JEOTERMAL ENERJİ ALANINDA KÜÇÜK ÇAPLI KUYULAR



Benzer belgeler
JEOTERMAL SONDAJ TEKNİĞİNİN ESASLARI

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

JEOTERMAL KUYULARDA ÜRETİM ÖLÇMELERİ

GÜZ DÖNEMİ HİD 453 YERALTISUYU SONDAJ TEKNİĞİ. 2_nci ARA SINAV. Ad Soyad: CEVAP ANAHTARI No: 18 Aralık 2017

PETROL VE DOĞALGAZ SONDAJ TEKNİĞİNİN ESASLARI. Adil ÖZDEMİR Sondajcılar Birliği Bilimsel ve Teknik Danışma Kurulu Üyesi

POMPALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ

JEOTERMAL KAYNAKLARIN DOĞRU İŞLETİLMESİNDE SONDAJ ÇALIŞMALARININ YERİ VE ÖNEMİ

Yeraltısuları. nedenleri ile tercih edilmektedir.

DERİN JEOTERMAL SONDAJLARDA KUYU TASARIMI VE SONDAJ MAKİNELERİ İÇİN TAKIM DİZİSİ SEÇİMİ


Türkiye de Jeotermal Enerjinin Bugünü ve Geleceği Paneli

Türkiye de Jeotermal Enerji ve Potansiyeli

Administrator tarafından yazıldı. Çarşamba, 22 Haziran :58 - Son Güncelleme Cuma, 24 Haziran :48

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

JEOTERMAL KUYULARDA. 1. Tek Kademeli Çimentolama GİRİŞ ÇİMENTOLAMA OPERASYONLARI. Çimentolama işleminde üç farklı teknik uygulanmaktadır;

TERS DOLAŞIMLI SONDAJ UYGULAMALARI

Jeotermal Sahalarda Üretim. Prof. Dr. Niyazi Aksoy Dokuz Eylül Üniversitesi Jeotermal Enerji Araştırma ve Uygulama Merkezi

Jeotermal Kaynaklardan Güç Üretim Modelleri, Tasarım ve Performans Değerlendirmesi Üzerine Görüşler

RPM de Jeotermal aramanın Teknik Gereklilikleri DADI THORBJORNSON, RPM DANIŞMANI ÇALIŞTAY SWİSS HOTEL IZMIR 5 TEMMUZ 2018

II. KUYU MÜHENDİSİNİN GÖREVLERİ

ABD/NEVADA EYALETİNDEKİ BAZI JEOTERMAL SAHALARDAKİ DENEYİMLER

JEOTERMAL ELEKTRİK SANTRALLERİ İÇİN TÜRKİYE DE EKİPMAN ÜRETİM İMKANLARI VE BUHAR JET EJEKTÖRLERİ ÜRETİMİ

Kapak Konusu Barkom, Ürün Portföyü İle Göz Dolduruyor...

DALGIÇ POMPALAR SDP SUBMERSIBLE PUMPS SDP

1. JEOTERMAL SONDAJINDAKİ FARKLILIKLAR

DİK MİLLİ DERİNKUYU POMPALARI DMP 6 32

JEOLOJİK ETÜT İŞLERİ JEOFİZİK ETÜT İŞLERİ İŞİN ADI ESKİ POZ NO YENİ POZ NO

DEN 322. Pompa Sistemleri Hesapları

SORU 1) ÇÖZÜM 1) UYGULAMALI AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1

TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPALARI. Prof. Dr. İlhami Horuz Gazi Üniversitesi TEMİZ ENERJİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA MERKEZİ (TEMENAR)

BİLGİ DAĞARCIĞI 23 JEOTERMAL SONDAJLARDA YENİ NE- SİL MATKAPLAR VE MATKAP SEÇİMİ- NE YÖNELİK BİR UYGULAMA

JEOTERMAL SONDAJLARIN ÖZELLİKLERİ VE KULLANILAN DONANIMLAR

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

HİDROLİK VE PNÖMATİK KARŞILAŞTIRMA

2015 YILI İÇME VE KULLANMA SUYU SONDAJ İŞLERİ, JEOTERMAL SONDAJ İŞLERİ, JEOTERMAL KUYU TEST VE ÖLÇÜM İŞLERİ BİRİM FİYAT CETVELLERİ

