JEOTERMAL ENERJİ ENDÜSTRİSİNDE TEKNİK VE TEKNOLOJİK GELİŞMELER. Umran SERPEN. İTÜ Petrol ve Doğal Gaz Müh. Böl.

Transkript

1 JEOTERMAL ENERJİ ENDÜSTRİSİNDE TEKNİK VE TEKNOLOJİK GELİŞMELER Umran SERPEN İTÜ Petrol ve Doğal Gaz Müh. Böl. ÖZET Bu çalışmada dünyada jeotermal enerji endüstrisindeki gelişmeler bağlamında endüstrinin çeşitli dallarında son yıllardaki yenilikler tanıtılmaktadır. Bu çerçevede, önce süper-kritik jeotermal sistemler hakkında bilgi verilmekte ve bu tür sistemlerin keşfi için yapılan çalışmalar hakkında bilgi sunulmaktadır. Daha sonra, artık Enhanced Geothermal Systems olarak anılan kuru sıcak kayalardan enerji elde edilmesi için yapılan son çalışmalar anlatılmaktadır. Öte Yandan, son yıllarda jeotermal aramada çok popüler olan ve arama maliyetlerini düşürmesi yanında, artık üretim için de kullanılmaya başlanan küçük çaplı kuyulardaki gelişmeler tanıtılmaktadır. Son olarak da, jeotermal enerji için yapılan sondaj çalışmalaındaki yenilikler ele alınmakta ve bu bağlamda PDC tip matkaplardaki gelişmelerle DWD (sondaj sırasındaki teşhis) teknolojisi hakkında bilgi sunulmaktadır. GİRİŞ Jeotermal enerji, 1900 lü yılların başında elektrik enerjisi üretmek ve 1920 li yıllarda da İzlanda da doğrudan kullanım (konut ısıtması) gibi alanlarda kullanılmaya başlamış olmakla birlikte, kullanılan teknoloji o zamanın yeraltısuyu teknolojisi ile yüzey donanımlarında kullanılan zamanın mekanik teknolojisinden ibaretti. Ellili yılların ortasından itibaren hız almaya başlayan jeotermal endüstrisi, bir yandan kendi teknolojisini geliştirmek için çabalarken, büyük ölçüde petrol endüstrisinden, bu alandaki

2 teknolojilerin adaptasyonu yoluyla, yararlanmıştır. Sıcak kuyuların delinip donatılması konusundaki teknoloji, 1960 lı yılların başında buhar enjeksiyonu kuyuları için petrol endüstrisinde geliştirilmişti. Bu nedenle, jeotermal kuyuların delinmesi için gerekli teknoloji konusunda bir eksiklik hissedilmemiştir. Daha sonra 1970 li yıllarda, petrol ve doğal gaz kuyularının m derinliklere ulaşması ve bu derinliklerde karşılaşılan sıcaklıkların sığ jeotermal kuyularla aynı seviyede olması, sondaj sirkülasyon ve çimentolama sıvılarının yanında enstrümentasyon elemanlarının bu sıcaklıklara uygun olarak geliştirilmesi, hep jeotermal enerjinin yararına olmuştur. Bu arada, jeotermal rezervuarların geliştirilmesi ile teknikler de, yeraltındaki akışkan akışı ile ilgilenen petrol endüstrisinden aktarılmıştır. Kuyu testleri ve rezervuar modellemesi ile ilgili yapılan çalışmaların ve jeotermal endüstrisindeki gelişmelerin tamamına yakını petrol endüstrisinden olmuştur. Son yıllarda çok popüler olan rezervuar izlenmesi reservoir monitoring gibi çalışmalar ve rezervuar modellerine bağlanmaları, petroldeki 4 boyutlu sismik çalışmalarından esinlenerek gerçekleştirilmiştir. Öte yandan, doğrudan kullanımın önemli bir teknolojisi olan merkezi ısıtma sistemleri, daha önceleri fosil yakıtlar için geliştirilmişti ve endüstri bundan yararlanmıştır. Bu arada, fosil yakıtlarla işletilen ısıtma sistemlerindeki kazanın yerini, jeotermal rezervuarın aldığı bir adaptasyon süreci yaşanmıştır. Neredeyse diğer tüm doğrudan kullanım alanları, fosil yakıtlarla daha önceleri gerçekleştirilmekteydi. Jeotermal enerji endüstrisinin kendisinin yarattığı teknolojilerde en önemli gelişmeler, yeraltındaki kaynak geliştirme alanında olmuştur. Jeotermal enerji endüstrisi, yerbilimlerinde volkanoloji ve jeofizik dallarındaki gelişmeleri iyi kullanarak, kendisine adapte etmiştir. Jeofizik biliminde rezistivite çalışmaları ile başlayan gelişmeler, tellürik ve controlled source audio mangnetotelluric, CSAMT çalışmalarının geliştirilmesi ve jeotermal alanlarda kullanılmasıyla son aşamasına erişmiştir. Jeotermal enerjinin kendisinin yarattığı gelişimlerden önemli biri de elektrik santraları olmuştur. Görece düşük sıcaklıkları dolayısıyla, düşük verimlilikli olan jeotermal santrallerdeki gelişmeler devam etmektedir. Şimdiyedek bu konuda gerçekleştirilen en önemli gelişme ORC diye anılan binary santrallerdir. Bu arada organik olmayan bir diğer Rankin çevrimi olan Kalina cycle uygulama alanında ilerlemeye çalışmaktadır. SÜPER-KRİTİK JEOTERMAL SİSTEMLER Kritik nokta üzerindeki sıcaklık ve basınçlar (374 o C ve 221 bar) sadece tek fazlı süper kritik akışkan mevcut olabilir. Larderello, San Vito (İtalya) ve Kakonda (Japonya) gibi sahalarda sondaj yapılan sahalarda süper-kritik rejimlerle karşılaşılmasına rağmen, düşük geçirgenlik, kuyu stabilitesi ve asidik volkanik gazların varlığı gibi sorunlar, ticari olarak bu rejimdeki sahaların işletilmesini engellemişlerdir. Bazen, San Vito sahasında olduğu gibi, 420 o C üzerindeki sıcaklık, işletmecileri vazgeçirmiş ve saha kapatılmıştır. Aslında, yakın geçmişte aranan süper-kritik jeotermal akışkanların sıcaklıkları o C, basınçları ise bar civarındadır. Şekil 1, saf suyun basınç-entalpi diyagramını göstermektedir. Şekil 1 deki A noktasında bulunan 500 bar basınçlı ve 2100 kj/kg entalpiye sahip bir süper-kritik akışkanın, yapılacak üretimle kuyu içinde yukarıya akışı sırasında, adyabatik soğuma ve basınç azalımı ile B noktasına erişeceği ve su ile buhar olan iki faza ayrışarak E ve D noktalarına ulaşacağı varsayılmaktadır. D ve E

3 noktalarına erişen akışkandan klasik yollarla elektrik enerjisi üretilebilir. Yukarıya yükselen suyun kondüktif soğumasıyla AE ve AL patikalarını takip eden süper-kritik akışkan, kaynayan veya kaynamayan sıcak suya geçiş yapacak ve yüksek sıcaklıklı suyun hakim olduğu jeotermal rezervuarları oluşturacaktır. Benzer olarak H-D patikasında hareket eden süper kritik akışkan D ve E noktalarında buhar ve suya ayrışacak ve buharın hakim olduğu jeotermal rezervuarı temsil edecektir [1]. Sıcak suyun ayrıştırılmasıyla elde edilecek elektrik enerjisi toplam kütle akışının %20 sinden yararlanacakken, doğrudan kızgın buhar eldesiyle hem dönüşüm verimi artacağından, hem de tüm akışkan (buhar) kullanılacağından, daha fazla enerji üretmek mümkün olacaktır. Süper-kritik akışkanlardan daha fazla elektrik enerji elde edilmesi, Şekil 2 deki bu akışkanların F-G veya F- J patikalarını takip etmesiyle oluşacaktır [1]. Fournier (1999) e göre [2], sıvı suyun mevcut olmaması herhangi bir HCl ve SO 2 nin çözülmesini engelleyerek, süper-kritik akışkanın reaksiyona girmesini önleyecektir. Bu da çökelme ile ilgili sorunları ortadan kaldıracaktır. Doğal olarak bu tür kaynakların derinliği de ekonomisi açısından ilgi çekmektedir. Şekil 1 de de görüleceği gibi, hidrotermal sistemin soğuk su hidrostatik basıncı tarafından kontrol edildiği düşünüldüğünde, kritik basınca yaklaşık 2.5 km de erişilebileceği görülmektedir. Fridleifsson, (2001), 400 o -600 o C suların kaynama olmadan doğrudan kara bacalardan okyanusa deniz tabanından boşaldığını belirtmiştir [1]. Şekil 1 deki sağ ordinatta litosferik basınç gösterilmekte ve kritik basınca 1 km den az seviyelerde ulaşılabileceği görülmektedir. Şekil 1. Saf suyun basınç-entalpi diyagramı [2]. Şekil 2a, kritik koşullara magmatik bir sokulum tarafından ısıtılan bir konveksiyon hücresi tarafından nasıl ulaşılacağı şematik olarak gösterilmektedir. Burada tek bir basit konveksiyon hücresinin aşağıya doğru soğuyan mağma gövdesine uzanan bir model gösterilmektedir. Bu modelde, yüzeyden A noktasına kadar sıcaklık gradyenleri kaynama noktası eğrisi tarafından, A-B arasında taşınımla çalışan adyabatik gradyenle kontrol edilmekte ve B-D arasındaki geçirgen olmayan zonda da konduksiyonun hakim olduğu açıktır [2]. Şekil 2b ise, hidrostatik basınçlardaki kritik altı sığ kendini tıkayan bir hidrotermal sistemle ayrılan hidrostatik ve litostatik akışkan basınçlarındaki konvektif süper-kritik sistemin kavramsal modeli

4 gösterilmektedir. Bazı durumlarda, yüksek sıcaklıklı sistemler soğuk su kolonlarından kendini tıkayan zonlar vasıtasıyla izole olurlar ve süper-kritik sistemler görece sığ derinliklerde oluşurlar [2]. Modele göre kendini tıkayan, hidrostatik basınçla kontrol edilen az tuzlu sığ taşınım sistemi daha derin, tuzlu ve litostatik basınçlardaki taşınım sisteminden ayrılır. Şekil 2a. Hidrotermal konveksiyon Şekil 2b. Konvektif süper-kritik sistem [1]. Hücresi [1]. Süper-kritik jeotermal sistemleri araştırmak üzere Izlanda da bir çalışma başlatılmış olup, 3500 m derinlikte bir kuyu Reykjanes rift zonunda Nesjaveilir yöresinde delinmiştir. Bu kuyu (IDDP), 5500 m ye derinleştirilerek, o bölgede süper-kritik akışkanlar araştırılacaktır. Bu çalışma için, SAGA adlı bizim de dahil olduğumuz bir bilimsel danışma kurulu kurulmuştur. SAGA nın önerisiyle dünya üzerinde olası süper-kritik jeotermal sistemler üzerinde bir çalışma yapılmakta olup, bu çerçevede Türkiye deki olası sistemler üzerinde bir çalışma yapılmıştır [3]. Bu çalışmada, bu tür sistemlerin batıda Menderes Masif inin B. Menderes ve Gediz grabenleri arasındaki kısmında, Orta Anadolu da Kapadokya yöresinde ve Doğu Anadolu da Kuvaterner yaşlı volkanlarda olabileceği konusu işaret edilmiştir. Potansiyel olarak da batıda bir-iki bin, Orta Anadolu da birkaç yüz ve Doğu Anadolu da da birkaç on MW mertebeleri tahmin edilmiştir [3]. SICAK KURU KAYAÇLAR VE SICAK ÇATLAKLI KAYAÇLAR (HDR/HFR/EGS) Sıcak