1. PETROL NEDİR?

Petrol (petra=taş oleum=yağ )

Petrol doğada bulunan kompleks bir hidrokarbon karışımıdır. Doğal gaz ve petrol birlikte hidrokarbon adı ile de bilinir. Hidrokarbon katı, sıvı ya da plastik halde bulunabilir. Yeraltında gaz halınde iken yüzeye çıktığında soğuyup sıvı haline gelen petrole “kondanse” (yoğunlaşmış) denir. Sıvı hidrokarbona ham petrol denir. Plastik hidrokarbon asfalt ve ilişkili maddeleri içerir.

Petrol  yakıt ve kimya sanayinde ham madde olarak kullanılır. Petrol ve türevleri ilaç, gübre, gıda maddeleri, plastik ve inşaat malzemeleri,boya ve giyim sanayi yanında elektrik üretiminde de kullanılmaktadır.

2. PETROLÜN ÖZELLİKLERİ

PETROLÜN YOĞUNLUĞU:

Bir maddenin yoğunluğu belli hacimdeki maddenin ağırlığının aynı hacimdekı suya olan oranıdır.Petrolün yoğunluğu 600f (15,50c) sıcaklık ve 1 atmosfer basınç altındakı petrolün yoğunluğu ile ifade edilir. Ham petrolün yoğunluğu onun kimyasal bileşimini yansıtır. Petrol içerisindeki hidrokarbon yüzdesi, gaz miktarı, rezin ve asfalt gibi ağır hidrokarbonların oranı, sülfür oranı, sıcaklık gibi  faktörler petrolün yoğunluğunu etkiler.  Petrolün fiyatı yoğunluğuna göre değişmektedir
 Petrolün yoğunluğu 0,6-1.00 gr/cm3 arasında değişir. Yoğunluk Amerika’da api, Avrupa’da ise baume derecesi ile ifade edilir. Dünya petrolleri 270-350 api gravitesindedir. Kaliforniya’daki 50-70 api petrol sudan ağırdır. En yüksek 570 api petrol bulunmuştur

PETROLÜN HACMI:

Sıvı petrolün hacmi 600f de ve 1 atmosfer basınçta ölçülür ve varil cinsinden ifade edilir. 1 varil=159 litredir. Doğal gazın hacmi aynı koşullarda ft3 veya m3 cınsınden ıfade edılır. Hacmi denetleyen faktörler sıcaklık, basınç ve petrolün içerisinde çözünmüş olan maddelerdir. Rezervuardaki petrol hacmi, petrolün tankda dinlendirilmesi ile % 6-8 oranında azalır.

PETROLÜN VİSKOZİTESİ:

Viskozite bir sıvı veya gazın akmaya karşı direncini ifade eder. Yanı akışkanlığın tersidir. Petrolün viskozitesi petrolün bileşimine bağlıdır. Yoğunluk ve ağır bileşen miktarı arttıkça viskozite de artar. Sıcaklık ve gaz miktarı arttıkça viskozite düşer. Viskozite birimi poiz’dır.  Bir sıvı 1 cm2 kesitindeki bir tüp içerisinde 1 dyn basınç altında 1 saniyede 1 cm ilerleyebiliyorsa viskozitesi 1 poiz’dır. poiz’in yüzde birine santipoiz denir. Yüksek viskoziteli petrolün taşınması ve üretilmesinde güçlükler vardır.

PETROLÜN KIRILMA İNDİSİ :

Kırılma indisi petrolün kimyasal bileşimine bağlı bir özelliktir. Petrolün yoğunluğuna göre 1,39 ile 1,49 arasında değişir. Hafif petrollerin kırılma indisi de küçüktür.

PETROLÜN FLÜORESANS ÖZELLİĞİ:

Petrol ultraviyole ışık altında sarı-yeşil-mavi renklerde flüoresans gösterir. Bu özellık eser miktardaki petrolün kolayca belirlenmesini sağlar.

PETROLÜN RENK VE KOKUSU:

Petrolün rengi yansıyan ışıkta yeşilimsi, içinden geçen (kırılan) ışıkta ise açık sarı, kırmızı ve bazen de siyahtır. Özgül ağırlık arttıkça renk de koyulaşır. Hafif hidrokarbonlu petroller hoş kokulu; doymamış hidrokarbon, kükürt ve nitrojen içeren petroller ise kötü kokuludur.

PETROLÜN KALORİ DEĞERİ:

Petrolün kalori değeri özgül ağırlığı ile ters orantılıdır. Özgül ağırlığı 0,9 olan 17 api petrolün kalori değeri 10500 kal/g iken özgül ağırlığı 0,7 olan 70 api petrolün kalori değeri 11700 kal/g dır.

PETROLÜN PARLAMA NOKTASI:

Petrol üzerine alev tutulduğunda petrol buharının ilk ateşlenme anı petrolün parlama noktasıdır. Bu nokta petrolün bileşimine göre değişir. Parlama noktası çeşitli ısı derecelerinde distile edilebilen ürün oranlarının belirlenmesindekullanılır.

 
PETROLÜN KiMYASAL ÖZELLİKLERİ :

Petrol bir hidrokarbon bileşimidir. Petrol açısından en önemli hidrokarbonlar :

parafın veya metan serisi (CnH2n+2)
olefın (naften) serisi serısı (CnH2n)
aromat (CnH2n-6) serısı (aromatikler)
asetilen serisi (CnH2n-2)
parafin serisi (CnH2n+2)

 
Bütün hidrokarbon atomları birbirleri ile tek bağlarla bağlanmışlardır. Hidrojen atomları doymuş olduğundan parafin serisine doymuş hidrokarbon grubu da denilir.
5 karbona kadar olanlar doğal gaz
5-17 karbonlu olanlar sıvı (benzın, gazyağı, mazot)
17-22 karbonlu olanlar yarı katı (makına yağları, jölemsi petrol ürünlerı)
23 ve daha fazla karbonlu olanlar katıdır (parafın, asfalt, zıft)

OLEFIN (NAFTEN) SERİSİ(CNH2N):

Parafınlere göre iki hidrojen atomu eksiktir. bu nedenle herhangı iki karbon atomu birbirlerine çift bağla bağlanmışlardır. Hidrojen eksikliği ve çift bağı bulunduğu için doymamış hidrokarbon grubuna dahildirler. Doymamış oldukları için kolayca kimyasal reaksiyonlara girerler, bu nedenle de petrol içerisinde seyrek bulunurlar.

AROMATLAR SERİSİ(CNH2N-6) :

Doymamış hidrokarbon grubuna dahildir. Çok ağır kokuları vardır. Bazen renksiz ve uçucu sıvı halinde bulunurlar.

ASETİLEN SERİSİ(C2H2N-2):

Doymamış hidrokarbon grubuna dahildir. Doğada az bulunurlar. Petrol içerısinde sadece yüksek karbonlu olanları bulunur.
Doğada petrolle birlikte doğal gaz da bulunur.Bunlar serbest gaz halinde, petrolde çözünmüş halde,suda çözünmüş halde ,sıvılaşmış gaz halinde bulunabilir.

Doğal gazlar hidrokarbon gazları ve nonhidrokarbon gazları olmak üzere ikiye ayrılır. Ayrıca içerdiklerı buhar miktarına göre yaş ve kuru gaz olmak üzere de sınıflanırlar. Doğada petrolle birlikte bulunan diğer organik bileşikler: alkoller, organik asitler , yağlar , karbonhidratlar,proteinler,diğerorganikmaddeler.

Petrol uzun jeolojik süreçlerde karmaşık fiziksel ve kimyasal işlevler sonucunda oluşmuştur. Petrolün aranması, bulunması, işletilmesi ve kullanıma hazırlanması için bu işlevlerin iyi bilinmesi gerekir. Bu da farklı uzmanlık alanlarını gerektirir.

3.PETROLÜN KÖKENİ, OLUŞUMU VE GÖÇMESİ

Petrol genellikle çökel kayalar içerisinde bulunur. En petrollü kayalar sığ denizel çökellerdir .
Petrolü içerısinde bulunduran çökel kayalar geçirimsiz kayalarla örtülmüş ya da çevrelenmişlerdir. Yaşlı doğal ham petrol  ile bugün sığ derinliklerde oluşmakta olan petrol arasında karbon zincirleri açısından farklılıklar vardır. Yaşlı ham petrolün %50 den fazlası hafif hidrokarbonlardır (Hafif petrol yüksek API, düşük yoğunluklu petroldür). Modern petrolde bu durum ender olarak görülür. Genç petrolün optik özelliklerınden bazıları biyosentetik olarak oluşturulan petrolün özelliklerıne benzemektedır. Genç petrollerde bulunan bazı kompleks moleküller bugün modern organik maddeler içerisınde de oluşmaktadır.

Petrol deniz organizmalarının yer altında parçalanmasının ardından oluşur. Denizde yaşayan küçük organizma artıkları ve karada yaşayıp nehirlerle denize sürüklenen organizmalar, okyanus dibinde yetişen bitkiler, ince kumlara ve deniz dibindeki çökeltilere karışır.  Organik maddeden zengin bu depolar, ham petrolü oluşturan kaynak kayaları meydana getirir. Bu işlem yaşamın başladığı milyonlarca yıl önce başlamış olup halen devam etmektedır. Bu çökeltıler ağırlaşarak kendi ağırlıklarının etkisiyle suyun dibine düşerler.

İlave depolar biriktikçe , altta bulunanlar üzerindekı basınç binlerce kat, sıcaklık da yüzlerce kat artar. Sertleşen çamur ve kum killi şistlerı ve grey oluşturur. Deniz kabukları sertleşir ve karbonla kalkere dönüşür. Ölen organizma artıkları ham petrol ve doğal gaza dönüşür.Bir kez oluştuktan sonra petrol, yer kabuğunu oluşturan karbonlu kayalar, kumlar ve şistlerin aralarını dolduran maddelerin yoğunluğundan daha az olduğundan yukarı doğru çıkar.

Ham petrol ve doğal gaz suyun üzerinde bulunan daha büyük çökellerın mikroskopik deliklerinin içinden çıkar. Sıklıkla su geçirmez bir şist veya yoğun bir kaya örtüsüyle karşılaşır ve daha yukarı çıkamaz. Böylece hapsolan petrol kapan oluşturur. Herhangi  bir engelle karşılaşmayan petrol serbestçe yer yüzüne veya okyanus diplerine çıkar. Yüzey depoları aynı zamanda bitumen göllerini ve doğal gazı  oluşturur.

PETROLÜN OLUŞUMUNDA DOĞAL KOŞULLAR
Petrol genellikle denizel, seyrek olarak da karasal çökeller içerisinde bulunur. Bütün petrollerin kimyasal yapısı küçük farklılıklar dışında aynıdır. Petrol Prekambriyen’den Pleistosen’e kadar her yaşta kaya içerisinde bulunabilir. Yani petrol oluştuktan sonra milyonlarca yıl korunabilir.
 
Petrol çökellerinin
·         70% i Mesozoic 
·         20%si Cenozoic  
·         10% u Paleozoic  dönemden kalmıştır.
 
Rezervler ne zaman sona erecek?
Senelik Dünya petrol tüketimi senede 25 milyar varildir. Bunu rezervlere bölersek:

1,000,000,000,000 varil = 40 sene!!!  25,000,000,000 varil/sene

Burada tüketimin artacağı ve yeni kuyuların açılacağı dikkate alınmamıştır.

Petrol ve Doğal Gaz Oluşması için gerekli şartlar:
1.Kaynak olacak deniz planktonlarının varlığı
2.Bu ana kaynağı “pişirecek” olan yanma
3.Rezervuar görevi görecek kaya varlığı: delikli kumtaşı veya kireç taşı
4.Rezervuara kapak olacak şeyl veya tuz.
5.Kapan :yapısal kapan veya fasies kapan 
 
Mezozoıc Zamanın Özellikleri:
1.Dünyada tropikal iklim hakimdi
2.Okyanusta bol plankton vardı
3.Okyanus tabanları bugünkünün aksine durgun ve anoksikti
4.Siyah, organik bakımdan zengin çamurlar daha sonra kaynak kayaları oluşturdu.
 

İran Körfezi’nin Özellikleri:
1.Bir zamanlar Tethys Deniz Yolunun kenarındaydı.
2.Tropikal rifler boldu
3.Tethys anoksik bir okyanustu
4. Tethys denizinin kapanması çok sayıda yapısal kapan oluşturdu.
Petrol içerisinde porfirin maddesinin bulunması oluşum ve göç esnasında sıcaklığın 200 C yı geçmediğini gösterir. Kapanlardaki sıcaklık da 100 C yi geçmemektedir. Porfirin maddesinin varlığı organik maddenin oksijensiz bir ortamda kaldığını belirtmektedir. Petrol kapanlarında basıncın 1 ile 700 atm arasında değişmesi petrolün fiziksel ve kimyasal özelliklerinin basınç değişimlerine duyarlı olmadığını göstermektedir.

Petrol, içerisinde bulunduğu ortamda oluşabildiği gibi çok uzaklardan göç edip gelmiş olabilir. Petrolün oluşumu için 15.000, bir kapanda toplanması için ise en az 1.000.000 yıl gereklidir.

PETROLÜN  GÖÇMESİ  MİGRASYON
PETROLÜN GÖÇTÜĞÜNE DAİR VERİLER
Petrolün içerisinde bulunduğu kayalar gözenekli ve geçirimlidir. Organik madde bu tür kayalar içerisınde kolayca okside olacağına göre petrol bunlar içerisinde oluşmuş olamaz.
Petrol ve doğalgaz çoğu zaman ikincil gözenekler içerisinde bulunur. O halde petrol buraya bunların oluşumundan sonra gelmiş olmalıdır. Petrolün kapanların en yüksek yerlerinde bulunması hareketli olduğunu gösterır. Petrol, gaz ve su kapanda belli bir dizilim gösterir ki bu onların hareket ettiklerının işaretidir.

MİGRASYON:
1-BİRİNCİLMİGRASYON : Petrolün anakayadan hazne kayaya göçmesidır.
2-İKİNCİLMİGRASYON   : Petrolün hazne kaya içerisındeki hareketidir. Petrol göçe sıcakken ya da gaz halinde başlar.

4.PETROL TARİHÇESİ

Heredot M.Ö. 450 de Tunus ve Yunan adalarında petrol sızıntılarından bahseder. Bu ilk dönemlerde petrol hastalıklarda ilaç olarak, su yalıtım malzemesi olarak savaşlarda yakıcı madde olarak kullanılmıştır 19. yüzyıl ortalarına kadar petrol üretimi ilkel yöntemlerle sürdürülmüş, asfalt, ham petrol ve yağ olarak üretilip kullanılmıştır. 1745’de Fransa’da Pechelbronn’dakı petrollü kumlarda ilk petrol kuyusu açılmıştır. Kral XV. Louıs tarafından M. de la Sorbonnıere isimli şahsa lisans verilmiş, bu şahıs dünyanın ilk petrol rafinerisini de kurmuştur.

1847’de İskoçya’da James Young tarafından petrollü şeyller işletilmiştir.
1857’de ABD’de Albay Drake tarafından Pennsylvania’da  ilk petrol üretim kuyusu açılmıştır. Bu dönemde kablolu sondaj makinaları icat edilmış sondaj cihazları bundan sonra giderek daha da geliştirilmeye başlanmıştır.  1. Dünya Savaşı sonrası dünyada petrolün önemı giderek artmış, otomobil ve diğer motorlu vasıtaların yaygın kullanılmaya başlaması ile petrole  ihtiyaç giderek artmıştır

 
5-PETROL ARAMA YÖNTEMLERİ

Petrol aramak son derece zor, zahmetli ve masraflı bir ıştır. Yatırımların karşılanmama riski çok yüksektir. Petrol arama çok disiplinli bir çalışmayı gerektirir. Ancak arama ve saha geliştirme aşamasında en fazla görev jeolog ve jeofizikçilere düşmektedir. Bugün petrol şirketlerinde en çok tercih edilen kişiler yarı jeofizikçi-yarı jeolog olan kişilerdir.

Jeolojik çalışmalar jeoloji harita alımı, stratigrafı kesitlerının ölçülmesi, yapısal ve tektonik araştırmalar, fasiyes araştırmaları, porozıte ve permeabilite tayini, organik jeokimya, yeraltı haritalarının yapılması gibi saha ve laboratuvar araştırmalarını içerir. Magnetik, gravite ve sismik gibi jeofizik araştırmalar ise arama, sondaj ve saha geliştirme esnasında  kullanılırlar.

PETROL ARAMADA JEOFİZİK YÖNTEMLER

Petrol aramacılığında kullanılan çok sayıda jeofızık yöntem olmakla bırlıkte bunlardan üç tanesı son derece önemlıdır:

1-MAGNETİK,  2-GRAVİTE,  3-SİSMİK

Bunların dışında özellikle son yıllarda gelişen Uzaktan Algılama da gittikçe artan şekilde önem kazanmaktadır.