Tarımsal Sulama Sistemlerinde Off Grid (Şebekeden Bağımsız) Uygulamalar

ATIK SULARIN TERFİSİ VE TERFİ MERKEZİ

BOYLER MONTAJ VE BAKIM KILAVUZU İÇİNDEKİLER:

1.0. OTOMATİK KONTROL VANALARI UYGULAMALARI

SANTRALLERİ SICAK SULU ISITMA DENGELENMESİ. üçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Müh. M

TERMODİNAMİK SINAV HAZIRLIK SORULARI BÖLÜM 4

ATLAS ISI İSTASYONU ( IST )

JEOTERMAL BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİNDE KOJENERASYON ÇEVRİMİ İLE GÜÇ ÜRETİLMESİNİN UYGULANABİLİRLİĞİ -BALÇOVA ÖRNEĞİ-

Soğutma ve Isıtma Birlikte / Geçiş Mevsimi

POMPALAR FLYGT SUMAK FLYGT POMPA

3.1. Proje Okuma Bilgisi Tek Etkili Silindirin Kumandası

The Power to Save Energy.

Döner Sondaj(Rotary Drilling) Yöntemleri. Döner Sondaj Yöntemi

T.C. ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI Petrol İşleri Genel Müdürlüğü GENEL GÖRÜNÜM. Selami İNCEDALCI Genel Müdür

GÜZ YARIYILI CEV3301 SU TEMİNİ DERSİ TERFİ MERKEZİ UYGULAMA NOTU

Sondaj Sempozyumu'96, Izmir- 1996, ISBN Kızıldere Jeotermal Enerji Sahasındaki Üretim Borusu

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ SANTRĠFÜJ POMPA DENEY FÖYÜ HAZIRLAYANLAR. Prof. Dr.

Orijinal OSSBERGER Türbin

DEĞĐŞKEN DEBĐLĐ SĐRKÜLASYON POMPALARI

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ. Bölüm 5: Kontrol Hacimleri için Kütle ve Enerji Çözümlemesi

SORULAR VE ÇÖZÜMLER. Adı- Soyadı : Fakülte No :

M 324 YAPI DONATIMI ISITMA TESİSATI. Dr. Salih KARAASLAN. Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

AYTEK COOLING SYSTEMS SU SOĞUTMALI CHILLER + TCU

JEOTERMAL ENERJİLİ BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİNİN FİZİBİLİTESİ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Hidromekanik ve Hidrolik Makinalar Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Kompresör Deneyi Çalışma Notu

VIESMANN VITOCAL 200-S Hava/su ısı pompası, split tipi 1,3-16,0 kw

Maden aramaya yönelik olarak

Ekim, Bakım ve Gübreleme Makinaları Dersi

JEOLOJİK ETÜT İŞLERİ JEOFİZİK ETÜT İŞLERİ JEOTEKNİK HİZMET İŞLERİ İŞİN ADI ESKİ POZ NO YENİ POZ NO

AFJET SAHALARINDA ARAMA-ÜRETİM-REENJEKSİYON KUYUSU İÇİN MAKİNA KİRALAMA TEKNİK ŞARTNAMESİ

Wassara sondaj sistemiyle ön ıslah çalışmaları, Andina - Şili

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

ANKARA İLİ ELEKTRİK ÜRETİM-TÜKETİM DURUMU

SANTRİFÜJ POMPA DENEYİ

Enerji Verimlilik Kanunu

Boru Çaplarının Hesaplanması SIHHİ TESİSAT

HİDROLİK MAKİNALAR YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

KAYA GAZI NEDİR? (SHALE GAS) DÜNYA KAYA GAZI REZERVLERİ HARİTASI KAYA GAZI ÜRETİMİ HİDROLİK ÇATLATMA

1.1. FARK BASINÇLI BAĞLANTILAR (ENJEKSİYON DEVRESİ) İÇİN HİDRONİK DEVRELER

Synergi Water. Gelişmiş Akıllı Su Şebekeleri. İçmesuyu dağıtım şebekeleri için optimizasyon ve simülasyon yazılımı ARCUMSOFT

Ana Boru Çapı ve Pompa Birimi

MIDEA TRİ-THERMAL ISI POMPASI TEKNİK KILAVUZ- 2014

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

Jeotermal Enerji ve Türkiye

Döküm Kazanlar. G kw BE MAVİ ALEV BRÜLÖRLÜ KAZAN

NibeSplit Hava Kaynaklı Isı Pompaları ve Daikin Altherma Hava Kaynaklı Isı Pompaları Teknik Karşılaştırmaları

... NO'LU RUHSATA İLİŞKİN (... DÖNEM) ARAMA FAALİYET RAPORU

Fujitsu Yeni Nesil VRF Plus

Wassara sondaj sistemiyle jeotermal sondaj yapımı, İZLANDA

JEOTERMAL YATIRIM DEĞERLENDİRİLMESİNDE RİSK ANALİZİ

Yeraltı Suyu Akışı. Yeraltı Suyu Boşalımı ve Darcy Kanunu

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

MANİSA İLİ ALAŞEHİR İLÇESİ ALKAN KÖYÜ MURATLAR MEVKİİNDEKİ JEOTERMAL SAHADA AKIŞKAN PÜSKÜRMESİYLE İLGİLİ TEKNİK RAPOR

GEMİ SİSTEMİ VE DEVRELERİ. Prof.Dr.Adnan Parlak

Confidence through Competence

Hakkımızda Referanlarımız Vizyonumuz

TESİSAT BİLGİSİ DERSİ DERS NOTLARI

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

2011 BİRİM FİYAT CETVELİ

JEOTERMAL SONDAJLARDA FORMASYON ÖZELLİKLERİNE UYGUN MATKAP SEÇİMİ İÇİN YENİ BİR YAKLAŞIM

Enerji Tasarrufu AB Araştırması

Lağım Deliği Sondaj Ekonomisi

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

Transkript:

69 JEOTERMAL ENERJİ ALANINDA KÜÇÜK ÇAPLI KUYULAR Umran SERPEN ÖZET Küçük çaplı kuyular (<15 cm, 6 inç), petrol endüstrisinde anıldığı gibi slim holes, jeotermal enerji endüstrisinde de boy göstermeye başlamışlardır. Bu tür 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 çok fazla bilgi sağlamaktadırlar. Jeotermal endüstrisi açısından bu kuyuların önemi, tahmin edilen sıcaklıkların varlıklarının en ekonomik yöntemle kanıtlanmasıdır. 1.GİRİŞ Küçük çaplı jeotermal kuyular, sığ seviyelere delinen, bilinen maden sondajlarının ötesinde, 3500 m lere varan derinlikleriyle, derin kuyulardır. Yakın geçmişte petrol sahalarında da ekonomik avantajları dolayısıyla uygulama alanı bulmuşlardır. Bu tür kuyular, yakın geçmişte Zonguldak havzasında 2000 m derinliğe kadar delinmiştir [1]. 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 büyük çaplı (üretim kuyusu boyutlarında) delinmekte ve eğer sıcak su ve/veya buhar bulunursa test edilmektedir. Bu kuyuların ülkemizdeki maliyetleri 500 bin $ ile 1 milyon $ arasında olup, yurt dışında bunların iki katından fazla olabilmektedir. Standart üretim çapında kuyular delmek, başlangıç aşamasında jeotermal projelere büyük finansal yükler yüklemektedir. 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 [2]. Bu çalışmada, küçük çaplı kuyuların jeotermal enerji alanındaki kullanımları tanıtılmakta, kullanılan teknolojiden bahsedilmekte ve bu tür kuyuların ekonomik avantajları konusunda bilgi aktarılmaktadır.

70 2.KÜÇÜK ÇAPLI JEOTERMAL KUYULARIN DELİNMESİ 2.1. Sondaj Tekniği Farkları Geleneksel rotary standart çaplı sondajlarda delme işlemi için matkaba verilen yük ağırlık borularıyla (drill collars) sağlanmaktadır. Elmaslı matkaplarla yapılan küçük çaplı sondajlarda delme için gerekli yük yüzeyde hidrolik olarak çalışan morset ile verilmektedir. Bu iki tür sondaj yaklaşımı arasındaki ana fark budur. Diğer tüm farklar, bu ana farklılaşmadan kaynaklanmaktadır. Standart çaplı kuyular büyük çaplı kazılmalarından ötürü bol miktarda üretilen kırıntıların temizlenmesi ile onların yüzeye geniş çaplar içinden yüzeye taşınması için önemli pompalama gereksinimleri yaratmaktadır. Öte yandan, küçük çaplı sondajlarda anülüs aralığı çok küçük olduğundan burada yüksek çıkış hızı elde etmek sorun değildir ve kırıntıları yukarıya taşımak için gerekli pompa debileri düşüktür. Standart sondajlarda pompalama sırasında oluşan en yüksek sürtünme basınç kayıpları sondaj boruları ve özellikle ağırlık boruları içinde oluşuyorken, küçük çaplı sondajlarda kısıtlı olan anülüste oluşmaktadır. Standart çaplı kuyularda sondajın sapma kontrolu için bir dizi stabilizer ve reamer kullanılırken, çap kısıtlaması nedeniyle, küçük çaplı kuyularda bu sorun olmamakta ve yukarıda bahsedilen düzeneklere gereksinim duyulmamaktadır. Standart çaplı kuyularda sirkülasyon kayıpları önemli bir sorun haline gelirken, küçük çaplı sondajlarda kaçarak sondaj yapmak sorun yaratmamaktadır. Bu durum yüksek sıcaklıkların rastlandığı jeotermal sahalarda bir avantaj yaratmaktadır. Standart çaplı rotary sondaj özellikle sedimanter formasyonlarda, karotlu elmas matkapla yapılan küçük çaplı sondajlara göre, çok hızlı ilerleyebilmektedir. Bu durumda ülkemizdeki jeotermal sahalarda jeotermal akışkanları taşıyan paleozoik metamorfiklerinin üzerinde bulunan sedimanter formasyonlar hızla delinip, daha sonra karotlu sondaja geçmek en uygun yaklaşım olarak görünmektedir. 2.2. Küçük Çaplı Jeotermal Kuyular için Sondaj Donanımları Küçük çaplı kuyuları karotlu delmek için kullanılan sondaj makinelerinin belli bir ölçüde rotary sondaj yapma yetenekleri vardır. Rezervuara varmadan önce yüzeye yakın yerlerdeki sedimanter kesimlerin hızlı delinmesi için böyle bir yeteneğe gereksinim vardır. ABD de bu tür sondaj makineleri Tonto firmasının UDR5000 ve Bart Longyear firmasının HD602 dir [2]. Bizim ülkemizde ise Zonguldak havzasında 2000 m lik sondaj için Longyear HD55 makinesi kullanılmıştır. Tablo 1 jeotermalde kullanılabilecek karotlu ve standart rotary sondaj makinelerinin çeşitli açılardan karşılaştırmalarını vermektedir. Tablo 1. Rotary ve Elmas Matkaplı Karotlu Sondaj Makinelerinin Karşılaştırılması [2]. Rotary Sondaj Karotlu Sondaj Sondaj Personeli Başsondör+5 kişi 2 veya 3 kişi, başsondörsüz Çamur Hizmeti Evet Hayır Çamur Müh. Evet Bazen Sondaj Müh. Evet Bazen Lokasyon 120x75m, 200m 3 çamur tankları ve 60x45m, 4m 3 çamur tankı, çamur çamur çukuru çukuru Sondaj Makinesi 45m kule, 40 kamyon yük, 9m altyapı, büyük çamur pompası(40 lt/s/200bar) 18m kule, 2 5 kamyon yük, 3m altyapı, küçük pompa (3 lt/s/75bar). Yukarıdaki sondaj makinelerinde üstte yapılan rotary sondaj kısmı için CHD134 (5 DC) ve CHD101 (4 DC) kullanılmaktadır. Daha derinlerde karotlu delerken HCQ sondaj boruları kullanılmaktadır. Long Valley arama kuyusu delinirken özel bir bileşik sondaj dizisi kullanılmıştır: üstte 4 Hydrill tübing ve aşağıda CHD101/HMQ karot aletleri olmak üzere düzenlenen bu dizi 4250m kapasiteye sahiptir [2].

