Modeling of the Değirmenkoy underground gas storage field

İnsanlığın en önemli ve vazgeçilmez ihtiyaclarından birisi enerjidir. Doğalgaz dünya enerji sektöründe yaygın olarak kullanılan bir petrol türevidir. Dünyada, ama özellikle Avrupa piyasasında doğalgazın önemi gittikçe artıyor. Bunun çeşitli nedenleri var ama bunlardan en önemlisi, doğalgazın diğer tüm yakıtlara nazaran daha fazla çevre dostu olması ile birlikte doğalgaz haricindeki birçok enerji kaynağının rezervlerinin geleceğe yönelik kaygılar oluşturmasıdır. