Tesisat Dergisi 217. Sayı (Ocak 2014)

PERSPEKTúF 20 Tesisat Dergisi Say× 217 - Ocak 2014 Kaya Gaz× ve Kaya Petrolü Prof. Dr. Nilüfer EøRúCAN egrican@suntekinternational.com Prof. Dr. A. Nilüfer EøRúCAN SUN TEK International Proje ve Teknoloji Geliütirme Yönetim, Dan×ümanl×k, Eùitim Hizmetleri Artan küresel enerji talebi, mevcut üretim saha- lar×nda üretimin h×zl× düüüüü, kolay ve eriüilebilir kaynaklar×n azalmas×, son dönemdeki geliümiü ve çevreci üretim teknikleri, petrol ve doùalgaz fiyatlar×ndaki aü×r× art×ü, “ Kaya Gaz× ” ve “ Kaya Petrolü ” olarak adland×r×lan, hidrokarbonlar× bün- yesinde bulunduran, organik maddece zengin enerji kaynaù×n× ortaya ç×karm×ü ve kayaçlarda geleneksel olmayan metotlarla arama ve üretim yat×r×mlar×n×n oluümas×n× saùlam×üt×r. Kaya gaz× , shale ad× verilen kil ile kuvars ve kalsit minerallerinden oluüan tortul kayac×n küçük gözeneklerinde bulunan gazd×r. Kon- vansiyonel olmayan enerji kaynaklar× içinde kaya gaz× ile birlikte s×k× kumtaü× ve kömür kökenli gaz da yer almaktad×r. Petrol ve doùalgaz, oluütuùu ana kayay× terk ederek farkl× kayaçlar içerisine yerleüir. Ancak bu göç s×ras×nda oluüan petrol veya doùalgaz×n bir bölümü ana kayada kal×r. Sözü edilen kaya gaz× oluütuùu ana kayay× terk etmeyen ve oluütuùu kayac×n gözeneklerinde kalan gazd×r . Kaya gaz× üretimi , ilk defa Amerika Birleüik Devletleri’nin New York eyaletinde 1821 y×l×nda gerçekleütirilmiütir. Hidrolik çatlatma (Fracking) yöntemi ise 1950 ’li y×llarda ABD’nin Ohio Eyaletinde uygulanm×ü ve 1970 y×l×nda endüstriyel ölçekte üretim saùlanm×üt×r. Bugün ABD’deki yaklaü×k bir milyon kuyu da bu yöntemin kullan×ld×ù× ileri sürülmektedir . ABD’de hâlihaz×rda 34 eyalette toplam 450.000 kaya gaz× kuyusu fa- aliyet halindedir . Ancak ülkemizde, yak×n zamanda gündeme gelebilmiütir. Kaya Gaz× Nas×l Üretilir? ústenen formasyona kadar geleneksel yöntemle dikey sondaj yap×l×r. Daha sonra gaz ihtiva eden kayaçlar içinde hidrokarbon üretim kal×nl×ù×n× artt×rmak için ortalama 1000 – 1500 m yatay sondaj yap×l×r. Hid- rolik çatlatma yöntemi ile dikey çatlaklar oluüturulur. Hidrolik çatlatmada kullan×lan yüksek bas×nçl× s×v×, yer alt× su kaynaklar×n×n kirlenmemesi için çelik borular×n içinden kilometrelerce yerin alt×na doùru, gaz içeren katman×n içine enjekte edilir. 1000 m yatay bir kuyuda 20-30 tane ayr× ayr× hidrolik çatlatma operasyonu yapmak gerekebilir. Her bir çatlatma kal×nl×ù× en fazla 40 m civar×nda olmal×d×r. Hidrolik çatlatma yöntemi ile sondaj kuyusu içine indirilen perfore edilmiü (delikli) boru sayesinde kaya tabakas×n×n içine belirli oranda ve yüksek bas×nçl× kum ve jel bulunan su veya diùer s×v×lar enjekte edilir. Yaklaü×k 90 gün sonra, k×r×lma süreci durur ve gaz küçük yüzey toplay×c×lar×n×n ve daù×t×m ünitelerinin içine akmaya baülar. Kimyasallar×n