MAGNETİK YÖNTEMİ:
Kayalar içerisindeki mineraller yerin mıknatıslanma kuvvetine bağlı olarak manyetik özellikler kazanırlar.Manyetık metodun amacı kayaların mıknatıslanma özelliklerindeki farklılıklara dayanarak farklı kayaların belirlenmesidir.

Petrol aramalarında magnetik araştırmalarla belirli bir sahadaki magnetik alanın şiddeti ölçülür. Bir bölgede magnetik alan şiddetindeki farklılıklar yerin magnetik alanındakı değşimler ile o bölgede bulunan kayaların hacim ve magnetik süseptibilite (geçirgenlik) lerının bir sonucudur. Bölgedekı yer magnetık alanı belli ise oradaki kayaların magnetik şiddeti doğrudan ölçülebilir. Magnetik araştırmalar karadan, gemiden veya uçakla yapılabilir.

 Magnetik alan şiddeti magnetometre ile ölçülür. Magnetik araştırmalar petrol aramalarının ilk aşamalarında gerçekleştirilir.Havza temelinin topoğrafyasını belirlemede  fayları belirlemede magmatik veya metamorfik kayaların çökel kayalardan ayrılmasında volkanik kayaları, dayk ve enjeksiyonları, lav akıntılarını belirlemede kullanılır.

Dünyanın magnetik alanı zaman içerisinde değişiklikler gösterir. Bu değişimler anlık, günlük veya yüzlerce yıllık olabilir. Güneşten kaynaklanan manyetik fırtınalar sonucu gelişen günlük değişimler önemlidir ve magnetik prospeksiyonlarda bu değişimler düzeltilerek etkilerı giderilmelidir. Bu düzeltmeler sonucunda o bölgedeki magnetik fırtınalardan doğan anomaliler giderilerek jeolojik nedeni olan anomaliler bulunmaya çalışılır. Ölçülen magnetık alan şıddeti bileşeni değerlerine göre gerekli düzeltmeler yapıldıktan sonra bu değerler bir harita üzerine konarak münhanılı bir harita yapılır.

Magnetik alanın yatay ve çoğunlukla da düşey bileşeni ölçülür.
Petrol aramaları ile ilgili magnetik çalışmalarda elde edilen anomaliler genellikle arama yapılan havzanın temel kayalarını oluşturan ferromagnezyen mineraller açısından zengin magmatik veya metamorfik kayalardan ileri gelir. Çünkü çökel kayaların magnetik süseptibiliteleri ve  süseptibilite farkları genellikle küçüktür. Bu nedenle çökel kayalar magnetik anomali haritalarında bariz bir anomali vermezler.

GRAVİTE YÖNTEMİ :

Dünyamız tam ve homojen bır küre olsaydı yeryüzündeki her kütleye eşit bir çekim uygulanacaktı. Ancak dünyanın şekli ve yapısındakı farklılıklar nedeniyle farklı bölgelerde farklı ivme değerleri ölçülmektedir. Gravite metodunun amacı bu farklı ivme değerlerinin belirlenmesi ve buna neden olan unsurların belirlenmesidir. İvme değerlerındekı farklılığın başlıca nedenlerı şunlardır:Dünyanın dönmesı,bulunulan enlem, yükseklik, topoğrafya, jeolojik özellikler

Gravite metodunda gravimetreler yardımı ile araştırılan bölgede yerçekimi ivmesindeki değişimler ölçülür. İvme birimi gal(Galıleo)dır.1 mılıgal 1/1000 gal’dır. Gravimetre ölçümleri iki nokta arasında deniz seviyesine göre iki nokta arasındakı fark elde edilecek şekilde yapılır. Daha sonra diğer faktörlerin bu değişime etkileri ortadan kaldırılarak gravite anomalisine neden olan jeolojik faktörler yorumlanmaya çalışılır. Eğer bir kaya kütlesinin yoğunluğu çevreye nazaran büyükse pozitif, küçükse negatif anomalilere neden olur. Gravite haritaları çökel havzalarının genel mimarisini anlamada  kullanılırlar. Düşük yoğunluklu çökellerle dolu olan çökel havzaları negatif anomalilerle belirgindir. Yüksek yoğunluklu temel kayalarının oluşturduğu yükselimler, sırtlar vb. ise pozitif anomalilerle belirgindir. Gravite metodu ile bilhassa çevreye nazaran düşük yoğunluklu tuz domları ve yüksek yoğunluklu resifler iyi belirlenebilir.

SİSMİK YÖNTEM :

Sismik metod doğal ya da suni olarak yaratılan titreşimlerin (deprem dalgası) kayalar içerisinden geçerken uğradıkları değişimlerin incelenmesi esasına dayanır.
Deprem dalgaları esas itıbarıyle ikiye ayrılır:

1.Cisim Dalgaları
-Pdalgaları
-Sdalgaları

2-Yüzey Dalgaları
-Rayleıgh dalgaları
-Love dalgaları

CİSİM DALGALARI :

PDALGALARI  :Hızları en fazla olan ve kayıt merkezine ilk gelen dalgalardır.
Titreşim hareketleri yayılma doğrultusundadır. Bu nedenle boyuna dalgalar olarak da bilinirler. İçinden geçtikleri cisimlerin zerrelerini birbirine yaklaştırır ve uzaklaştırılar. Bu nedenle kompresyon veya dilatasyon dalgaları adı ıle de anılırlar. Sıvı ve gaz gibi rijid olmayan maddeler içerisinden de geçerler. Sismik araştırmalar genellikle P dalgaları yardımı ile yapılır.

