araştırmaları Geologger 3030 birleşik probe sistemi ile 16 ve 64 normal özdirenç, doğal potansiyel ve doğal gamma ışınımı logu birleşik olarak farklı örnekleme aralığı kullanılarak elde edilmiştir. Verilere veri işlem tekniği kullanılarak 7 boylu işleç ile yuvarlatma işlemi uygulanmıştır. Özellikle doğal gamma ışınım ölçümlerindeki istatiksel gürültüleri yok etmek için bu yuvarlatma işlemleri uygulanmıştır. Akifer Araştırması Tuzluluk Araştırması Çeşme-İzmir de denize yakın bir bölgede çamurla açılmış bir kuyuda standart log ölçümleri önce kuyu çamurlu ve borusuz durumdayken yapılmıştır (Şekil 6.1.). Daha sonra aynı ölçümler kuyu borulanıp çakıllanıp yıkantıktan sonra tekrar yapılmıştır. Sonuçlar karşılaştırıldığında doğal gamma ışınım değerlerinde belirgin bir değişim olmadığı ve özdirenç değişimlerinden kuyu içi filtre yerlerinin belirgin olduğu gözlenmiştir (Şekil 6.2.). Sondaj çamurunun tuzlu suyla yapıldığı göz önüne alındığında (Bu durumda 7 bağıntısına göre SP deki sapma pozitif yönde olur) kuyunun 40 m den sonra tuzlanma riski taşıdığı saptanmıştır (Şekil 6.3.). Yine aynı kuyuda ölçü alma aralığı arttırılarak ölçü alındığında (10cm, 50 cm, 90 cm) ölçü alma aralığı arttıkça tabaka ayrımlılıklarının azaldığı görülmüştür (Şekil. 6.4). İkinci arazi çalışması Dikili-İzmir yöresi Bademli Köyünde tuzlanma olasılığı olan çamurlu ve borusuz kuyuda yapılmıştır. Kuyu derinliği 90 m olup sondaj çamuru tatlı su kullanılarak yapılmıştır. Şekil 13. den görüldüğü gibi doğal gamma-ray, kısa-uzun normal özdirenç ve SP ölçüm sonuçları birlikte değerlendirildiğinde özdirenç ve SP değerlerinin azalmaya başladığı 24.m den itibaren olasılıkla tuzlanma başlamaktadır. Bu olay kuyu teçhiz edilmeden yapılan ara kat pompa denemesi ile de kanıtlanmıştır. Örnekleme Aralığı Etkisi Kuyu Techizinin Araştırılması Kuyular Arası Korelaryon Yapılması Maden Araştırması Petrol Araştırması

7 Şekil 10 Tuzluluk Çalışması (Çeşme-İZMİR). Tuzlanma Sınırı

8 Şekil 11. Borulu ve Çamursuz Kuyuda Yapılan Log çalışması (Çeşme-İzmir)

9 X= 10 cm X= 50 cm X= 90 cm Şekil 12. Ölçü aralığındaki değişimlerin ölçüler üzerindeki etkisi (Çeşme-İzmir)