kullan×lmas×n×n amac×, sondaj iülemini kolaylaüt×rmak için ak×ükanlar×n yoùunluk ve aù×rl×ù×n× art×rmak, sürtünmeyi azaltmak, k×r×nt×lar×n yüzeye ulaümas×n× kolaylaüt×rmakt×r. Ayr×ca, sondaj süresini k×saltmak ve kazalar× azaltmak için de katk× maddesi olarak kullan×l×r. Kum, çatlaklar× aç×k tutmak ve ak×ü×n devam×n× saùla- makamac×ylakullan×lmaktad×r.Böylecekuyununsürekli gaz üretmesi saùlan×r. Her bir çatlatma operasyonunun fiyat× kuyunun derinliùine ve formasyon bas×nc×na göre deùiüir. Ayr×ca kuyular aras× mesafe çok k×sa olmal×d×r. Her 0.5 km2’ye bir kuyu aç×labilir. Her bir çatlatma maliyeti 200,000- 500,000 ABD Dolar× aras×ndad×r. Dünyada üretilebilir kaya gaz× 200 trilyon metre- küp olup, %29 Asya Pasifik, %24 Kuzey Amerika, %17 Latin Amerika , %15 Afrika, %7 OECD Avrupa, %6 Avrasya, %2 Orta Doùu olmak üzere daù×lm×üt×r. Yap×lan araüt×rmalar ülkemizde de kaya gaz× potansiyelinin varl×ù×n× ortaya koymaktad×r. Potan- siyelin belirlenmesine iliükin sondajl× araüt×rmalar baülat×lm×üt×r. ARI’n×n (Advanced Resources Inter- national, Inc.) ve EIA’n×n (U.S. Energy Information Administration) Haziran 2013’te haz×rlad×ù× rapora göre Türkiye’nin üretilebilir kaya gaz× potansiyeli 551 milyar m³ olup , üretilebilir kaya petrolü ise 4,7 milyar varildir . Güneydoùu Anadolu’da Mardin’in kuzeyinde ( Diyarbak×r-Hazro alan×nda) yer alan kuyularda ortalama 2.500 m derinliklerde kesilen (Üst Siluriyen- Alt Devoniyen) yaül× Dadaü Formasyonu ; 100-400 m kal×nl×kta olup Orta Doùu ve Kuzey Afrika’da çok bilinen ve dünya ölçeùinde bir kaynak kaya olan Siluriyen kayaçlar×n×n Türkiye’deki karü×l×ù×d×r. Bu formasyonun kaya gaz× potansiyelinin yan× s×ra kaya petrolü potansiyeli de vard×r. Trakya baseninde kaya gaz× potansiyeline sahip Erken-Orta Eosen yaül× Hamitabat Formasyonu ve Erken Oligosen yaül× Mezardere Formasyonu olmak üzere iki kaynak kaya formasyonu yer almaktad×r. Hidrolik çatlatma operasyonlar× için gerekli olan yüksek bas×nçtan dolay× küçük ölçekte de olsa baz× lokal depremcikler ortaya ç×kabilir. S×ù derinliklerde yap×lacak operasyonlar neticesinde enjeksiyon s×v×s× içinde bulunan baz× kimyasallar, yer alt× suyu akiferlerine mevcut fay veya çatlaklar vas×tas×yla ula- üabilir. Üretim ve daù×t×m×n her aüamas×nda tonlarca toksik (zehirli) uçucu bileüik kaçabilir ve dizel-yak×tla çal×üan mobil ve sabit ekipman×n tüketiminden kaynaklanan azot-oksitler (NOx) ile kar×üarak yüzey kat×nda ozon üretir. Böyle bir ortamda uzun süre kalan kiüilerde baz× rahats×zl×klara sebebiyet verebilir. Kaya gaz× ve kaya petrolünün eski y×llardan beri bilinmesine raùmen, son y×llarda üretimine aù×rl×k verilmesi, enerji ve jeopolitik dengelerin deùiümesine neden olmuütur. Ülkemizde yenilenebilir enerji kay- naklar×n×n yayg×nlaümas×na engel olmayacak üekilde çal×ümalar×n yap×lmas× ümidiyle…