S DALGALARI :Kayıt merkezine ikinci olarak gelen dalgalardır. Hızları Pdalgalarına göre daha düşüktür. Tıtreşım hareketleri yayılma doğrultusuna dik düzlem üzerinde aşağıya ve yukarıya doğrudur. Bu nedenle enıne dalgalar adıyla da bilinirler. Sıvı ve gaz gibi rijid olmayan birimler içerisinden geçmezler.

YÜZEY DALGALARI :

Cisim dalgalarına göre hızları az, periyodları büyük ve boyları daha uzun dalgalardır. Kayıt merkezine en son gelen dalgalardır.Yeryüzünde veya yeryüzüne yakın yayılırlar. Rayleıgh dalgaları yerin serbest yüzeyinin oluşturduğu dalgalar, Love dalgaları ise elastik dalga hızları farklı tabakaların bulunduğu ortamlarda oluşan yüzey dalgalarıdır.

Sismik prospeksiyonun esası yeryüzünde veya yeryüzüne yakın yerlerde sismik bir titreşim yaratarak bu hareket sonucunda oluşacak dalgaların yeraltındakı tabakalardan geçip yansıma ve kırılmasından sonra geri dönen dalgaların geliş zamanlarını ve amplitüdlerini ölçmeye dayanır. Sismik prospeksiyonda refraksiyon (kırılma)dan çok refleksiyon (yansıma) dalgaları incelenir. Eğer kayaların akustik hızları biliniyorsa refleksiyona neden olan arakesit düzlemlerinin derınlıklerı hesaplanabilir:

SİSMİK VERİLERİN TOPLANMASI
Sismik prospeksiyonda ya yeryüzünde patlayıcı kullanılarak ya da bir ağırlık düşürülmek suretiyle sismik dalga oluşturulur. Bu dalgaların yeraltından yansıyıp yeryüzüne dönüş zamanı belirli şekilde düzenlenmiş  jeofonlar aracılığıyla alınarak kayıt merkezine gönderilir ve burada kaydedilir. Atış noktası ile jeofonlar arasındaki uzaklık yeraltında inilmek istenen derinliğe bağlı olarak değişir. Deniz sismiğinde bu iş için düzenlenmiş özel gemiler kullanılır.

SİSMİK VERİLERİN İŞLENMESİ ve YORUMU
Jeofonlar ve bunlara bağlı kayıt cihazları tarafından kaydedilen sismik veriler bilgisayar  programları yardımıyla işlenerek çeşitli yan etkilerden arındırılır, kalitesi artırılır ve kesitler halinde çizilirler. Elde edilen kesitler mevcut yüzey ve kuyu jeolojisi verilerinin de yardımı ile jeolog ve jeofizikçiler tarafından yorumlanır.

UZAKTAN ALGILAMA

Petrol aramada bilhassa başlangıç aşamasında kullanılan ve son derece ucuz ve verimli bir yöntem olan uzaktan algılama birkaç metre yüksekten üst atmosfer yüksekliğine kadar yapılabilir. Petrol aramacılığında görsel, radar, multispektral ve hiperspectral yöntemler kullanılmaktadır.

Belli hatlar boyunca ve belli bir yükseklikten uçan özel donanımlı bir uçakla çalışma alanının hava fotoğrafları çekilir.Bunlar üç boyutlu bir görüntü oluşturacak şekilde aşmalı olarak çekildikleri için stereoskoplarla incelenir ve yorumlanarak çalışılan bölgenin jeoloji haritası oluşturulur.

Uçak veya bir uydudan yeryüzüne mikrodalga radyasyonları gönderilip bunların yansımalarının resmedilmesı esasına dayanır. Bu yöntemde bulut, sis vb. gibi atmosfer olayları resim kalitesıne etki etmez, gece ve gündüz kullanılabilir. Radar görüntülerinin sıhhat ve detayı çekimi yapan uçağın altına yerleştirilen antenin özelliklerine bağlı olarak değişmektedir.

PETROL ARAMADA PALEONTOLOJİ

1985 den beri ABD merkezli petrol şirketlerinde görev alan  paleontologlar %90 azaldılar. Üç ana fosil grubu olan FORAMINIFERA, PALYNOLOGY ve KALKERÖZ NANOFOSİLLER’in her birisi için en az bir paleontolog bulundurmaktadırlar. Houston Chronıcle  gazetesinin 23 Mayıs 1999 sayısında yer alan bir makaleye göre kadrolarında  paleontolog çalıştıran petrol firmaları son iki yıl içinde  varil başına ortalama 1 dolardan daha fazla tasarruf sağlamışlardır. Bu konuda özellikle stratigrafi konusunda yararlı paleontolojik kavramları öğrenmiş paleontologlar petrol aramada önem kazanmaktadırlar.

 
Teknoklojinin daha da geliştiği örneğin 3D sismik yöntemle elde edilen sismik yansıma verileri ve kuyu loglarının ilişkilendirilmesinde özellikle zamana bağlı  yaş modelleri oluşturulurken   potansiyel hidrokarbon kaynağı kayaların termal olgunlaşması gibi konularda  paleontoloji aynı zamnada rezervuarın kalitesi ve dağılımı, kaynak kayaların ve tıkaçın önceden tahmin edilmesi için çökellerin tanımlanmasında önem kazanmaktadır.

 
Fosillerin stratigrafik kayıtlara göre dağılımını inceleyen bilim dalı olan BIOSTRATIGRAPHY çok değerli ve pahalı olmayan bir ilişkilendirme aracıdır.  Örneğin EXXON firmasında 1999 yılında biostratigrafi grubunun maliyeti derin su altında 10 günlük  sondaj masrafına denkti.

