33 JEOTERMAL SANTRALLAR ÇN KISA VE UZUN SÜREL KUYU TESTLER Bayram ERKAN ÖZET Jeotermal kaynakların verimli ve ekonomik kullanılabilmesi için gerekli bilgiler kuyu testleri ile elde edilmektedir. Kuyu testleri kuyular delinirken balayan, jeotermal kaynaa uygun optimum performanslı iletmenin planlanması sürecinde devam eden ve jeotermal sistemlerin dinamii gerei iletme aamasında da süreklilik arz eden çalımalardır. Bu çalımada, ülkemizde çalıan ve planlanan jeotermal santralların bulunduu sahalarda yapılan test çalımalarında kullanılan test aletleri ve ekipmanları ile yapılan testler hakkında bilgiler verilmitir. Yapılan testler; dinamik, statik basınç ve sıcaklık ölçümleri, gaz oranı ölçümü, su kaybı testi, kararsız basınç testleri, üretim testleri ve yöntemleri, inhibitör ve izleyici testleri olarak özetlenmitir. Bu testlerin amacı, planlaması, yapılıı ve elde edilen bilgiler sunulmu, ilgili örnekler verilmi, ancak; testlerin deerlendirilmesi çok detaylı olduundan bu bildirinin kapsamı dıında tutulmutur. 1. GR Son yıllarda enerji fiyatlarında ve talebindeki artı, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilginin artması ve özendirilmesi, toplumsal çevre bilincinin gelimesi, yerli kaynak kullanımına olan ilginin artması, yasal düzenlemelerin yapılması gibi nedenler jeotermal enerjiden elektrik üretmeye olan ilgiyi artırmıtır. Jeotermal enerji kaynakları açısından zengin olan ülkemizde elektrik üretimine uygun jeotermal sahalar Batı Anadolu bölgesinde yer almaktadır. lk jeotermal elektrik santralı Denizli Kızıldere de 1984 yılında devreye alınmı, ikinci santral ise Aydın Salavatlı da 2006 yılında devreye girmitir. Denizli Kızıldere de var olan santrala entegre olarak çalıacak bir santralın kurulum çalımaları devam etmektedir. Bir dier jeotermal santral yatırımı ise Aydın Germencik de devam etmektedir. Bazı sahalarda da jeotermal santral yatırımı ile ilgili ön çalımaların devam ettii bilinmektedir. Jeotermal santral yatırımlarının hız kazandıı bu dönemde, jeotermal enerji kaynaına uygun sürdürülebilir projelerin planlanması oldukça önemlidir. Projelerin sürdürülebilir olması kaynakla ilgili olarak kuyular, rezervuar ve jeotermal sistem hakkında yeteri kadar bilginin elde edilmesi ile mümkündür. Elde edilen bilgiler sahanın optimum ve verimli iletilmesine yöneliktir. Kaynakla ilgili bu bilgilerin alınması sondajlar öncesinde sahada yapılan etüt çalımaları ile balar ve sahanın iletilmesi sürecinde de devam eder. Jeotermal sistemlerin dinamik yapısı bilgilerin sürekli güncellenmesini zorunlu kılar. Etüt safhasında yapılan jeoloji, jeofizik, jeokimya çalımaları ile elde edilen veriler, sondaj çalımaları esnasında ve sonrasında alınan daha gerçekçi verilerle güncelletirilir. Kuyuların delinmesi sırasında ve sonrasındaki bilgilerin çounluu kuyu testleri ile elde edilir.
34 Kuyu testleri kuyuların delinmesi esnasında balar. Bu aamada sıcaklık, basınç ve nadiren enjeksiyon veya üretim testleri yapılır. Bu testlerden elde edilen bilgiler, kuyu ile ilgili kararların alınmasında ve sondaj programlarının yapılmasında kullanılır. Sonraki aamalarda kuyu ve rezervuar ile ilgili bilgiler elde edilir. Sondaj çalımalarının bitirilmesinden sonra yapılan testler kuyu tamamlama testleri olarak adlandırılır. Bu kapsamda su kaybı, enjeksiyon, basınç düüm, statik-dinamik sıcaklık ve basınç testleri ile üretim testleri yapılır. Sondaj makinasının lokasyondan ayrılıp kuyu baına üretim sistemlerinin balanmasından sonra kısa dönem testleri yapılır. Bu testler kapsamında genellikle sıcaklık ve basınç ölçümleri, kararsız basınç testleri, gaz oranı ölçümü, kimyasal analiz için numune alma ve üretim testleri gerçekletirilir. Uzun dönemli testlerde ise üretim ve/veya enjeksiyonla kuyu, rezervuar parametrelerindeki deiimler izlenir. Üretim kuyularında çökelme problemine yönelik inhibitör testleri ve uygulamaları bu dönemde yapılır. Kuyular arası etkileimin belirlenmesi, rezervuarın daha geni bölgelerine ait parametrelerin bulunması amacı ile çok kuyulu testlerden olan giriim testleri uzun dönemde yapılır. Rezervuar basıncının korunması, ısıl enerji üretiminin artırılması, sıcak ve kirletici kimyasal maddeler içeren atık suyun ortadan kaldırılması gibi nedenlerle uygulanan tekrarbasma (reenjeksiyon) çalımalarında yapılan izleyici testleri de uzun dönemde yapılan testlerdendir. Uzun dönemde giriim, inhibitör, enjeksiyon, izleyici testleri esas olmakla beraber bunların yanında dier testlerde yapılmaktadır. Jeotermal sahanın iletilmesi aamasında da saha izleme programları hazırlanarak kuyu testleri ve ölçümler belirli aralıklarla yapılmaya devam edilir. Sıcaklık, basınç, debi, gaz oranı ve akıkanın kimyasal özellikleri sürekli gözlenerek daha önceki verilerle karılatırma ve güncelleme olanaı salanır. Kuyu testlerinden kuyu performansı ile ilgili bilgiler ve rezervuar parametrelerinin yanında rezervuarın yapısı, ekli, durumu gibi birçok bilgi elde etmek mümkündür. Elde edilen bilgiler kuyu ve rezervuar ile ilgili kararların alınmasında, ileriye yönelik performans tahminlerinin yapılmasında ve modelleme çalımalarında kullanılır. Kuyularda yapılan testlerin tipi, sayısı, süresi, sırası konusunda genelletirilmi bir uygulama olmayıp test yapılacak kuyuya, sahaya, sahadaki kuyu sayısına, testin amacına, daha önce kuyuda / sahada yapılan testlere göre deikenlik gösterebilmektedir. Bu çalımada; Ülkemizde çalıan ve planlanan jeotermal santralların bulunduu sahalarda yapılan test çalımalarında kullanılan test aletleri ve ekipmanları genel olarak tanıtılmakta, belirlenen sahalar su baskın sahalar olduundan, su baskın sahalarda yapılan testler hakkında genel bilgiler sunulmaktadır. Yapılan testler dinamik, statik basınç ve sıcaklık ölçümleri, gaz oranı ölçümü, su kaybı testi, kararsız basınç testleri, üretim testleri ve yöntemleri, inhibitör ve izleyici testleri olarak özetlenmitir. Bu testlerin amacı, planlaması, yapılıı ve elde edilen bilgiler sunulmutur. 2. JEOTERMAL KUYU TESTLERNDE KULLANILAN ALET VE EKPMANLAR 2.1. Vinç Üniteleri Kuyu içerisinde kullanılacak ölçüm alet ve cihazlarının kuyu içine indirilip çıkarılmasında kullanılırlar. Güç ünitesi, aktarma organları, tambur, fren sistemi, derinlik sayacı ve aırlık göstergesinden oluur. Hidrolik ve mekanik tür aktarma organları olan tipleri vardır. Vinç üniteleri kullanım amaçlarına göre deiik büyüklükte ve tipte imal edilmektedir.
Tambur üzerine sarılan borusal malzeme veya telin çapına ve özelliine baı olarak tambur çapı ve dolayısı ile de vinç ünitesinin büyüklüü deimektedir. Kuyu içi ölçüm cihazları 0, 072-0,092 inç çaplı, eksiz, paslanmaz, çelik ölçü telinin (wire line) ucuna balanarak kuyu içine indirilip çıkarılırlar. Bu vinçler amerada vinci veya ölçü vinci (wire line unit) olarak adlandırılırlar. Vinç üniteleri metal ase üzerine monteli ve tekerlekli tip olmak üzere iki ayrı tipte imal edilmektedirler. Kuyu derinliinin fazla olmadıı durumlarda insan gücü ile çalıan, sadece tambur ve fren mekanizmasından oluan basit sistemler de kullanılmaktadır. Vinç üniteleri üzerindeki derinlik sayaçları genelde mekanik olup derinlii metre veya feet cinsinden gösterirler. Son yıllarda gelitirilen elektronik derinlik sayaçları (depth box), inilen derinliin yanında ini, çıkı hızlarını da sayısal olarak göstermekte ve elektronik ortamda bilgileri zamana karı hafızaya kaydetmektedir. Kuyu içi ölçümlerin elektronik cihazlarla alındıı durumlarda alınan verilerin zamanla ve derinlikle deiimi belirlenebilmektedir. Kuyu içi ölçüm sisteminin ematik görünümü ekil 1 de görülmektedir. 35 ekil 1. Kuyu içi ölçüm sisteminin ematik görünümü. 2.2. Basınç, Sıcaklık ve Akı Ölçerler Kuyu içindeki basınç ve sıcaklık ölçümleri jeotermal koullara uygun olarak yapılmı özel cihazlarla yapılmaktadır. Son yıllara kadar mekanik cihazlar kullanılırken gelien teknoloji ile birlikte elektronik cihazlar da kullanılmaya balamıtır. Ülkemizde kullanılan cihazlarla ilgili bazı bilgiler Tablo 1 de verilmitir [1]. Kuyu içinden ölçü almak amacı ile kullanılan mekanik aletler Amerada tipi olarak ilk imalatçısının ismi ile anılmakta ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Cihaz saat, element ve gövde olmak üzere üç ana parçadan olumaktadır. Element olarak basınç, sıcaklık veya akı ölçer algılayıcıları ayrı ayrı kullanılmaktadır. Gövdenin üstüne ölçü teline balantıyı salayan parça (wire line/rope socket), içine saat ve kaydedici mekanizma, altına ise element balanmaktadır. Gövdenin çapı 1 ¼ inç dir. Cihaza ayrıca kılavuz, merkezleyici ve aırlık balanabilmektedir.
36 Zamana karı basınç ve sıcaklık deiimi, safir uçlu bir çizici ile silindirik kart tutucu içinde bulunan, bir yüzeyi özel malzeme ile kaplanmı, ince, metal kart üzerine sürekli olarak çizilir. Saatin dönü hareketi bir mekanizma ile kart tutucuyu dikey yönde hareket ettirir. Basınç veya sıcaklık elementine balı olan çizici ise yatay yönde hareketlenir. Ölçü sonunda kart üzerinde bulunan hem dikey hem yatay yöndeki mesafeler bir mercek vasıtası ile hassas olarak özel bir kart okuma aleti (two way chart reader) ile belirlenir. Ölçü esnasında yapılan ilemlerin kaydı tutulduundan kart üzerindeki dikey mesafeden zamana karı deiim belirlenir. Basınç veya sıcaklık deiimi ölçüden önce atmosferik koullarda çizdirilen baz çizgiden olan yatay mesafedeki deiimden belirlenir. Elementlerin kalibrasyonu esnasında düzenlenen tablolardan bakılarak bu mesafeler basınç veya sıcaklık deerlerine dönütürülür. Basınç ölçümlerinde ayrıca sıcaklık düzeltmesi yapılır. Bilgisayar ve ekran yardımı ile kart okumanın yapılabildii elektronik kart okuyucu da kullanılabilmektedir. Tablo 1. Kullanılan basınç ve sıcaklık cihazlarının özellikleri [1]. Cihaz modeli Algılayıcı tipi Doruluk Çözünürlülü k Basınç kapasitesi ( psi ) Sıcaklık kapasitesi ( o C ) KPG Bourden tüpü 0,2 % FS 0, 05 % 1500-5200 400 KTG Bi- metal - / + 1 o C 0, 05 % - 300 RPG-3 Bourden tüpü 0,2 % FS 0, 05 % 1500-2200 260 K8HTEMRGEO Sıcaklık RTD - / + 0,2 o C 0,01 o C 5000 300(6saat) Basınç Piezoresistive -/ +0,024% FS 0,0003% FS 5000 300(6saat) K10HTEMRGEO Sıcaklık RTD - / + 0,015 o C 0,02 o C 5000 300(6saat) Basınç Piezoresistive - / + 0,05% FS 0,0003 % FS 5000 300(6saat) Akı ölçer Reed Switch 0,25-0,8RPS 5000 300(6saat) K8 S. UNT Basınç Silicon Kristal - /+0,024% FS 0,0003 % FS 10000 - PS Basınç Qartz - /+ 0,01 % FS 0,0001 %FS 1000 - FS, Full Scale, maksimum ölçüm kapasitesi RPS, devir / saniye Mekanik aletlerle farklı sürelere sahip saatleri kullanmak mümkündür. Kullanılan saatlerin maksimum süreleri 3, 6, 12, 24, 48, 72, 120, 180 saat eklinde deimektedir. Kullanılacak saatlerin süreleri yapılacak testin süresine göre seçilir. Basınç elementleri (KPG- RPG) çoklu helisel bourden tüpü prensibi ile çalımaktadırlar. Sıcaklık elementleri (KTG) ise iki ayrı tipte imal edilmektedirler. KTG LV (liquid vapour) tipleri KPG ile aynı prensipte çalıırken, KTG BM (bi metal) tipleri sıcaklıa farklı reaksiyon gösteren birletirilmi iki metalin sıcaklık karısında oluturduu dönme hareketi prensibi ile çalıırlar. Basınç ve sıcaklık elementleri test yapılacak kuyuda karılaılacak basınç ve sıcaklıa uygun olarak seçilirler. Mekanik akı ölçer (Flowmeter MK II) kuyu içinde deiik seviyelerdeki akı hızlarını (toplam akıınüretim veya enjesiyon- % si cinsinden) karılatırmak amacı ile kullanılmaktadır. Direk olarak hız ve debi deeri vermezler, kuyuda bilinen bir noktadaki deerlerle dier yerlerdeki deerler göreceli olarak karılatırılır. Basınç veya sıcaklık elementlerinin yerine gövdeye balanır. Belirlenen derinliklerde bekleme yapılarak ölçü alınmaktadır. Akı ölçer sonuçları kuyu içindeki akıkanın sıcaklık, younluk ve viskozitesi ile akı tipi ve faz durumundan etkilendiinden yorumlamalarda göz önüne alınmalıdır. Çok nadir olarak kullanılmaktadırlar. Dikkatli kullanım, düzenli kalibrasyon, doru ve hassas okuma ile mekanik aletlerle birçok ölçü için yeterli dorulukta ölçüm yapılabilmektedir. Ancak giriim (Interference) testlerinde ve kararsız basınç testlerinde (pressure transient tests) yetersiz kalmaktadırlar.
Bakım ve servislerinin kolay ve yerinde yapılabilir olmasının yanı sıra elektronik aletlere göre ucuz olmaları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadırlar. K8-HT EMR jeotermal elektronik cihazı 300 o C sıcaklıkta 6 saate kadar ölçüm yapabilmektedir. Cihaz ısı iletimi düük, silindirik muhafazanın içerisinde olup alt kısmında basınç ve sıcaklık algılayıcılar bulunmaktadır. Kuyudaki akıkanın basıncı kapiler bir boru içindeki özel sıvı ile basınç algılayıcısına iletilmektedir. Sıcaklık algılayıcısı ise direk akıkanla temas halinde olup iletim kablo ile salanmaktadır. Sabit aralıklarla veri alınabildii gibi deiken aralıklarla da veri alınabilmektedir. K10- HT EMR jeotermal elektronik cihazı, K8 modeli ile benzer yapıda olup ilave olarak elektronik akı ölçer (spinner/ flowmeter) balanabilmektedir. Kuyu içinden ölçü alan cihazlar yanında yüzeyde basınç deerlerini algılayan ve kaydeden basınç üniteleri de kullanılmaktadır. Bu tür cihazlar çounlukla giriim testlerinde kullanılmaktadır. Giriim testi düzenekleri ile sabit bir derinlikte kararsız basınç testlerinin yapılmasında da kullanılabilmektedirler. Bu cihazlar genelde iki bölümden olumaktadır. Basıncı ölçen basınç algılayıcı, dönütürücü birim (pressure transducer) ile transducerden aldıı frekans deerlerini sayısal basınç deerlerine dönütüren ve bu verileri depolayabilen, bilgisayara aktarabilen, ekranda gösterebilen ve bilgisayar aracılıı ile programlanabilen bir arabirimden (data loger/ pressure monitor) olumaktadır. ki birim arasındaki balantı kablo ile salanmaktadır. Bu iki birimin beraber imal edildii cihazlar da mevcuttur. K8 Yüzey Ünitesinde iki birim bir arada bulunmaktadır. Bu ünitede ki basınç ve bir sıcaklık algılayıcısı vardır. 37 2.3. Ölçü Borusu (Kurtarma Borusu Recovery Tube) Kuyuda yapılacak ölçümlerde veya ilemlerde kullanılacak alet ve cihazların kuyuya indirilip çıkarılmaları esnasında basınç altında bekletildii haznedir. Kuyuya indirilecek malzemenin çapına ve boyuna göre deiik çap ve boylarda imal edilirler. Kuyu baı üretim sistemlerinin balı olduu durumlarda T-borunun üzerine balanarak hem statik hem dinamik durumlarda ilem yapılabilir. Kuyu baı üretim sistemlerinin balı olmadıı durumlarda ana vananın üzerine balanarak sadece statik durumlarda ilem yapılabilir. Kuyuya indirilecek malzemeye göre boyutu deien makara en üst kısımda bulunur. Ölçüm borularının üst kısmında basınç altında sızdırmazlıı salamak için sızdırmazlık balıı (stuffing box) vardır. Sistemin içinde kalan basıncı ve akıkanı tahliye edip boaltmak için ölçü borusu alt kısmına yakın yerde tahliye vanası bulunur. 2.4. Yüzey Üretim Boruları Akıkanın kuyu baındaki ana vanadan seperatör veya susturucuya yatay olarak yönlendirilmesini salarlar. Ana vana üzerine monte edilen T boru ile yatay borulardan oluur. T boru ile yatay borular arasında testler esnasında akıı kontrol etmek amacı ile ikinci bir akı kontrol vanası kullanılır. T- borunun üzerine ölçü borusu balanır. Yatay borular üzerinde basınç, sıcaklık manometreleri ile numune alımı ve gaz ölçümlerinde kullanılmak üzere çıkılar bulunur. Orifist ile ölçüm yapılacaksa yaklaık olarak arada orifist balantı flanları ile basınç manometreleri için balantılar vardır. Uç boru ile ölçüm yapılacaksa yatay boruların en ucunda uç boru balantı flanları vardır. Hem orifist hem uç boru ile ölçüm yapılacaksa her iki balantı beraber bulunur. 2.5. Uç Boru Üretim, entalpi hesaplarının uç boru yöntemi ile hesaplanacaı durumlarda uç boru basıncı (lip pressure) ölçümünde kullanılır [2]. Borunun kendisi ve çıkı yüzeyi düzgün olmalı, boru iç çapı hesaplamalarda kullanılacaından hassas olarak ölçülmelidir. Bir ucunda balanacaı vanaya veya flana uygun flan balantısı, dier ucunda ise uç basıncı okumayı salayacak ekilde manometre takılmasına uygun delik bulunur. Bu deliin çapı 6 mm dir ve borunun uç kısmından 6 mm içerde bulunur (ekil 2).
38 ekil 2. Dikey üretimde uç borunun ematik görünümü 2.6. Seperatör, Orifist, Susturucu (Silencer), Savak Sistemleri Kuyudan üretilen su ve buhar karıımlarının belirli basınçta su ve buhar olarak ayrıtırılmasında seperatörler kullanılır. Ayrımanın atmosferik koullarda yapıldıı üstü açık seperatörler ise susturucu (silencer) olarak bilinirler. Susturucuların isimlerinden de anlaılacaı gibi dier bir görevi de uç borudan büyük bir gürültüyle çıkan akıkanın gürültüsünü azaltmaktır. Aynı zamanda akıkanın direk atmosfere verilmesi durumunda çevreye verilebilecek zararları da önlemektedir. Tekli veya ikili dikey silindirik sistemlerdir. Merkez kaç kuvvetinden yararlanmak amacı ile akıkan girileri teet olarak yönlendirilir. Seperatörde ayrıan buharın debisi orifistlerle ölçülürken, susturucudan ayrılan buhar susturucunun üst kısmından atmosfere atılır. Sıcak su ise susturucunun ön tarafında bulunan ve debiyi ölçmekte kullanılan bir savaa yönlendirilir. Susturucudan çıkan suyun savakta oluturacaı aırı dalgalanmaları önlemek için susturucu ile savak arasına dalgakıran görevi yapacak kapalı sistemler balanabilir. T-boru, ölçü borusu, seperatör, orifist, yatay üretim boruları, uç boru, susturucu ve savak monte edilmi genelletirilmi bir kuyu baı üretim sisteminin ematik görünümü ekil 3 de görülmektedir. ekil 3. Genelletirilmi kuyu baı üretim sisteminin ematik görünümü
Savakların ön pencereleri deiik ekillerde yapılabilmesine karın yüksek debili kuyularda dikdörtgen ekilli savak pencereleri yaygın olarak kullanılmaktadır. ematik bir dikdörtgen savak penceresi ekil 4 de görülmektedir. Savaktan geçen suyun oluturacaı dalgalanmayı önlemek için savak içerisine delikli, metal saç dalgakıranlar yerletirilmektedir. Savaklarla ilgili deiik standartlar ve formüller olmasına karın yaygın olarak kullanılan formüller aaıda verilmitir. Ölçümlerin doruluunun artırılabilmesi için pencere kenarları düzgün ve keskin, savak havuzu kırıntı ve pisliklerden temizlenmi, seviye ölçü borusu sıfırlaması iyi yapılmı olmalıdır. Seviye ölçüm noktasının savak penceresinden olan mesafesi (F), ölçülebilecek maksimum su seviyesinin (h m ) en az 4 katı kadar mesafede olmalıdır. Savaktan geçen su debisi, savak ölçüleri metre olarak eitlik (1) ile hesaplanmaktadır [3]. M ( B b) 1,5 0,177 h * h B = 60 * w * b * h * (107,1 + + 14,2 * 25,7 * 2,04 * ) (1) h D D * B D w + w = Savak su younluu, (gr/cm 3 ) M = Savak su debisi, (ton/ saat) w 39 ekil 4. Dikdörtgen savak penceresinin ematik görünümü 2.7. Giriim (Interference) Testi Sistemleri Giriim (Interference) testinde aktif kuyu veya kuyuların (üretim veya enjeksiyon) gözlem kuyularında yaratmı olduu basınç/ su seviyesi deiimi izlenir. Aktif kuyularda normal üretim veya enjeksiyon sistemleri kurulu iken gözlem kuyularında basıncı veya su seviyesini izleyecek sistemler kurulur. Su seviyeleri erit metrelerle ölçülebilecei gibi otomatik ölçüm ve kayıt yapabilen tamburlu sistemler de kullanılabilmektedir. Basınç deiimlerinin uzun süreli gözlenmesi ise özel sistemlerle yapılmaktadır. Giriim testi basınç gözlem sistemleri yüzey sistemi, kuyu içi sistemi ve borular olmak üzere üç ana bölümden olumaktadır. Yüzey sistemi kuyu baında bulunan ölçü borusu (kurtarma borusu, recovery tube), boru çapına uygun makara ve sızdırmazlık balıı (stuffing box), boruları kuyuya indirip çıkarmakta kullanılacak vinç ünitesi, boruların yüzeyde kalacak ucuna balanan yüksek basınç manifolt ve balantıları ile azot tüpü ve basınç algılayıcısından olumaktadır. Kullanılan kapiler borular (capillary tubing) eksiz, 1/8 inç (3.175 mm.) dı çaplı, 825 metal alaımdan yapılmıtır. Kuyu içi sistemi ise boruların ucunda kuyuya indirilen sistemdir. Sistem boru balantı elemanı, genleme haznesi (expansion chamber), aırlık ve kılavuzdan olumaktadır.
40 Sistem kuyu içinde belirlenen derinlie indirilerek yüzey sistemi, boruların içi ve genleme haznesi azot gazı ile doldurulur. Genleme haznesinin alt balantı elemanı yakınında delikler mevcut olup basınç iletiimi bu deliklerle salanır. Genleme haznesinin büyüklüü basınçta olması beklenen deiime göre belirlenir. ndirilen derinlikteki basınç azot gazı vasıtası ile yüzeye iletilir. Boruların içindeki azot gazının yapmı olduu basınç ihmal edilir veya hesaplama yapılarak düzeltme yapılır. Gece gündüz sıcaklık farklarının yarattıı basınç deiimlerini minimuma indirmek amacı ile sistemin yüzeyde kalan kısımları izole edilir. ekil 5 de gözlem kuyusunda kullanılan giriim testi sisteminin ematik görünümü yer almaktadır. ekil 5. Gözlem kuyusunda kullanılan giriim testi sisteminin ematik görünümü. 2.8. nhibitör Basma Sistemleri Jeotermal akıkanın oluturduu çökelmeleri, kabuklamayı (scaling) önlemek amacı ile kullanılan inhibitörler kuyu içinden inhibitör basma sistemleri ile basılmaktadırlar. nhibitör basma sistemleri kullanılacak inhibitörlerin gerek teknik gerekse ekonomik açıdan deerlendirilmesi için test amaçlı çalımalar yanında iletme aamasında sürekli basma amaçlı kullanılabilmektedirler. Çok basit sistemlerden çok detaylı sistemlere kadar deien uygulamalar bulunmaktadır. nhibitör basma sistemleri giriim testi sistemlerine benzer ekilde yüzey sistemi, kuyu içi sistemi ve borular olmak üzere üç ana bölümden olumaktadır. Yüzey sistemi basit olarak kuyu baında bulunan ölçü borusu, boru çapına uygun makara ve sızdırmazlık balıı, boruları kuyuya indirip çıkarmakta kullanılacak vinç ünitesi, boruların yüzeyde kalacak ucuna balanan yüksek basınç vana ve balantıları ile inhibitör tankı, pompası, çek valf, debi kalibrasyonu için ölçekli boru, filtreler ve basınç manometresinden olumaktadır. Deiik çap ve kalitelerde borular kullanılmakta olup genelde eksiz, 4.65 mm dı çaplı içi teflon kaplı-1/4 inç- 3/8 inç- 8 mm. dı çaplı 316 SS, SSL veya incoloy 825 malzemeden yapılmı borular kullanılmaktadır. Kuyu içi sistemi ise boruların ucunda kuyuya indirilen sistemdir. Sistem boru balantı elemanı, daıtıcı, aırlık ve kılavuzdan olumaktadır (ekil 6). Sistem kuyu içinde belirlenen derinliklere indirilerek; yüzeyden pompa debisi ve/veya inhibitör konsantrasyonları deitirilebilmektedir. Yüzey sistemlerine kullanım amacına göre ek parçalar ilave edilebilmektedir. Bunlardan bazıları nhibitör yükleme ve karıtırma pompası, yedek inhibitör karıtırma tankı, darbe sönümlendirici (pulsation dampener), kontaktörlü basınç manometresi, basınç tahliye vanası (pressure relief valve), debimetre, tank seviye göstergeleri, kaydedicileri ve alarm eklinde sayılabilir. Deiik tipte (diyaframlı, pistonlu) basınç ve debi kapasitesine sahip pompalar kullanılmaktadır. Pompalar kuyunun debisine, basılacak inhibitörün miktarına, viskozitesine, su karıtırma oranına, boruların çapına ve indirilecei derinlie balı olarak seçilmektedir.
41 ekil 6. nhibitör basma sisteminin ematik görünümü. 2.9. Gaz Oranı Ölçüm ve Numune Alma Ekipmanları Jeotermal kuyulardan üretilen akıkanlar genellikle youmayan gazlar (non-condensible gas) içerirler. Jeotermal akıkan içerisinde bulunan youmayan gazların (CO 2, H 2 S, NH 4 gibi) toplam akıkan içerisindeki oranının doru belirlenmesi rezervuar mühendislii, kuyu içi akı ve üretim hesaplamaları, kurulacak tesisle ilgili hesaplamalar ve jeokimyasal hesaplamalar açısından büyük önem taımaktadır. Akıkan içerisindeki youmayan gaz oranının hesaplanabilmesi için gaz oranı ölçümleri yapılmaktadır. Genel olarak youmayan gazların %99 a yakın bölümünü CO 2 gazı oluturduundan, gaz oranı hesaplamalarında youmayan gazların tamamı CO 2 varsayılır. Yüksek sıcaklıklı jeotermal sahalardaki gaz oranı ölçümü, buhardaki gaz oranı ölçülerek yapılır. Bunun için öncelikle kuyudan üretilen akıkanın buhar (buhar+gaz) fazının ayrıtırılması gerekir. Gaz oranı ölçümü yapılacak yerde seperatör varsa buhar+gaz, direk seperatör buhar çıkı hattından alınır. Seperatör yoksa kuyudan üretilen akıkan önce bu amaçlar için yapılmı mini seperatörden geçirilir. Ayrıtırılan buhar+gaz daha sonra su soutmalı youturucudan geçirilerek buharın youması salanır. Mini seperatör ve youturucu ekil 7 de görülmektedir [4]. Buhar+gaz içerisindeki gaz oranı, deiik tipteki gaz ölçüm düzenekleri (gazometreler) kullanılarak hacimsel yöntemle veya özel hazırlanmı cam ielere doldurularak laboratuarlarda kimyasal yöntemle belirlenir. Hacimsel yöntemin kullanıldıı bir gaz oranı ölçüm düzenei ekil 8a da görülmektedir [5]. Bu düzenekle belirli zaman diliminde hacmi belirli tüpten geçen gaz ile youan suyun hacmi ölçülmektedir. Yaygın olarak kullanılan gazometrede ise (ekil 8b) youturucu ve gaz ölçüm bölümü beraber imal edilmitir. Atmosferik koullarda gazın, hacmi bilinen haznedeki suyu ötelemesi esnasında oluan youmu suyun miktarı ölçülmektedir. Ölçülen gaz ve youmu buharın ölçüm koullarında veya standart koullardaki hacimleri hesaplanarak gazın, buhar+gaz içindeki oranları saptanmaktadır.
42 ekil 7. Mini seperatör (solda) ve youturucunun (sada) ematik görünümü [4]. ekil 8. Gaz oranı ölçümünde kullanılan düzeneklerin ematik görünümü. Kimyasal analizler için yüzey hatlarının deiik yerlerinden numuneler alınabildii gibi kuyu içinden istenilen derinlikten numune almak mümkündür. Kuyu içinden numune almak için özel yapılmı kuyu içi numune alıcılar (down hole sampler) kullanılmaktadırlar. Numune alımında numune alıcı ile özel mekanik saat beraber kullanılmaktadır. Belirli süreye ayarlanan saat, zamanı gelince akıkan giri vanasını açmakta ve akıkan hazneye dolduktan sonra kapatmaktadır. Ölçü telinin ucunda belirlenen derinlie indirilerek alınan numune, yüzeyde transfer aparatları ile özel numune kaplarına aktarılmaktadır. Kuyu içi numune alıcılar nadiren kullanılmaktadırlar.
Yüzey hatlarının deiik yerlerinden su, buhar ve gaz analizleri için numuneler alınmaktadır. Savaktan alınan su numunesi yanında, seperatörden ayrılan suyun youturucudan geçirilerek youturulması sonucu elde edilen sudan da su numunesi alınmaktadır. Buhar numunesi, seperatörden ayrılan buhar youturularak alınmaktadır. Gaz numunesi ise seperatörden ayrılan ve youturucuda youmayan gazlardan alınmaktadır. Ayrıca özel amaçlar için deiik basınç ve sıcaklık koullarında da numuneler alınabilmektedir. 43 2.10. Kuyu çi Çap Belirleme Ekipmanları (Go Devil- Caliper) Kuyuların üretim borusu çapında olan azalmaların belirlenmesi amacı ile kullanılırlar. Genellikle kabuklama olan kuyularda kabuk kalınlıının ve derinliinin belirlenmesinde kullanılmaktadırlar. Bu amaçlar için hazırlanmı deiik çaplardaki kısa boru parçaları (go devil) ölçü teli ucunda kuyuya indirilerek çapların deitii derinlikler kabaca belirlenir. Bu sistemle kuyudaki en dar çaplı kısmın altındaki çap deiimleri belirlenememektedir. Kuyu koullarının uygun olması durumunda çap deiimlerinin derinlie karı sürekli kaydedildii kaliper (caliper) log uygulamaları da yapılmaktadır. 2.11. zleyici Testi (Tracer Test) Ekipmanları Enjeksiyon testlerinde ve çalımalarında rezervuar parametrelerinin saptanması amacı ile izleyici testleri (tracer tests) yapılmaktadır. zleyici testinde genel olarak tekrarbasma kuyularından akıkanla birlikte basılan izleme maddelerinin üretim kuyuları ve varsa doal çıkılardan geli miktarları sürekli olarak izlenir. zleme maddeleri kimyasal, radyoaktif ve floresan izleme maddeleri olmak üzere üç ana grupta toplanmaktadır. Floresan izleme maddeleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Varı noktasındaki akıkan içindeki floresan izleme maddelerinin konsantrasyonu fluoremetre (fluorometer) ile yapılmaktadır. Arazi tipi ve laboratuar tipi fluoremetre olmak üzere iki tipte imal edilmektedirler. 2.12. Manometreler, Termometreler, Barometre, Kronometre Kuyu baı basıncı, yatay üretim borusu basıncı, orifist basınçları, seperatör basıncı, youturucu çıkı basıncı ve uç basıncı ölçmekte kullanılan, deiik ölçme aralık ve hassasiyetlerine sahip gliserinli, oklara dayanıklı manometreler kullanılmaktadır. Ölçüm aralıkları ölçülecek basıncın deiim aralıına uygun olarak seçilmelidir. Ölçümlerin salıklı yapılabilmesi için manometreler ile ölçüm yapılacak hattın arasına üç yollu vana, titreim kesici ve sifon balanmalıdır. Orifist öncesi ve sonrası basınçlar yerine iki basıncın farkını ölçen basınç ölçerler de kullanılmakta olup civalı tiplerinin yanında kart üzerine sürekli analog kayıt yapan tipleri de vardır. Yüzey donanımlarındaki sıcaklık ölçümleri yatay üretim borusunda, seperatörde, youturucuda, savakta ve gazometrede yapılmaktadır. Civalı, kadranlı ve elektronik tipleri kullanılmaktadır. Ölçümün hassasiyeti için ölçüm aralıkları ölçülecek sıcaklıın deiim aralıına uygun olarak seçilmelidir. Testler sırasındaki hava basıncını ölçmekte hassas barometreler kullanılmaktadır. Gaz oranı ölçümlerinde kronometreler kullanılmaktadır.
44 3. JEOTERMAL KUYULARDA YAPILAN TESTLER VE ÖLÇÜMLER 3.1. Sıcaklık Ölçümleri Sıcaklık jeotermal kuyularda en önemli parametrelerdendir. Sıcaklık ölçüleri sondaj esnasında alınmaya balanır ve iletme aamasında da belirli aralıklarla alınmaya devam edilir. Sondaj esnasında alınan sıcaklık ölçüleri sondaj ile ilgili kararların alınmasında kullanıldıı gibi daha sonraki deerlendirmelerde de kullanılır. Kuyu tamamlandıktan sonraki deiik aamalarda kuyu kapalı durumda iken statik sıcaklık, kuyudan üretim yapılırken veya kuyuya akıkan basılırken dinamik sıcaklık ölçüleri alınır. 3.1.1. Statik Sıcaklık Ölçümleri Kuyudan üretim yapılmadan veya kuyuya akıkan basılmadan, kuyu kapalı iken statik durumda yapılan ölçümlerdir. Kuyu içi sıcaklık profilini belirlemek amacı ile yapılabildii gibi belirli bir derinlikteki sıcaklık deiimini gözlemek amacı ile yapılabilir. Sondaj esnasında geçilen formasyonların sıcaklık deerleri hakkında bilgiler elde etmek amacı ile statik sıcaklık ölçüleri alınmaktadır. Ara muhafaza borusunun indirilecei derinliin belirlenmesinde, muhafaza borusu arkasına alınacak seviyeler hakkında bilgi edinilmesinde, kuyuya devam edilip edilmeyeceine karar verilmesinde sondaj esnasında alınan sıcaklık ölçüleri kullanılmaktadır. Ayrıca farklı sıcaklıklı rezervuar seviyelerinin geçilmesi durumunda seviyelerin sıcaklıklarının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Çünkü daha sonraki aamalarda seviyeler arası akı olması durumunda seviyelerin gerçek sıcaklıklarının belirlenmesi zorlamaktadır. Bu veriler kuyu programlarının yapılması, dier ölçülerin deerlendirilmesi ve rezervuar deerlendirmeleri gibi daha sonraki deiik aamalarda da kullanılmaktadır. Sondaj çalımalarına herhangi bir nedenle ara verilmesi sıcaklık ölçümleri için iyi bir fırsat oluturmaktadır. Ölçümlerden elde edilen geçici sıcaklık verilerinden gerçek formasyon sıcaklıklarının saptanmasında, kararsız basınç testlerindekine benzer ekilde Horner sıcaklık yükselim tekniini kullanmak yöntemlerden biridir. Analiz tekniinde kondüktif ısı akı modeli kullanıldıından önemli sirkülasyon kaçaklarının olduu bölümde gerçek formasyon sıcaklıklarının saptanması için kullanılmamalıdır. Kuyu dibinde kaçaklar olumusa ölçüm, kaçaın baladıı noktadan yeteri kadar uzaklaılarak rezervuardan olacak konvektif ısı akıları ihmal edilebilecek seviyeye getirilmelidir. Deiik rezervuar seviyeleri arasında kuyu içi akı varsa deerler bozulacaından analiz teknii kullanılmamalıdır [6]. Sondajın tamamlanmasından sonra kuyuda sondaj akıkanı varken ve üretime açılmadan genelde sıcaklık ölçümü yapılmaktadır. Üretim ile kuyu içerisine girecek akıkan dier seviyelerin orijinal deerlerini bozacaından bozulmamı sıcaklıkların alınması açısından önemlidir. Bekleme zamanı ne kadar uzun olursa gerçek sıcaklık deerlerine o oranda yaklaılır. Ancak sondaj ünitesini lokasyonda uzun süre tutmanın getirecei maliyetler yanında, sondaj esnasında kesilen kırıntıların ve çamurun uzun sürede rezervuarda yaratacaı hasarlardan kaçınma ve kuyuyu biran evvel devreye alma gibi düüncelerle genellikle uzun süre beklenmez. Kuyu tamamlama testleri kapsamında yapılan su kaybı ve enjeksiyon testleri esnasında kuyu soutulduundan, kuyunun ısınma periyodunda belirli aralıklarla statik sıcaklık ölçümleri alınır. Ölçülerle kuyunun daha hızlı ısınan seviyeleri göreceli olarak belirlenir ve dier sıcaklık ölçülerinin yorumlanmasında kullanılırlar [7]. Kuyuların uzun süreli kapalı kalmaları durumunda kuyu içinde çok belirgin ve sürekli bir kuyu içi akı yoksa kuyu içi sıcaklıklar uzun sürede dengeleneceinden formasyon sıcaklıkları ve gradyan deiimleri hakkında bilgiler elde edilir. Uzun süreli üretimlerden sonra alınan sıcaklık ölçüleri olası deiikliklerin deerlendirilmesinde ve dier ölçülerin yorumlanmasında kullanılır (ekil 9).
45 160 240 Basınç (Bar) 140 200 120 100 160 80 120 60 80 40 20 Basınç 40 Sıcaklık 0 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 Derinlik (Metre) Sıcaklık ( o C) ekil 9. Statik ölçüde basınç ve sıcaklıın derinlikle deiimi 3.1.2. Dinamik Sıcaklık Ölçümleri Kuyudan üretim yapılırken veya kuyuya akıkan basılırken dinamik durumda yapılan ölçümlerdir. Kuyu içi sıcaklık profilini belirlemek amacı ile yapılır. Üretim halinde ölçü alınırken üretim debisi sabit ve test aleti kuyuya rahatlıkla indirilip çıkartılabilecek seviyede olmalıdır. Üretim halinde alınan dinamik sıcaklık ölçümlerinden elde edilen kuyu içi sıcaklık profillerinden, farklı sıcaklıklara sahip rezervuar seviyelerinin olup olmadıı, varsa farklı seviyelerin sıcaklık veya kuyu içi karıım sıcaklıkları, kuyu içi faz deiimleri ve derinlikleri saptanmaktadır (ekil 10). Belirli zaman aralıklarında alınan farklı dinamik profillerin karılatırılması sonucu ise üretimle rezervuar sıcaklıklarındaki deiimleri belirlemek mümkündür. Özellikle tekrarbasma uygulamalarının yapıldıı durumlarda ölçümler sıklatırılmaktadır. 216 212 Sıcaklık Akı 1000 800 Sıcaklık ( o C) 208 204 600 400 Akı (rpm) 200 200 196 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 Derinlik (Metre) ekil 10. Dinamik ölçüde akı ve sıcaklıın derinlikle deiimi
46 3.1.3. Su Kaybı (Water Loss) Testi Su kaybı (water -loss) testi kuyuya akıkan basılırken dinamik durumda yapılan ölçümlerdendir. Sondaj çalımalarının bitiminde yapılan su kaybı testinde kuyu içi sondaj çamuru ve kırıntılardan arındırılmı olmalıdır. Bu amaçla sondaj çalımalarının bitirilmesinden sonra ilk olarak kuyudaki çamur temiz su ile deitirilerek kuyu yıkanır. Kuyu yava yava üretime açılarak ısınması salandıktan sonra kuyunun kendisini temizlemesi salanır. Daha sonraki aamada belirli bir program çerçevesinde kuyu tamamlama testlerine geçilir. Kuyu tamamlama testleri kapsamında öncelikle su kaybı testi yapılmaktadır. Su kaybı testinde sabit debide kuyuya souk su basılırken alınan sıcaklık ve/veya akı profillerinden, suyun rezervuara gittii veya rezervuardan kuyuya akıın olduu seviyeler belirlenir. Kuyuda birden fazla üretim seviyesi olması ve pompa debisinin düük kalması durumunda bazı seviyeler aktif hale geçmeyebilir [8]. Bu durumlarda deiik debilerde birden fazla su kaybı testi yapmak gerekebilir (ekil 11). Su kaybı testleri ile belirlenen seviye, dier testler ile beraber deerlendirilerek kararsız basınç testlerinde bekleme seviyesi olarak ve asitleme gibi operasyonlarda asit basma seviyesi olarak kullanılmaktadır. Sıcaklık ( o C) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 800 900 Derinlik (Metre) 1000 1100 1200 1300 1400 1500 WL 1-5,4 l/s WL 2-13,5 l/s WL 3-20 l/s- 55 oc WL 2+1GÜN ekil 11. Su kaybı testinde sıcaklıın derinlikle deiimi 3.2. Basınç Ölçümleri Jeotermal kuyularda önemli parametrelerden birisi de basınçtır. Basınç ölçümleri de sondaj esnasında alınmaya balanır ve iletme aamasında da belirli aralıklarla alınmaya devam edilir. Kuyu kapalı iken statik durumda, kuyudan üretim yapılırken veya kuyuya akıkan basılırken dinamik durumda ve bu ikisinin beraber uygulandıı durumlarda yapılan ölçümlerdir. Kuyu içi basınç profilini belirlemek amacı ile yapıldıı gibi belirli bir derinlikteki basınç deiimini gözlemek amacı ile de yapılmaktadır. 3.2.1. Statik Basınç Ölçümleri Kuyudan üretim yapılmadan veya kuyuya akıkan basılmadan kuyu kapalı iken statik durumda yapılan ölçümlerdir. Kuyu içi basınç profilini belirlemek amacı ile yapılabildii gibi belirli bir derinlikteki basınç deiimini gözlemek amacı ile yapılabilir. Sondaj esnasında oluacak herhangi bir kaçak veya geli, gerçek formasyon basıncını ölçmek için uygun bir ortam oluturur. Çamur kaçaı veya akıkan gelii kuyu ile rezervuar arasında bir balantı kurulduunun göstergesidir. Kaçaın veya geliin olduu derinlik biliniyorsa, sirkülasyon kesilerek kuyudaki çamur younluu, kuyudaki çamurun statik seviyesi veya kuyu baı basıncı deerlerinden formasyon basıncı hesaplanabilir. Ancak kuyudaki akıkanın younluu tam olarak belirlenemediinden rezervuar basıncı belirli bir hata payı ile bulunabilir.
Kuyudaki kaçak seviyesinden alınacak basınç ölçümü ile gerçek rezervuar basıncı saptanabilir. Basınç ölçümü kaçak oluumundan hemen sonra tijlerin içinden yapılabilir. Kuyu tamamlama testleri kapsamında kuyunun ısınma periyodunda belirli aralıklarla statik basınç ölçümleri alınır. Isınma sürecinde kuyu içerisindeki akıkanın younluu ve basınç gradyeni deieceinden, bu süreçte alınan basınç ölçümlerinin beraber deerlendirilmesi sonucu kararsız basınç testlerinin yapılacaı derinlik saptanır. Kuyularda belirli aralıklarla alınan statik basınç ölçümlerinden elde edilen ortalama rezervuar basınçları, kuyudaki ortalama rezervuar basıncının zamanla deiimini belirlemekte kullanılır. Tüm kuyuların ortalama rezervuar basınçlarında oluan deiimler beraber deerlendirilerek saha ile ilgili alınacak kararlarda kullanılır. 47 3.2.2. Dinamik Basınç Ölçümleri Kuyudan üretim yapılırken veya kuyuya akıkan basılırken dinamik durumda yapılan ölçümlerdir. Kuyu içi basınç profilini belirlemek amacı ile yapılır. Üretim halinde ölçü alınırken üretim debisi, sabit ve test aleti kuyuya rahatlıkla indirilip çıkartılabilecek seviyede olmalıdır. Üretim halinde alınan dinamik basınç ölçümlerinden elde edilen kuyu içi basınç profillerinden kuyu içi faz deiimleri ve derinlikleri saptanmaktadır (ekil 12). Belirli zaman aralıklarında alınan farklı dinamik profillerin karılatırılması sonucu, ortalama kuyu içi akı basıncı ile kuyu içi faz deiimleri ve derinliklerinde oluabilecek deiimleri belirlemek mümkündür. Dinamik basınç ölçümleri inhibitör basma derinliinin belirlenmesi açısından önemli olup dinamik sıcaklık ve gaz oranı deerleri ile birlikte yorumlanırlar. 160 140 120 Basınç Sıcaklık 216 212 Basınç (Bar) 100 80 60 208 204 Sıcaklık ( 0 C) 40 20 200 0 196 0 250 500 750 1000 1250 1500 Derinlik (Metre) ekil 12. Dinamik ölçüde basınç ve sıcaklıın derinlikle deiimi 3.2.3. Kararsız Basınç Testleri (Pressure Transient Tests) Kararsız basınç testlerinde (pressure transient tests) kuyu debisinde yapılan deiiklie karılık rezervuarın tepkisi olarak kuyu dibi basıncında meydana gelen deiim kaydedilir. Testler esnasında basınç aleti debi deiimine balanılmadan ana geçirgen seviyenin karısına indirilir ve stabil bir basınç deeri elde edilecek kadar kısa beklemeden sonra debi deiimi yapılır. Tek kuyulu kararsız basınç testlerinde debi deiiminin olduu kuyuda basınç deiimi ölçülürken, çok kuyulu kararsız basınç testlerinde basınç deiimi farklı kuyularda ölçülmektedir.
48 Tek kuyulu testlerde statik durumdaki bir kuyudan sabit debide üretim yapılmaya (basınç azalım) veya kuyuya akıkan basmaya (enjeksiyon) balayınca kuyu dibi basıncında zamana balı deiim veya sabit debide üretim yapan kuyuda üretimin durdurulması (basınç yükselim) veya sabit debide akıkan basılan kuyuda akıkan basmanın durdurulması (basınç düüm) ile kuyu dibi basıncındaki zamana balı deiim kaydedilir. Test süresince ideal olarak debinin sabit olması istenir. Debinin belirli zaman aralıklarında sabit olmak koulu ile deitirildii çok debili testler yapılabilmektedir. Çok kuyulu testlerden olan giriim testinde ise üretim veya enjeksiyonun yapıldıı aktif kuyu veya kuyular ile basınç deiiminin izlendii gözlem kuyu veya kuyuları beraber kullanılır. Kararsız basınç testlerinden elde edilen veriler sayısal ve grafiksel olarak analiz edilir. Öncelikle tip eriler ve basınç türev erileri ile uygun rezervuar modeli belirlenir. Daha sonra belirlenen model ile ilgili parametreler saptanır. Bunun için Horner, MDH gibi grafiksel doru analiz yöntemleri, eri abakları ile manuel eri çakıtırma yöntemleri, bilgisayar destekli modern eri analiz yöntemleri kullanılmaktadır. Son aamada da bulunan sonuçların deerlendirilmesi ve uyumluluu yorumlanmaktadır [9,10]. Kararsız basınç testlerinden kuyu dibi akı basıncı, ortalama rezervuar basıncı, verimlilik/ üretebilirlik/ prodüktivite indeksi ve enjektivite indeksi gibi kuyu performansı ile ilgili bilgiler, kuyu cidarı koullarını belirleyen mekanik zar faktörü gibi parametreler, geçirgenlik, porozite, toplam sıkıtırılabilirlik gibi rezervuar parametrelerinin yanında rezervuarın yapısı (homojen, çatlaklı, tabakalı vs) ve rezervuar sınırının uzaklıı, ekli, durumu gibi birçok bilgi elde etmek mümkündür. Elde edilen bilgiler kuyu ve rezervuar ile ilgili kararların alınmasında, ileriye yönelik performans tahminleri ve modelleme çalımalarında kullanılır. Rezervuarın dinamik yapısı gerei iletme sürecinde de bu testler belirli aralıklarla yapılırlar ve böylece daha önceki verilerle karılatırma ve güncelleme olanaı salanır. 3.2.3.1. Enjeksiyon Testi (Injection Test) Kuyuya sabit debide su basılması sırasında kuyu içinde oluan basınç deiiminin deerlendirildii testtir (ekil 13). Debinin belirli zaman aralıklarında sabit olmak koulu ile deitirildii (genelde her adımda belirli oranda artan) çok debili testler de yapılmaktadır. Basılacak suyun temini ve kuyu baında depolanması ile su basmakta kullanılacak pompanın debi ve basınç kapasitesi testin süresini ve enjeksiyon debisini belirleyen önemli faktörlerdir. Genel olarak kuyu tamamlama testleri kapsamında su kaybı testinden sonra yapıldıklarından, testte; çamur pompaları ve tankları kullanılır. Enjeksiyon sırasında basılan su temiz, debiler sabit ve ilem kesintisiz yürütülecek ekilde organize edilmelidir. Basma ve tekrarbasma kuyularında enjeksiyon çalımalarına balarken test için uygun ortam olutuundan enjeksiyon testi yapılmaktadır. Test esnasında kuyu içi basınç bilgileri ile beraber veya bu bilgilerin alınamadıı durumlarda kuyu baı basınçları veya su seviyesi bilgileri de toplanmalı ve deerlendirilmelidir. Bu testte basınç aleti su basılmaya balanılmadan ana geçirgen seviyenin karısına indirilir ve kısa beklemeden sonra su basılmaya balanılır. Su basma sırasında kaydedilen basınç deerleri uygun tekniklerle yorumlanarak rezervuar parametreleri hesaplanır. Üretim kuyularında çok kullanılmasa da tekrarbasma kuyularının tasarım ve iletilmesinde esas parametrelerden biri olan enjektivite indeksi bu test ile belirlenmektedir. 145 140 600 Basınç (Bar) 135 400 130 125 200 Basınç 120 Debi 115 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Zaman (Saniye) Debi (Ton/saat) ekil 13. Enjeksiyon testinde basıncın ve debinin zamanla deiimi
49 3.2.3.2. Basınç Düüm Testi (Fall-off Test) Kuyuya yapılan sabit debideki enjeksiyonun durdurulması ile kuyu içinde oluan basınç deiiminin deerlendirildii testtir (ekil 14). Enjeksiyon testi sonunda ve basma/ tekrarbasma kuyularında enjeksiyon çalımalarına herhangi bir nedenle ara verilmesi esnasında yapılırlar. Enjeksiyon testi süresince debiyi sabit tutmaktaki güçlükler ve debideki küçük deiimlerin kuyu dibi basıncını etkilemesi sonucu enjeksiyon testi yerine devamında yapılan basınç düüm testini deerlendirmek daha uygun olabilmektedir. Bu testte basınç aleti su basılırken ana geçirgen seviyenin karısına indirilir ve kısa beklemeden sonra su basma ilemi sonlandırılır. Enjeksiyon sırasında rezervuarda oluan basınç yükseliminin enjeksiyonun kesilmesinden sonraki düüü kaydedilir. Bu bekleme esnasında kaydedilen basınç deerleri uygun tekniklerle yorumlanarak rezervuar parametreleri belirlenir. Basınç (Bar) 148 143 138 133 128 123 Basınç Debi 400 300 200 100 Debi (Ton/saat) 118 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Zaman (Saniye) 0 ekil 14. Basınç düüm testinde basıncın ve debinin zamanla deiimi 3.2.3.3. Basınç Azalım Testi (Pressure Draw-Down Test) Kuyunun üretime geçirilmesi ile kuyu dibinde oluan basınç dümesinin deerlendirildii testtir. Bu testte kuyu kapalı iken basınç aleti yüksek geçirgenlikli seviyenin karısına gelecek ekilde indirilir ve kısa beklemeden sonra kuyu sabit debide üretime açılır. Bu ekilde üretimden dolayı oluan basınç düümü kaydedilir. Kuyunun ısıtılmadan aniden açılmasının fazla tercih edilmemesinin yanında debiyi ısınma sürecinde sabit tutmaktaki güçlükler nedeni ile uygulamada fazla tercih edilmeyen testlerdendir. Bu dezavantajları gidermek amacı ile önce kuyunun düük debide üretime açıldıı ve kademeli olarak üretimin artırıldıı çok debili testler yapılabilmektedir. Bu ekilde kuyu içi akı performans ilikisini belirlemek mümkün olabilmektedir. Bu basınç düüm deerleri uygun tekniklerle yorumlanarak rezervuar parametreleri belirlenir. 3.2.3.4. Basınç Yükselim Testi (Pressure Build-Up Test) Basınç azalım testinin tersine sabit debide üretim yapan kuyunun üretiminin durdurularak kuyu dibinde oluan basınç yükselmesinin deerlendirildii testtir (ekil 15). Bu testte de benzer ekilde kuyu üretim yaparken basınç aleti yüksek geçirgenlikli seviyenin karısına gelecek ekilde indirilir ve kısa beklemeden sonra kuyu kapatılır. Kapatma sonucu oluan basınç yükselimi kaydedilir. Ölçülen basınç deerleri uygun tekniklerle yorumlanarak rezervuar parametreleri belirlenir. Ayrıca kuyunun verimlilik indeksi (PI, productivity index) deeri de bulunabilir.