71 Yukarıdakilere göre daha sığ olan Zonguldak havzasında delinen küçük çaplı kuyuda sırasıyla PQWL, HQWL ve NQWL sondaj dizileri kullanılmıştır [1]. Kullanılacak karot boru tipleri ve onların derinlik kapasiteleri Tablo 2 de verilmektedir. Sandia Laboratuvarları küçük çaplı kuyulardaki sondaj makinelerinde akış transducer ları kullanarak çamur debisi, giriş çıkış sıcaklığı, pompa stroku basıncı, takım devir sayısı, ve deriniliği kaydeden bir enstrüman geliştirmiştir [3]. Bu vasıtayla sirkülasyon kaybı veya artışını (blowout), sondaj dizisinde oluşan delikleri, pompa verimini (pompa stroku ile ölçülen değeri karşılaştırarak), ani sıcaklık değişimini algılamak mümkün olmuş ve ayrıca, sondaj optimizasyonuna yardımcı olmuştur. Bundan başka, yine Sandia laboratuvarları (SOI) teknolojisini kullanarak [3], küçük çaplı kuyularda log alınabilmesi olanağını sağlamıştır. Bilindiği gibi jeotermal kuyularda kullanılan log aletlerine sıcaklık koruyucusu takılması nedeniyle küçük kuyulara bu aletlerin indirilmesi olanağı ortadan kalkmıştı. Yeni teknoloji bu imkanı sağlamaktadır. Tablo 2. Karot Boru Tipleri ve Derinlik Kapasiteleri [2]. Karot Boru Tipleri Maksimum Derinlik, m CHD134 2300 CHD101 3000 HMCQ 1850 101/HMCQ bileşik 3750 CHD76 3000 NCQ 1850 76/NCQ bileşik 3400 2.3. Küçük Çaplı Jeotermal Kuyular için Kuyu Planları Kuyu planları yapılırken uygulanacak olan kuyu çapları belirlenirken dikkate alınacak özellikler: (1) üretim zonundaki kuyu çapı içinden log aletleri ve ameradanın geçmesi, (2) alınacak karot çapının jeolojik ve yapısal durumları tanımlayacak büyüklükte ve ayrıca, çatlaklı zonlarda karot kurtarımının yüksek olması, (3) her bir karot boru çapının belli bir derinlikle sınırlanması, (4) şişen packer ların üretim kuyusu içine girebilmesi, (5) üretim kuyu çapının test imkanı verecek boyutta olmasıdır. Küçük çaplı kuyu planları üst kısımların rotary sondaj tekniği, alt kısımların ise karotlu sondaj tekniğiyle delinmesine göre tasarlanırlar. Genelde, 7 çaplı yüzey koruma borusu 8½ veya 12¼ delik içine 20 50 m derinliğe indirilerek çimentolanır. Daha sonra, 6 veya 6¼ çaplı delik rezervuara kadar kazılarak, içine 4½ çaplı HW veya 4½ 11.6 lb/ft koruma borusu indirilerek çimentolanır. Bu dizi üretim koruma borusudur. En son olarak 3.89 çaplı delik rezervuarı geçinceye kadar delinerek, ya çıplak bırakılır (sağlam formasyonlarda), ya da onun içine 2 3/8 çaplı EUE veya flush joint tubing, veya 3½ 7.7 lb/ft liner [4], filtreli boru olarak indirilir. Zonguldak taki küçük çaplı kuyuda ise, 8½ delik içine 7 koruma borusu 9 m ye indirilip, ardından 6¼ çaplı delik 354 m ye kazılarak buraya PW koruma borusu, onun içinden de PQWL ile 504 m ye delinerek HW koruma borusu indirilmiştir. Daha sonra, HQWL kuyu 1569 m ye kazılmış ve buraya HCQ rodlar koruma borusu olarak bırakılmış ve en sonunda, NQWL kuyu 2002 ye kadar kazılmıştır. Tipik küçük çaplı kuyu planları Şekil 1 de gösterilmektedir.

72 55m 160m 8 1/2 delik, 7 20 lb/ft casing 6 1/4 delik, 4 1/2 11.5 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 3.895 delik, 3.5 HQ 1634m 3 açık kuyu Küçük Çaplı SNLG 87 29 kuyusu Küçük çaplı TCH 76 15 kuyusu Şekil 1. Tipik küçük çaplı kuyu planları. 2.4. Küçük Çaplı Jeotermal Kuyularda Sondaj Sorunları Genel olarak standart ve küçük çaplı kuyularda karşılaşılan sorunlar benzerdir, ancak bu sorunlar, küçük çaplı kuyularda daha sık rastlananlar olup; akışkanla ilgili, beklenmeyen ara koruma borusu ve basınç kontrolu adları altında 3 grupta toplanabilir. Küçük çaplı kuyuların delinmesi sırasında çamur kullanılıyorsa, çamur içindeki katı madde kontrolu, hem dar olan anülüste takım sıkışmasını önlemek, hem de karotiyer, pompa ve sondaj dizisinde aşınmaları önlemek açısından önemlidir. Öte yandan, çamurun sondaj dizisinde belli ölçüde yağlayıcı etki yaratması hem sürtünmeyi önlemek, hemde vibrasyonu engellemek gerekir [5]. Normal olarak standart çaplı rotary sondajlarında kuyunun en üstüne indirilen koruma borusu üretim koruma borusunun çapını belirler. Petrol, doğal gaz ve jeotermal sondajları planlayanlar acil durumlarda kullanmak üzere, bir ara koruma borusu için aralık bırakırlar. Genelde, küçük çaplı kuyular için arzu edilen minimum çap H olup, 3.89 tir. Eğer acil bir durum söz konusu olursa N/CHD76 atkım kullanılıp, N boyutlu kuyu kazılabilir. Zonguldak ta delinen küçük çaplı kuyuda acil durum ortaya çıkmamış olmasına rağmen sondaj N çap ile bitirilmiştir [1]. N çapın altındaki kuyular, örneğin B çapı, pratik kullanılanılabilirliği olmadığı için jeotermal aramalarda tercih edilmemektedir. Jeotermal kuyularda, petrol ve doğal gaz kuyularında olduğu gibi basınçlı formasyonlar azdır. Genelde jeotermal sistemler kırık ve çatlaklı yapılarda olduğu için, formasyon basınçları hidrostatik basıncın altındadır. Ancak, Türkiye ve bazı yerlerdeki jeotermal sahalar az da olsa, hidrostatik üzerine çıkmaktadırlar. Genelde, jeotermal kaynaklarda yapılan sondajlarda ortaya çıkan fışkırma (blowout) sorunları suyun sıcaklığından kaynaklanmaktadır ve çoğu kez fışkırma kuyuya soğuk su basılarak kontrol edilir. Türkiye de ise çamura barit katılarak kuyu kontrolu sağlanır. Bunun yarattığı problemler katı madde miktarının artması ve çamurun yaratacağı formasyon hasarıdır. Çamur kullanılan küçük çaplı kuyularda anülüsün dar olması nedeniyle, manevra sırasında sondaj dizisini kuyudan çekerken yaratılan emme ile (piston etkisi) kuyunun akışa geçmesidir. Küçük çaplı kuyularda kuyu kontrolü için kullanılan emniyet vanaları da küçük olup, maliyetleri diğerlerine göre düşüktür.

73 2.5. Yönlü Küçük Çaplı Kuyular Bu tür sondajlar jeotermal enerji dışında başka amaçlarla gerçekleştirilmiş olup, coiling tubing adlı tambura sarılan sürekli boruyla yapılmaktadır. Delme işlemi için PDC (Polycristalline Diamond Compact) veya yeni geliştirlmiş TSD (Thermally Stable Diamond) adı verilen elmas matkaplar kullanılmaktadır. Yönlendirme işlemi sırasında, delme için Navi Drill adlı moineau tipi bir yeraltı motoru kullanılmaktadır [6]. Şekil 2 de coiled tubing ve pozitif ötelemeli düzenek elemanları görünüyor. Şekil 2. Pozitif ötelemeli motor ve coiled tübing sistemi [6]. 3. KÜÇÜK JEOTERMAL KUYULARDA TEST Küçük kuyularda sıcaklık amerada ile kolaylıkla ölçülebilir. Gerçek sıcaklıklara ulaşmak için uzun müddet beklenmesi söz konusu değildir. Küçük çaplı kuyularda kullanılan sirkülasyon debisi tam çaplı kuyulara göre çok küçük olduğundan, sıcaklıklar çabucak toparlanarak, statik değerlerine ulaşabilirler. Jeotermal kuyuların üretim karakteristikleri : (1) borulardaki sürtünme basınç kayıpları ve kuyu cidarındaki ısı kayıplarına, (2) rezervuar içindeki akış sırasındaki basınç kayıplarına bağlıdır. Bazen rezervuar geçirgenliği öyle büyüktür ki, buradaki basınç kaybı önemsiz ve ihmal edilebilir hale gelir. O zaman o sahada küçük kuyulardaki akışı, boru içindeki sürtünme basınç kayıpları belirler. Eğer geçirgenlik düşük ise, tam çaplı bir kuyunun üretimi küçük çaplı bir kuyudan fazla olmayacaktır. Öte yandan, eğer geçirgenlik büyük ise, akış boru çapı tarafından sınırlandırılır ve akış debisi boru çapı alanından daha çabuk artar. Burada önemli olan bu durumlardan hangisin hakim olduğu veya bunlar arasında bir durumun olup, olmadığıdır. Aynı yerdeki tam çaplı bir jeotermal üretim kuyusu üretilebilirliğini küçük çaplı bir kuyunun üretilebilirliğinden tahmin etmek için birçok yöntem vardır. Bunlardan bir tanesi, değişken kuyu çaplarında kuyunun akışkan taşıma kapasitesinin karşılaştırılmasıdır. Alan ölçekli böyle bir mukayese aşağıdaki gibi verilebilir [7]: Q tamçap = Q küçükçap {Çap üretim /Çap küçük } 2 (1)

74 ABD ve Japonya daki kuyu testlerinden elde edilen verilerle yapılan sayısal simülasyonlar sonucunda küçük çaplı kuyular için bir ölçek çalışması yapılmış ve tam çaplı kuyularla, küçük çaplı kuyuların üretimleri arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir [7]: Q tamçap = Q küçükçap {Çap üretim /Çap küçük } n (2) Burada n yaklaşık olarak 2.5 tur. 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. 4. KÜÇÜK ÖLÇEKLİ JEOTERMAL SANTRAL PROJELERİ Küçük çaplı kuyuların delinmesinin başlangıç çıkışı 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 [8], rezervuar derinliği ve sıcaklığına bağlı olarak 4 çaplı kuyuların dahi birkaç yüz kw, 6 çaplı bir kuyunun ise bir megawatt üzerinde güç üretebileceğini göstermiştir. Son yıllarda elektrik şebekelerinin dışında kalan küçük ölçekli jeotermal projeler konusunda önemli teknolojik gelişmeler sağlanmasına rağmen [9], halen çeşitli engellerin varlığı hissedilmektedir: Yatırımcılar küçük jeotermal projeleri riskli bulmaktadır. Aslında, yaptığımız çalışmalar bu durumu doğrulamaktadır [10]. Büyük jeotermal projelere göre küçük ölçekli projelerin yatırım üzerinden getirisi düşüktür. Küçük jeotermal elektrik projelerinin danışmanlık hizmet maliyetleri göreli olarak yüksektir. Finans kurumları finansman açısından isteksizdir, çünkü geçmiş örnekleri yoktur. Jeotermal kaynakların enerji pazarları ve finansmanla örtüşen uygun haritaları yoktur. 4.1.Küçük Ölçekli Jeotermal Projelerin Teknik Durumu Ulusal şebeke dışındaki küçük ölçekli jeotermal projelerin teknik ve ekonomik durumları aşağıdaki gibi verilmektedir [9] Elektrik kapasitesi açısından değerlendirildiğinde, küçük çaplı kuyular 100 kw e ile 1000 kw e arasındadaki güçlerde küçük kuyubaşı elektrik santrallerini besleyebilmektedirler. Yüksek entalpili kaynaklar için bu güç 3 MW e a kadar çıkabilmektedir. Rezervuar sıcaklıkları elektrik üretim kapasitesini etkileyen en önemli parametredir. Örneğin, 3 çaplı bir kuyu, rezervuar sıcaklığı >170 o C ise, 100 kw e lık bir üniteyi, sıcaklık 240 o C a erişirse 600 kw e lık bir üniteyi besleyebilir. Öte yandan, 6 çaplı küçük bir kuyu rezervuar sıcaklığı 180 o C ise 1 MW e güce, 240 o C ise 3 MW e güce erişebilir. Rezervuar sıcaklığı 150 o C altında ise jeotermal akışkanı yüzeye çıkarmak için pompa gerekir. Eğer bir yer altı pompası gerekirse, milli pompa yerine elektrikli dalgıç pompa kullanılmalıdır. Dalgıç pompalar artık 4.5 çaplı koruma borusu içine yerleştirilebilmektedir, dolayısıyla jeotermal uygulamalar için pompalar hazırdır.