 
Bütün ilişkilendirme yöntemleri  Yeraltı jeolojisinin dolaylı ölçümleri olduğundan hiç kimse tek başına katışık olmayan bir yorum yapamamaktadır.  Örneğin Meksika Körfezinde derin su altı sondajı sırasında öngörülen derinlikte rezerevuar bulunamadı. Halbuki biyostratigrafik çalışma sondaj yapılan bölgenin daha genç olduğunu  ve daha derine inilmesi gerektiğini gösterdi. Öngörülen rezerv bulundu ve bulunan petrol toplama oldukça anlamlı bir katkıda bulundu.  Mevcut sismik haritalamayla birlikte biyostratigrafik çalışma yapılmamış olsaydı rezerv atlanmış olacaktı.

 
Jeolojik olayların yaşlarını belirlemede  Biyostratigrafi ana yöntemdir. Burada kıyı da akarsu deltasındaki kum çökellerinin  modellenmesiyle derin denizlerde yerçekimine bağlı akımın modellenmesi arasında fark vardır. Fosil biyofasiyes toplamalarını kullanarak eski su derinliklerinin analizi çökel sistemlerinin nüanslarının bile ayrılmasında önem kazanmaktadır. Potansiyel kaynak kayalardaki organik maddenin analizi petrol, doğal gaz oranını hesaplatarak arama imkanının ekonomik değerlendirmesini sağlar.

 
Paleontolojik veriler yaş modellerinin kurulmasında , jeolojik süreçlerin  ölçülmesinde , lokal jeolojik olayların küresel jeolojik olaylardan ayırdedilmesine , evrimsel ve çevresel değişikliğin  yeniden inşasına yardımcı olur. Paleontoloji, izotopik değerlerin veya sismik yansıma geometrisinin ilişkilendirilmesinde, çökel sistemlerin paleobathymetresinin belirlenmesine ve lokal paleoklimatolojide tektonizmin etkilerini sınırlamak için kullanılır. 

 
Son yıllarda petrol şirketlerinin  paleontolojiye desteğini azaltması sonucu, Amerikan Doğa Tarihi Müzesini destekleyen şirket sayısı son beş senede  21 den 13 e düştü ve diatom katalogu artık yayınlanamaz oldu. Benzer şekilde Oseanografi Enstitiüsü  tarafından örgütlenen mikropaleontoloji konsorsiyumu ve Utah Üniversitesi Enerji ve Yer Bilimleri Enstitiüsü tarafından Bilgisayarlı Stratigrafi için Teknik Alliance  adlı sanayi-akademi konsorsiyumu kurularak interaktif biligsayar ortamında akademik paleontologların  geliştirdiği kuramların direkt petrol endüstrisine verilmesi sağlanmaktadır. Kurulduğu yıl olan 1970 de  destekleyen şirket sayısı 14 iken şimdi ikiye düşmüştür.

YÜZEYE YAKIN HİDROKARBON SIZINTISININ SAPTANMASINDA MİKROBİK YÖNTEM

Yüzeye yakın toprak anomalilerinin saptanması yıllarca hidrokarbon aramasında önemli bir araç olmuştur. Bu değişiklik hidrokarbon mikrosızıntısına  ve bakteri varlığına bağlıdır. Şimdiye kadar etan, propan veya butan tüketen bakterilerin saptanmasına dayanan yöntemler önerilmiştir.

Aktif hidrokarbon sızıntısı olan bölgelerde mikrop nüfusu artar ve genelde apikal bir anomali meydana getirir. Yüksek hidrokarbon girişi olan  fay ve kırık gibi bölgelerde  minimal hidrokarbon sızıntısı olan yerlere göre anlamlı bir artış görülmektedir.

Yeni önerilen yöntem spesifik hidrokarbon tüketen bakteriler yerine  yüzeye yakın devamlı bulunan non-spesifik  aerobik bakterileri kullanmaktadır. Diğer mikrobik yöntemlerde olduğu gibi hidrokarbon sızıntısı olan bölgede bakteri popülasyonu artar. Bakteri sayımı besiyer ortamındaki renk değişikliğiyle saptanır. Açık veya beyaz ışık  bakteri yokluğunu gösterirken koyu kırmızı renk belirgin sayıda bakteri varlığını göstermektedir. Alınan toprak örneğinin besiyere ekilmesinden 48 ila 72 saat sonra bakteriler saptanabilmektedir. Besiyer ortamının görüntü analizi ile sayısal değerler de bulunabilir. Örneklemenin kolaylığı, minimal analitik düzenek, ve hızlı sonuç alınması yüzeye yakın dolaylı hidrokarbon sızıntı teknik yöntemlerinden daha cazip hale getirmektedir.

SONDAJ AŞAMASI

Eskı dönemlerde petrol sızıntılardan elde edilir, sığ petrol için maden ocakları gibi ocaklar açılırdı. 19. Yüzyılın sonuna kadar kablolu sondaj aletleri kullanıldı. Bunlar darbeli sondajların bir türüdür ve kablo ucuna bağlanan bır delici ucun belli bir ivme ile kuyuya düşürülmesi esasına dayanırdı. Günümüzde petrol arama ve işletmede rotary sondaj sistemleri kullanılmaktadır. Bunlar kara ve kıyı ötesi petrol alanları için farklı sistemler halinde dizayn edilmişlerdir.

ROTARY SONDAJ:

Bir borunun ucuna takılan bır matkabın boru ile birlikte çevirilmesi esasına dayanır. Boru içerisinden kuyuya sondaj çamuru denilen özel bir sıvı verilerek, kırıntıların yüzeye getirilmesi, matkabın soğutulması ve kuyu basıncının kontrol edilmesi sağlanır.
Kuyu büyük matkapla delinmeye başlanır, belli bir derinliğe gelinince muhafaza borusu indirilerek bununla kuyu cidarı arası çimentolanır. Daha küçük bir matkapla kuyu delinmeye devam edilir. Rezervuardan zaman zaman karot alınır, bu iş için karotiyerler kullanılır.