kuru kayalar jeotermal endüstrisinin gündemine 70 li yılların başında gelmiş ve hemen arkasından New Mexico da Fenton Hill denilen alanda bu konuda araştırmalar başlamıştır. EPRI ye göre sıcak kuru kayaların potansiyelinin hidrotermal kaynaklara göre katıydı [4]. Fenton Hill de granit içine m derinliğinde üretim ve enjeksiyon kuyuları delindi, bu kuyular arasında çatlak zonlar hidrolik çatlatma yöntemiyle yaratıldı. Yaklaşık 15 yıl süren bu çalışmalar ve 200 milyon $ yatırım yapıldıktan sonra, ABD Enerji Bakanlığı projeden desteğini çekti. Bu tür projelere yeniden destek sağlamak için ilk yapılan işlem, kuru sıcak kayalar teriminin yerini destekli jeotermal enerji üretimi enchanced geothermal systems, EGS alması olmuştur. EGS, 90 lı yıllarda Avrupa da Strasburg yakınlarındaki Ren grabeninin kuzey eteğinde yaklaşık 2000 m kalınlığında sedimanlarla örtülü, kristalen temeli oluşturan Soultz granit horstu içinde yer bulmuştur [5]. Bölgede daha önce delinmiş petrol kuyuları bulunmaktaydı. Kuyuların dibine jeofonlar yerleştirilerek, daha sonraki hidrolik çatlatma işlemlerinin izlenmesinde kullanılmıştır. Sıcaklığın 200 o C civarında olduğu,

5 yaklaşık 5000 m derinliğe, birbirlerinden uzaklığı yaklaşık 700 m olan 3 adet yönlü sondaj yapılarak, bunlar arasında hidrolik iletkenlik yaratılmaya çalışılmıştır. İlk iki kuyu arasında bu canlandırma işlemi başarılı olsa da, 3. kuyu ile diğerleri arasında istenilen iletkenlik yaratılamamış ve bu durum yapısal bir engelle açıklanmaya çalışılmıştır. İlk iki kuyu arasındaki sirkülasyon testi sırasında su kaybı olduğunun farkına varılmıştır. Su kaybı bu tür projelerde arzu edilmeyen bir olaydır. Yapılan iki hidrolik çatlatma işlemi sırasında sismik kayıt alınmış ve bunların nin yeri belirlenmiştir. Mikrosismik hareketler yanında, büyüklüğü üç ve üçün üzerinde sismik hareketler kaydedilmiş ve bu büyüklükteki sismisite civarda yaşayan toplum üzerinde tedirginlik yaratmıştır [5]. Sıcak çatlak kayaçlar (HFR) kavramı ilk defa Fenton Hill de ortaya atılmış ve Cornwall- İngiltere, Basel- İsviçre ve Bad Urach-İsviçre de bu konuda projeler geliştirilmiştir. Projelerin tamamına yakını, doğal çatlakları olduğu bilinen granit kayaçlar üzerine bina edilmiştir. Doğal eklem veya çatlaklara sahip granitlerde, çatlatma akışkanı yeterli basınçta injekte edildiği zaman, çatlak düzlemlerini kaydırıp mikrosismik dalgalar yaydığı ve önemli geçirgenlik artışı sağladığı, ilk projelerden bilinmekteydi. Bu tüm projelerde temel özellik, yüksek basınçlı enjeksiyonla çatlatma işlemi ve onun mikrosismik network ile izlenmesiydi. Gelişen akışkan akışı, izlenen mikrosismik emisyonlarla belirlenmiştir. Bu tür ortamlarda ısı değişimi, ısı iletimiyle olmaktaydı. Ancak, doğal çatlaklı granitik kayaçlarda (HFR) ek ısı, taşınımla sirkülasyon sıvısına katılmaktadır. Avustralya daki Cooper havzasında 250 o C ta bulunan çatlaklı granit, böyle bir olanağa sahiptir [6]. Fransa nın Soultz bölgesinde HDR ve Cooper havzasında HFR projelerinde yaratılan büyüklüğü 3 civarındaki sismik hareketlerin