50 105 400 104 300 Basınç (Bar) 103 102 Basınç 200 100 Debi (Ton/saat) Debi 101 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Zaman (Saniye) ekil 15. Basınç yükselim testinde basıncın ve debinin zamanla deiimi 3.2.3.5. Giriim Testi (Interference Test) Giriim testi çok kuyulu testlerden olup, bu testte üretim veya enjeksiyonun yapıldıı aktif kuyu veya kuyular ile basınç deiiminin izlendii gözlem kuyu veya kuyuları beraber kullanılır. Üretimin ve/veya enjeksiyonun gözlem kuyularındaki tepkileri kaydedilir (ekil 16). Kuyular arası etkileimin belirlenmesi, tek kuyu testleri ile elde edilen kuyu civarı rezervuar parametreleri yerine rezervuarın daha geni bölgelerine ait parametrelerin bulunması, rezervuar heterojenliklerinin saptanması ve yapılacak modelleme çalımalarına temel oluturacak verilerin saptanması amacı ile giriim testleri yapılmaktadır. Genellikle uzun dönemli testler kapsamında yapılırlar. Sahanın iletilmesi aamasında saha gözlem planlarına uygun olarak gözlem kuyularında sürekli ölçümler alınarak yapılan testlerdendir. Basınç (Psi) 445 440 435 430 Gözlem basıncı Ortalama net üretim 800 600 400 200 Net Üretim (Ton/saat) 425 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 Zaman (Saat) 0 ekil 16. Giriim testinde gözlem basıncı ve debinin zamanla deiimi
51 3.3. Üretim Testleri Kuyudan yapılabilecek maksimum ve optimum üretim debilerinin saptanması, deiik kuyu baı ve/veya kuyu dibi basınçlarındaki debilerin ve entalpinin belirlenmesi, maksimum üretim basıncının saptanması gibi amaçlarla üretim testleri yapılmaktadır. Kararsız basınç testleri ile dinamik basınç ve sıcaklık ölçümlerinde üretim testleri dolaylı olarak yapılmakta olup, testler sonunda elde edilen debi deerleri dier testlerin deerlendirilmesinde ve yorumlanmasında kullanılmaktadır. Kuyuların üretim özelliklerinin ve performanslarının saptanması için yapılan üretim testleri, zaman açısından kısa ve uzun süreli üretim testleri olarak iki ayrı gruba ayrılabilmektedir. En fazla birkaç gün süren kısa süreli üretim testlerinde farklı kuyu baı basınçlarına karılık gelen üretim deerleri belirlenmesine karılık daha uzun süreli, aylarca sürebilen uzun süreli üretim testlerinde, kuyu baı basıncı veya debi sabit tutularak, debi veya kuyu baı basınçlarındaki deiim saptanmaktadır. Kısa süreli üretim testlerinde kuyu içinde oluabilecek kabuklamayı önleyici tedbirler genellikle alınmazken, uzun süreli üretim testlerinde kabuklamayı önleyici inhibitör basma düzenekleri ile çalıılır. Üretim testlerinde kuyunun açılması ve kapatılması kademeli olarak yapılır ve her kademede üretimin ve basıncın kararlı ve stabil olması beklenir. Bu süre su baskın yüksek geçirgenlikli jeotermal sahalarda kısa iken, buhar baskın jeotermal sahalarda daha uzun sürebilmektedir. Jeotermal akıkan içerisindeki youmayan gaz içerii yüksekse, hesaplanan entalpi ve debi deerleri gerçek deerlerden oldukça yüksek çıkmaktadır [2,11]. Ülkemizdeki jeotermal sahalarda youmayan gaz içerii deerleri genelde yüksek olduundan uç boru yöntemi ile hesaplamalar yapılırken gaz oranına göre düzeltmeler yapılmalıdır. Üretim testlerinde çok basit ölçme donanımlarının yanında kapsamlı donanımlar da kullanılabilmektedir. Basit sistemlerde ölçümlerdeki hata payı daha yüksek iken kapsamlı sistemlerde hata payı azalmaktadır. Genellikle ölçümlerde uç boru, orifist, seperatör, savak ve susturucudan oluan deiik kombinasyonlar kullanılmaktadır. 3.3.1. Uç Basınç (Lip Pressure) Yöntemi ile Üretim Testi Russel James [12] tarafından deneysel olarak gelitirilmi çok yönlü kullanılabilen basit bir yöntemdir. Seperatör metodu kadar doru sonuçlar vermemesine karın çok az donanım ve ekipmanla kolay yapılabilmesinden dolayı tercih edilmekte ve kullanılmaktadır. Uç boru çapı, akıı engellemeyecek kadar geni ve uç basınç okunabilecek kadar dar seçilmelidir. Bu da kuyunun üretimine ve sıcaklıına balı olarak deimektedir. Sondaj çalımalarının tamamlanmasından sonra kuyu tamamlama testlerine balanmadan kuyunun ilk üretim testi genellikle bu yöntemle yapılır. Üretim esnasında kuyuda bulunan çamur ve kırıntılar atılarak aynı zamanda kuyunun kendini temizlemesi salanır. Çevre koullarının uygun olması durumunda dikey veya dikeye yakın olarak üretim yapılır. Bu durumda uç boru direk ana vanaya balanır. Çevre koullarının uygun olmadıı durumlarda ise uç boru kuyu baına balanan T- borunun bir ucuna balanarak yatay üretim yapılır. artlara göre yatay üretimde uç boru atmosferik seperatöre yönlendirilerek akıkanın kontrollü ekilde uzaklatırılması salanır. Saha çalımalarında çounlukla kullanılan birimlerle toplam akıkan debisini hesaplamakta eitlik (2) kullanılmaktadır. Bu yöntemde uç boru iç çapı ve uç basıncın mutlak deeri ölçülebildii halde akıkanın entalpisi ölçülmemekte veya hesaplanmamaktadır. lk defa üretime açılan kuyularda kuyu dibi sıcaklıına karılık gelen entalpi deeri kullanılmaktadır. Rezervuarın tek fazlı, sıkıtırılmı su olduu durumlarda benzer ekilde kuyu dibi sıcaklıına karılık gelen entalpi deeri alınır. Kızıldere Jeotermal Sahasında kuyuların mekanik olarak temizlenmesinden ve/veya asitlenmesinden sonra hem kuyunun kendini temizlemesi hem de üretim miktarının belirlenmesi için uç basınç yöntemi ile üretim testi yapılmaktadır. Bulunan deerler temizlik ve/veya asitleme öncesi deerlerle ve daha önceki yılların deerleri ile karılatırılarak sondaj makinası lokasyonda iken deerlendirme yapılabilmektedir.
52 P 0,96 * d 2 c M 5 c t = 4 * 10 * (ton/ saat) (2) h 1,102 o M t = Toplam akıkan debisi, (ton/saat) h o = Akıkanın entalpisi, (kj/kg) P c = Ölçülen uç basınç, (psia) d c = Uç boru iç çapı, (metre) 3.3.2. Susturucu (Silencer) Savak Yöntemi ile Üretim Testi Bu yöntemde susturucuya gelen akıkan atmosferik koullarda su ve buhar fazlarına ayrılmaktadır. Buhar susturucunun üst kısmından atmosfere atılırken su susturucunun alt kısmına balanan savaa yönlendirilir. Savaktan geçen suyun debisi savak formüllerinden hesaplanır. Savakta ölçülen suyun debisine susturucudaki buharlama miktarı eklenerek kuyunun toplam üretim miktarı bulunur. Susturucudan ayrılan buhar oranı hesaplanırken, atmosferik koullardaki suyun ve buharın entalpi deerleri ile kuyudan üretilen akıkanın entalpi deerleri kullanılır. Bu yöntemin kullanılabilmesi için kuyudan üretilen akıkanın entalpi deerinin sabit ve biliniyor olması gerekir. Akıkanın rezervuar koullarında tek fazlı ve sıkıtırılmı su olarak bulunduu ve rezervuardan kuyuya tek faz olarak girip kuyu içinde veya yüzey hatlarında iki faza dönütüü kuyularda, uzun dönemde kuyu içi ısı kayıpları ihmal edilebileceinden akıkan entalpisi olarak kuyuya giri sıcaklıındaki suyun entalpisi kullanılmaktadır. Kuyuya giren akıkan sıcaklıının/ entalpisinin sabit olmadıı durumlarda entalpinin de hesaplanması gerektiinden bu yöntem kullanılamamaktadır. Kuyudan üretilen akıkanın susturucuya gelmeden seperatörde ayrıtırılıp, seperatör koullarında ayrıtırılan suyun susturucuya gönderilmesi durumunda da yukarıda belirtilen koullarda bu yöntem kullanılabilmektedir. Bu durumda susturucudan ayrılan buhar oranı hesaplanırken atmosferik koullardaki suyun ve buharın entalpi deerleri ile seperatör koullarındaki suyun entalpi deerleri kullanılır. Seperatördeki buhar oranı hesaplanırken ise seperatör koullarındaki suyun ve buharın entalpi deerleri ile kuyudan üretilen akıkanın entalpi deerleri kullanılır. Seperatörden ayrıtırılan buhar miktarı, buhar hattı üzerine konulacak orifist ile ayrıca hesaplanabilir. Bu yöntem Kızıldere Jeotermal Santralında kullanılmakta olup kuyuların üretim deerleri sürekli olarak kaydedilmektedir. Üretim testinde deiik kuyu baı basınçlarında debinin deiimi belirlenerek erileri çizilir (ekil 17). 500 400 Debi (Ton/saat) 300 200 100 0 10 15 20 25 30 35 Kuyubaı basıncı (Kg/cm 2 ) ekil 17. Üretim testinde debi, kuyubaı basıncı deiimi