FORMASYON DEĞERLENDİRME :

Sondajlardan edinilen bilgiler bir sahanın araştırılması ve geliştirilmesi açısından son derece önemlidir. Kuyulardan gelen kırıntılar sürekli olarak incelenir ve gerekli yerlerden karot alınır. Karot alımı son derece pahalı olduğu için mecbur olunmadıkça bu yola gidilmez. Kesilen formasyonların değerlendirilmesi sondaj esnasında sürekli olarak ölçülen kuyu logları yardımı ile yapılır.

Petrol sondajları esnasında alınan başlıca loglar elektrık, radyoaktıvıte ve sonıkl oglardır.Bu loglarla formasyonun litolojisi, porozitesi, permeabilitesi,basıncı,sıcaklığı, bulundurduğu akışkanın cinsi vb. özellikleribelirlenir.

KUYU JEOFİZİĞİ: Kuyularda log alımı kuyu muhafaza ışleminden önce yapılır.  Silindir biçimli sonda ciazları kablo ie kuyu içerisine sarkıtılır ve istenen derinliklerde gerekli ölçümler kaydedilir.
Log alımı ve yorumu özel bir ihtisas dalıdır ve bunun için log analizcileri yetişmiştir.

ELEKTRİK LOGLARI: SP LOGU  (Spontaneous Potentıal, doğal potansiyel) logu en eski loglardan biridir. Kuyu içerisinde sonda yukarıya doğru çekilirken sonda içerisindeki elektrod ile yeryüzüne yerleştirilmiş elektrod arasındaki doğal elektrik akımı kaydedilir. Kuyu içerisini doldurmuş olan sondaj çamuru geçirgen madde görevi yapar. SP ye neden olan akım sondaj çamuru ile formasyon suyu arasındakı tuzluluk farkına dayanır. Na+ ve Cl- iyonları daha konsantre sıvıdan daha seyreltik sıvıya doğru akar ve böylece bir elektrik akımına neden olur.

Formasyonun permeabilitesi ile ilgili olan bu elektrik potansiyeli milivolt cinsinden ölçülür.
SP ölçümü esnasında kayıt aleti şeyl çizgisi denilen bir baz çizgisinden sağa veya sola doğru hareket ederek bır eğri çizer. Şeyl çizgisinden sola olan sapmalar negatif (normal) sapma, sağa doğru olanlar ıse pozıtıf (ters) sapmalardır. Normal sapma formasyonun gözeneklı kumtaşı veya kireçtaşı olduğunu, ters sapma ıse formasyon suyunun sondaj çamurundan daha tatlı olduğunu gösterir. Eğer sapma yoksa veya zayıfsa bu da formasyonun geçirimsiz olduğunu ya da formasyon suyu ile sondaj çamurunun aynı tuzlulukta olduğunu işaret eder.

 Sapmanın büyüklüğü formasyonun permeabilitesi ve formasyon suyu ile sondaj çamuru arasındakı tuzluluk farkı ile doğru orantılıdır. SP eğrisinin ve büyüklüğünü etkileyen başlıca faktörler şunlardır:Tabaka kalınlığı, Alt ve üsttekı tabakanın rezistivitesi,Kuyu çapı,Çamurun geçırgen tabakaya nüfuz derınlığı, Geçırgen tabakalar içerisindeki ınce tabakalar ve kil miktarı

ELEKTRİK LOGLARI : REZİSTİVİTE LOGU
Formasyonların elektrik akımına karşı göstermiş oldukları görünür direncı (rezisitivite)  ölçme esasına dayanan bir logdur. Rezisitiviteyi etkıleyen faktörler şunlardır: Formasyon rezistivitesi, Rezistivitesi ölçülen birimlerin alt ve üstündeki birimlerin rezistivitesi, Formasyon kalınlığı, Çamurun rezistivitesi, Kuyu çapı, Çamur istila zonunun rezistivitesi,

Formasyonların elektrik rezistivitesini ölçmek için 3 ana yol vardır:

NORMAL LOG:
Bu yöntemde kuyu dibine sarkıtılan sonda ile yüzey elektrodları arasında bir elektrik potansiyeli ve bir akım oluşturulur. Sonda üzerınde genellikle bir çift elektrod vardır. Sonda yukarıya çekilirken bunlar formasyon rezistivitesindeki değişimleri kaydeder. Akımın verildiği elektrod ile kayıt yapan elektrod arasındaki mesafe 16 inç (kısa normal), 64 inç (uzun normal) ya da 8 ft 8 ınç (uzun lateral) seçilebilir.Bu mesafe verilen akımın kuyudan formasyon içerisine ne kadar nüfuz ettiği ile ilşkilidir.

LATERO LOG: Bu sistemde formasyon içerisine yatay olarak akım verilir. Böylece yanal olarak birimlerin içerisine daha fazla nüfuz sağlanarak daha doğru rezistivite değerleri ölçülür. Akım elektrodunun üzerinde ve altında iki tane koruyucu elektrod vardır. Bunlar akım elektrodundan verilen akımın yukarı veya aşağıya geçmesıne engel olur ve yanal hareketi sağlarlar. Sonda hareket ettirildikçe rezistivite değerlerı okunur.

İNDÜKSİYON LOGU: Bu sistem tatlı su çamurlarında veya petrollü çamur sisteminde kullanılır. Sonda üzerinde yüksek frekanslı alternatif (değişken) akım veren bir verici ve bir alıcı vardır. Alternatıf akım manyetik bir alan oluşturur, bu da formasyon içerisinde halka şeklinde Fourcault akımlarına neden olur. Oluşan bu akım formasyonun rezistivitesine göre değişim gösterir ve alıcı tarafından kaydedilir. Bu yöntemde formasyon ile sonda arasında bir iletkene yani çamura ihtiyaç yoktur.