incelenmesi sonucunda, bunların enjeksiyonun durmasından sonra oluştuğu, birbirlerinden farklı oldukları ve Cooper havzasında sismik olayın muhtemelen hidrolik bir engelin kırılması sonunda meydana geldiği kanısına varılmıştır. Ayrıca, Avustralya daki Cooper havzasında olayın plaka sınırındaki doğal bir depreme benzediği düşünülmektedir [7]. Öte yandan, CO 2 in HDR projelerinde ısı taşıyan eleman olarak, suyun yerine kullanılması önerilmektedir. Sıcaklığı 200 o C ve birkaç yüz bar basınca sahip tipik bir EGS sistemi için yapılan çalışmada, CO 2 in sıvıya benzer yoğunluğu ve gaz gibi viskozitesi olan süper-kritik akışakan olduğu ve termofiziksel özelliklerinin onu çekici bir ısı taşıyan akışkan haline getirdiği gözlenmiştir. Yapılan araştırmalar, EGS rezervuarından ısı madenciliği için, CO 2 in suya yakın veya ondan daha üstün bir akışkan olduğuna işaret etmektedirler. CO 2 in kullanılması durumunda potansiyel mineral dönüşümlerinin gözenekliliği artırıcı bir etkisi olacağı düşünülmektedir [8]. Rezervuarda geçirgenliği geliştiren büyük sismik olayların çevre bakış açısından tehlikeli olduğu, ancak, üretimi arttırırken büyük sismik hareketleri de önleyen bir rezervuar yönetimine gereksinim duyulduğu düşünülmektedir. HDR/HFR sistemlerinin geliştirildiği zonların derinlikleri bugünkü ekonomik imkanlara göre çok fazladır. Ayrıca, Soultz gibi yerlerde bulunan sıcaklıklar da çok yüksek değildir. Soultz da su kaybının da gözlenmesi bu projeyi zor durumda bırakmıştır. Bu çerçevede düşünüldüğünde, Avustralya daki Cooper havzasında EGS geliştirmesi mümkün olabilir. Ancak, bugünkü teknolojiyle ve mevcut yakıt fiyatlarıyla ekonomik olarak gerçekleştirilmesi zor görünmektedir. Ülkemize gelince, Orta

6 Anadolu Kapadokya yöresinde ve Doğu Anadolu daki volkanların olduğu bölgede EGS sistemleri bulunabilir. Ancak, ülkemiz bu sıralarda bu tür araştırma yapabilecek ekonomik imkanlara sahip değildir. KÜÇÜK ÇAPLI KUYULAR Petrol endüstrisinde slim holes olarak anılan küçük çaplı kuyular (<15 cm, 6 inç), jeotermal enerji endüstrisinde de kullanılmaya başlamışlardır. Küçük çaplı kuyuların uygulamaya girmesinde en büyük neden, ekonomik olmalarıdır. Çaplarının küçük olması dolayısıyla, daha az iş gücü, daha küçük sondaj makinesi, daha küçük lokasyon, daha az akaryakıt ve sondaj sarf malzemelerinin kullanımının söz konusu olması yanında, elmaslı sondaj makineleriyle yapılmaları durumunda, yeraltındaki yapı ve litoloji hakkında maksimum bilgiyi sağlamaktadırlar. Jeotermal endüstrisi açısından bu kuyuların önemi, jeokimyasal yöntemlerle tahmin edilen, sıcaklıkların varlıklarının en ekonomik yöntemle kanıtlanmasıdır [9]. Küçük çaplı jeotermal kuyular, jeotermal enerji endüstrisinin çok da yabancısı olmayıp, başlangıçta jeotermal anomalilerin yerlerinin belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilen gradyen sondajlarının inşasında uygulama alanı bulmuşlardır. Bu tür kuyular, ülkemizde Kızıldere, Balçova vb. birçok jeotermal alanda bahsedilen amaçla yapılmışlardır. Ancak, son zamanlarda sığ seviyelere delinen, bilinen