75 Ulusal şebeke dışı kuyu başında kullanılabilecek küçük santral uygulamaları pratik olarak mümkündür. Düşük sıcaklıklı (<170 o C) jeoteraml sistemler binary santraller uygundur. Daha yüksek sıcaklıklı ve agresif olmayan kimyasal bileşimler için, daha yüksek basınçlı kondansörlü buhar türbinleri uygundur. Bir MW e ve altındaki projelerin ekonomik yapılabilirliği için küçük çaplı kuyular esastır. Projenin başlagıç aşamasında yapılan sondaj ve aramanın gerçek maliyetleri, yaklaşık santral inşası kadardır. Çoğu kez uzak yerlere büyük çaplı kuyu kazacak kapasitede makinelerin getirilmesi pratik değildir. Tüm yukarıdaki elemanlar bir küçük jeotermal santralı çalıştırmak için yeterli ve uygun olmasına rağmen, bunların bir araya getirilip, çalıştırılması durumunda yoğun bir bakım gerektirip, gerektirmeyeceği test edilmemiştir. Küçük çaplı kuyuların uzun dönemli performansları hakkında yeterli veri toplanamamıştır. Öte yandan, akış için uygun bir koruma borusu tasarımı standart hale getirilememiştir. Bazı loglar hala küçük çaplı kuyulara inmemektedir. Küçük çaplı jeotermal santrallerin ekonomisi tam belirlenmemiştir ve bu özellikle bakım ve işletme masrafları için doğrudur. Genelde jeotermal santraller yüke bağlı olmayıp, temel yük santralleridir. Ancak, taşrada yükler değişkendir. Tepe yükleri, günlük ortalama yüklerin iki katı veya daha fazlası olabilir. SONUÇLAR Bu çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibidir: Küçük çaplı jeotermal kuyuların arama amaçlı delinmesi bu günün sondaj teknolojisi teknik olarak mümkündür. Küçük çaplı kuyularda üretim ve transient testlerle kuyu akış karakteristikleri yanında rezervuar parametrelerinin de elde edilmesi mümkündür. Küçük çaplı kuyulardan elde edilen akışkan ile küçük jeotermal santraller yanında, yerel olarak küçük çaplı ısıtma yapılması da olasıdır. KAYNAKLAR [1] Akün, M.E. ve Gülgör, A., Zonguldak Taşkömürü Havzasında Derin Sondaj Çalışmaları, Türkiye 11. Petrol Kongresi, Ankara, 15 17/4/1996. [2] Finger, J., Jacobson, R., Hickox, C., Combs, J., Polk, G., and Goranson, C., Slimhole Handbook, Sandia Report No. SAND99 1976, Sandia Nationnal Lab., Albuquerque, Oct., 1999. [3] Finger, J., Jacobson, R., Slimhole Drilling, Logging and Completion Technology An Update, Sandia Report No. SAND99 2625C, Sandia Nationnal Lab., Albuquerque, Nov. 1999. [4] Finger,.J., Jacobson, R.D., Hickox, C., Vale Exploratory Slimhole: Drilling and Testing, Sandia Report No. SAND96 1396, Sandia Nationnal Lab., Albuquerque,June 1996. [5] Sezer, V., Elmaslı Sondaj Tekniği, MTA Yayınları, Eğitim Serisi No. 14,Ankara, 1974. [6] Heuze, F., Slimhole Drilling and Directional Drilling for On Site Inspections Under a Comprehensive Test Ban, LLNL Report No. UCRRL ID 121295, July 1995. [7] Hickox, C.E., Slimholes for Geothermal Reservoir Evaluation, Proceedings of the Sandia/Geothermal Resources Council Workshop on Geothermal Slimhole Technology Workshop, Reno, NV., July 22 24, 1996. [8] 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, Dec./1998.

76 [9] Finger, J.T., Slim Holes for Small Power Plants, Sandia Report No. SAND99 2053C, Sandia National Laboratories, Albuquerque, August/1999. [10] Serpen U., Popov, A.I., Jeotermal Enerjinin Uzun Dönemli Marjinal M aliyeti ve Değeri, 15. Petrol ve Doğal Gaz Kongresi ve Sergisi, Ankara, 11 13 Mayıs 2005. ÖZGEÇMİŞ Umran SERPEN 1945 yılı İzmir doğumludur. 1967 yılında İTÜ Petrol Müh. Böl. den mezun olduktan sonra 1974 yılına kadar TPAO ve MTA da petrol ve jeotermal sahalarında çalışmıştır. 1974 yılından 1987 yılına kadar ELECTROCONSULT adlı bir İtalyan mühendislik ve danışmanlık şirketinde El Salvador, Guatemala, Meksika, Nikaragua, Kosta Rika, Arjantin, Şili, Etiopya, Filipinler, Rusya ve İtalya da çeşitli jeotermal projelerin değişik aşamalarında danışmanlık yapmıştır. 1987 yılından itibaren İTÜ Petrol ve Doğal Gaz Müh. Böl. de Öğr. Gör. Dr. olarak çalışmaktadır.