REZİSTİVİTE LOGU YORUMU: Katı kayalar, içerisinde tatlı su, petrol veya gaz bulunduran poroz kayalarda olduğu gibi yüksek elektrik rezisitvitesine sahiptir.
Şeyl ve tuzlu su içeren gözenekli kayalar ise çok düşük rezistiviteye sahiptir.

SONDAJ ÇAMURUNUN REZİSTİVİTEYE ETKİSİ: Sondaj çamurunun görevlerinden biri geçirgen formasyonlardan kuyu içerisine akışkan girmesine engel olmaktır. Kuyu içerisindeki çamur kuyu çeperlerine yapışarak çamur pastası (mud cake) denilen bir sıva oluşturur. Çamur formasyon içerisine de girerek formasyon içerisindeki orijinal sıvı veya gazı öteler. Bu nedenle çamurun nüfuz ettiği zonun rezistivetisi ile çamurun ulaşamadığı yerin rezistivitesi farklıdır. Bazen de bu ikisi arasında bir geçiş zonu oluşur. Çamur tarafından istila edilen zonun rezistivitesi Rxo ile gösterilir ve bu mikrorezistivite logu ile ölçülür. Rezistivite ve SP logu birlikte alındığında petrollü zonların tespit edilmesi daha kolay olur.

RADYOAKTİVİTE LOGLARI : GAMMA-RAYLOG
Kayaların radyoaktiviteleri arasındakı farklardan yararlanarak hazırlanan bir logdur.
Gamma logları kayalardaki radyoaktif maddelerin bozunması sonucu açığa çıkan gamma ışınlarınıAPI derecesi cinsinden ölçer. Kayalardaki en yaygın radyoaktif element potasyumdur. Bu mineral en bol olarak illitler içerisinde, daha az miktarda da feldspat, mika ve glokon içerisinde bulunur. Zirkon, monazit ve çeşitli fosfat mineralleri de radyoaktiviteye sahiptir.

Organik maddeler bünyelerinde uranyum ve toryum biriktirirler. Bu nedenle petrol anakayaları, petrollü şeyller, sapropeller ve alglı kömürler radyoaktiftir. Gamma logu kuyu çapından etkilenen bir log olduğu için kuyu çapını ölçen kaliper logu ile birlikte kullanılır. Gamma logu muhafaza borusu döşenmiş kuyularda da kullanılabilir. Gamma logunun kullanıldığı alanlar: Litolojik ayırım, Rezervuarların şeyl veya kil oranlarının belirlenmesi, Kuyu korelasyonu

NÖTRON LOGU:
Bu log alımı esnasında formasyon radyoaktif bir kaynak tarafından nötron bombardımanına tutulur. Bu bombardıman sonucunda içerisindeki hidrojen miktarına bağlı olarak kayadan gama ışınları çıkar ve bunlar sonda üzerındeki bir alıcı vasıtası ıle kaydedilir. Hidrojen, formasyon içerisindeki minerallerde bulunmamasına karşılık bütün formasyon sıvılarında (petrol, gaz, su) mevcuttur. Bu nedenle nötron bombardımanına kayanın vereceği tepki doğrudan kayanın gözeneklililiği ile ilgilidir. Nötron logu da kuyu çapından etkilendiği için kalıper logu ıle bırlıkte değerlendırılır. Nötron logu kireçtaşı (LPU) veya kumtaşı porozite birimi (SPU) olarak ölçülür.

YOĞUNLUK LOGU: Gamma ışınlarının formasyon içerisine gönderilip geri dönen miktarın ölçülmesi esasına dayanan bır radyoaktivite logudur. Gamma-gamma aleti yardımı ile ölçülür.
Gamma ışınlarının geri dönme miktarı formasyon içerisindeki atomların elektron yoğunluğu ile, bu da formasyonun asıl yoğunluğu ile ilgilidir. Formasyon içerisinde gaz bulunması yoğunluğu düşürür, yüksek porozite değeri verir.

SONİK veya AKUSTİK LOG: Formasyonun akustik hızının ölçülmesi esasına dayanan bir logdur. Sismik dalga hızını derinlerde tayine yarar. Kuyu içerisine sarkıtılan aletin bir ucundan bir ses dalgası gönderilerek diğer ucundan dönüş zamanı ölçülür. Bu zaman kayanın gözenek miktarı ile denetlenir. Mikrosanıye/foot cinsinden ölçülen sesin transit zamanından bir formül yardımı ile kayanın porozitesı hesaplanır. Sonik log muhafazasız kuyularda kullanılabilir.

POROZİTE LOGLARI KOMBİNASYONU: Formasyonun porozitesini belirlemeyi amaçlayan elektrik, radyoaktivite ve akustik loglar formasyon porozitesinin yanısıra litoloji, kıl ve gaz içeriğinden etkilenirler. Bu nedenle tek başlarına kullanılmaktan çok birarada kullanıldıklarında daha doğru sonuçlar verirler.

Örneğin gaz zonlarında nötron logu çok düşük porozite değerleri verirken yoğunluk logu çok yüksek porozite değeri vermektedir. Bu farklı porozite değerleri birlikte değerlendirilerek bir avantaja dönüştürülebilir.
 

DİPMETRE  (EĞİM)  LOGU: Kuyu içerisine sarkıtılan Dipmetre sondası denilen bir aletle kuyuda kesilen birimlerinin eğimleri ölçülür. Bu alet esas itibarıyle bir çok kollu bir rezistivite logudur ve içerisinde aletin yönünü tayın eden bir pusula mevcuttur.