maden sondajlarının ve gradyen sondajlarının ötesinde, 3500 m lere varan derinlikleriyle, derin kuyular haline gelmişlerdir. Petrol sahalarında da ekonomik avantajları dolayısıyla, yakın zamanlarda popüler olmuşlardır. Ülkemizde küçük çaplı kuyular, yakın geçmişte Zonguldak havzasında 2000 m derinliğe kadar delinmiştir [10]. Küçük çaplı kuyular, ya standart çaplardan daha küçük çaplarda delinirler, ya elmaslı sondaj makineleriyle karotlu olarak, ya da her iki yöntem kombine edilerek, delinirler. Her üç seçeneğin de sağladığı avantajlar vardır. Genelde, bu tür sondajlar arama amacına yönelik delinirler. Ancak, son yıllarda jeotermal sahalarda delinen bu tür kuyulardan formasyon değerlendirmesi, hatta küçük çapta üretim yapmak da mümkün olmaktadır. Arama ve rezervuar değerlendirmesiyle ilgili sondaj maliyetleri kanıtlanmış jeotermal rezervlerin gelişmesini engelleyen önemli bir engel oluşturmaktadır. Bu rezervleri geliştirmek için jeotermal endüstrisi arama ve rezervuar değerlendirmesi maliyetlerini düşürmek zorundadır. Tipik bir jeotermal arama kuyusu standart çaplı (üretim kuyusu boyutlarında 9 5/8 üretim borusu ile) delinmekte ve eğer sıcak su ve/veya buhar bulunursa, test edilmektedir. Bu kuyuların ülkemizdeki maliyetleri 500 bin $ ile 1 milyon $ arasında olup, yurt dışındaki maliyetleri bunların iki katından fazla olabilmektedir. Standart üretim çapında kuyular delmek, başlangıç aşamasında jeotermal projelere büyük finansal yükler getirmektedir. Geçmişte, elmaslı matkaplarla karot alınarak delinen 3-4 çaplı kuyular, sıcaklık gradyenini ölçmek ve lokasyon belirlemek için kullanılmaktaydı. Son yıllarda küçük çaplı kuyularda test yöntemlerinin gelişmesi, bu teknolojinin kullanılması konusunda teşvik yaratmıştır [11]. Tipik küçük çaplı kuyu planları Şekil 3 te verilmektedir. 55m 160m 8 1/2 delik, 7 20 lb/ft casing 6 1/4 delik, 4 1/ lb/ft casing 7m 164m 838m 9 1/2 delik 7 casing 6 1/8 delik 4.5 casing 1220m 3.89 açık kuyu 1560m delik, 3.5 HQ 1634m 3 açık kuyu

7 Şekil 3. Tipik küçük çaplı kuyu tamamlama planları [9]. Küçük çaplı jeotermal kuyuların birincil delinme amacı, ekonomik olmalarıdır. ABD de termal anomalilerin gözlendiği Davis Dome da yapılan sondaj maliyetleri ise $/m arasında değişmekte olup, maliyetleri yüksek olan kuyulara liner indirilmiştir. Zonguldak ta kazılan küçük çaplı kuyunun maliyeti ise 58 $/m dir. Ancak, bu kuyunun bir jeotermal kuyu olarak delinmediğinin, dikkate alınması gerekir. Eğer öyle olsaydı, bu metre maliyet iki katına kadar çıkabilirdi [12]. Eğer sıcaklık, derinlik ve sıvı seviyesi küçük çaplı kuyunun akışına izin veriyorsa, bu optimum bir durum olup, küçük çaplı kuyu akış verileri kullanılarak, yalnız rezervuar geçirgenliği değil, tam çaplı bir kuyunun da potansiyel üretimi de tahmin edilebilir. Eğer sıcaklık, derinlik ve sıvı seviyesi küçük çaplı kuyunun akışına izin vermiyorsa, kuyu üretime sokulamaz ve o zaman geçirgenlik tahmini enjeksiyon testlerine dayanılarak yapılır. Küçük çaplı kuyunun transient testlerinden (basınç yükselim, basınç azalım veya enjeksiyon) hesaplanan geçirgenlik değerleri çapla ilgili olmayıp, rezervuara ait parametreler oldukları için geçerlidir [11]. Küçük çaplı kuyuların delinmesinin başlangıcı, bunun aramaya yönelik bir yöntem olmasına rağmen, bu kuyuların ulusal şebekeler dışında kalan yerlerde küçük ölçekli jeotermal santraların çalıştırılmasında önemli bir potansiyeli olduğu saptanmıştır. Yapılan yoğun çalışmalar [12], rezervuar derinliği ve sıcaklığına bağlı olarak 4 çaplı kuyuların dahi birkaç yüz kw, 6 çaplı bir kuyunun ise bir megawatt üzerinde güç üretebileceğini göstermiştir. JEOTERMAL SONDAJLARDAKİ GELİŞMELER PDC Matkaplar Dünyada yılda yaklaşık 5 milyon metre sondaj sert ve aşındırıcı kayaçlarda yapılmaktadır. Jeotermal sondajların yapıldığı jeolojik ortamlarda da delinen kayaçların büyük bir bölümü sert kayaçlardan oluşmaktadır. Konvansiyonel polycrystalline diamond compact, PDC matkaplar yumuşak ve orta sertlikte formasyonları delmek için tasarlanmışlardır. Sert kayaç uygulamalarında aşırı sürtünmenin ürettiği yüksek sıcaklıklarda (özellikle >300 o C), PDC kesici uçlar hızla yıpranmaktadır. Bundan başka, PDC kesiciler 700 o C üzerinde yapısal bütünlüklerini kaybetmektedirler. Bu durumu ortadan kaldırmak için, ısıl olarak stabil olan, thermally stable ploycrystalline, TSP elmas kesiciler geliştirilmiştir [13]. Gelişmiş TSP elmas kesicilerinde 300 o C üzerinde yıpranma daha az olmakta ve kesiciler 1200 o C a kadar çalışabilmektedirler. Geçmişte, TSP elmas kesicilerin tungsten karbit altyapıya bağlanma kuvvetleri yeterli olmadığı için, darbe mukavemetleri yetersiz kalıyordu. Yeni metalurjik tekniklerle bu sorun aşılmıştır. Öte yandan, Sandia Laboratuvarlarında yapılan çalışmalarda matkap-formasyon ara-yüzeyindeki yük büyüklüğünü azaltmak için, kırıntıların yüksek basınçlı jetlerle temizlenmesi hedeflenmiştir. Çamur jetleri iki mekanizma ile delici uçların kayaca daha etken bir şekilde girmesini sağlamaktadırlar: (1) jetler matkap-formasyon ara-yüzeyini temiz tutarak kayaçta penetrasyon gerilmesini arttırmakta, (2) kesici uç tarafından yaratılan çatlaklara

8 giren sıvı, hidrolik çatlatma etkisiyle onları büyütmektedir. Yapılan test sondajlarında bu jetlerle ilerleme hızında %30 artış kaydedilmiştir [14]. Sondaj Sırasında Ölçümle Teşhis (DWD) Sondaj sırasında ölçüm, MWD son 25 yıldır başarıyla petrol ve doğal gaz kuyularının delinmesi sırasında kullanılmakta ve yeraltı verilerini yüzeye aktarmaktaydı. Bu teknolojinin jeotermal kuyuların delinmesinde kullanılması için, başlangıçtaki engel, diğer bir deyişle, yüksek sıcaklık konusunda zaman içinde önemli ilerlemeler kaydedilmiş ve bu teknoloji, özellikle yönlü jeotermal kuyularda kullanılmaya başlanmıştır. MWD de kuyudibi verileri çamur akımı içinde basınç pulse ları şeklinde yüzeye yollanmaktadır. Sondaj sırasında ölçümle teşhis, DWD 2000 yılından beri ABD Sandia Labortuvarlarında geliştirilmekte olan bir teknolojidir. DWD yüksek hızda gerçek zaman verisiniyukarıya yollamakta ve yüzeyde yapılan ölçümlerle birleştirip, analiz etmekte ve sondöre tavsiyede bulunmaktadır. Kuyu dibindeki matkap yakınındaki sensör kuyu dibi basıncı, sıcaklığı, titreşimi ve torku hakkında bilgi vermektedir. Duruma göre, sondör olayları kontrol edecek düzeltme işlemlerini uygulayabilmektedir. DWD nin önceden haber verme yeteneği dolayısıyla, sondaj makinasında delme yapılmadığı zaman azaltılmaktadır [15]. KAYNAKLAR [1] Fridleifsson G.O., Iceland s IDDP Program Will Investigate Technologies for Production of Supercritical Geothermal Fluid for Electric Power Generation. Geothermal Bulletin, v. 30, No. 4, July- August, pp [2] Fournier R.O., Hydrothermal Processes Related to Moment of Fluid from Plastic into Brittle Rock in Magmatic-Epithermal Environment. Economic Geology, v. 94, No. 8, pp [3] Öngür T. ve Serpen U., Preliminary Assessment of Deep UGR Potential for Turkey, a Report to SAGA, Nov. 22 nd, Istanbul. [4] Othmer K., Geothermal Energy, Encylopedia of Chemical Technology, Vol. 11, 3 rd Ed. [5] Baria R., Jung R., Nicholls J., Michelet S., Sanjuan B., Soma N., Asanuma H., Dyer B. and Garnish J., Creation of an HDR Reservoir at 5000m Depth at the European HDR Project, Proceedings, Thirty-First Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 30-February 1 st. [6] Wyborn D., Graaf L., Davidson S. and Hann S., Development of Australia s First Fractured Rocks (HFR) Underground Heat Exchanger, Proceedings World Geothermal Congress 2005 Antalya, Turkey, April. [7] Asanuma H., Nozaki H., Uhara T., Niitsuma H., Baria R. and Wyborn D., Spatial and Temporal Distribution of Larger Seismic Events at European and Australian HDR Sites, Proceedings, Thirty-First Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 30-February 1 st. [8] Pruess K. and Azaroual M., 2006, On the Feasibility of Using Supercritical CO 2 as Heat Transmission Fluid in an Engineered Hot Dry Rock Geothermal System, Proceedings, Thirty-First Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 30- February 1 st.

9 [9] Serpen, U., Jeotermal Enerji Alanında Küçük Çaplı Kuyular, Tesisat Kongresi, Jeotermal Enerji Semineri 2005 Kitabı, Kasım, İzmir, s [10] Akün M.E. ve Gülgör A., Zonguldak Taşkömürü Havzasında Derin Sondaj Çalışmaları, Türkiye 11. Petrol Kongresi, Ankara, Nisan, Ankara. [11] Finger J., Jacobson R., Hickox C., Combs J., Polk G., and Goranson C., Slimhole Handbook, Sandia Report No. SAND , Sandia National Lab., Albuquerque. [12] Pritchett J.W., Theoretical Aspects of Geothermal Off-Grid Power Development Using Slim Holes, Proceedings of the Sandia/Geothermal Resources Council Workshop on Geothermal Off-Grid Power, Reno, NV. [13] Bennett, K., Gwilliam, W., Gahan, B., Radke, B., Fracture Resistant TSP Diamond Cutters for Drill Bits, Geothermal Technologies, Vol. 6, Issue 2, July/August, pp [14] Raymond, D. and Prairie, M., Mudjet-Augmented Diamond Bit Demonstrates Drilling Rate Improvements in Hard-Rock Formations. Geothermal Technologies, Vol. 6, Issue 1, March/April, pp.3-5. [15] Finger J., Field Tests for Diagnostics-While-Drilling, Geothermal Bulletin, Vol.31, No.6, December.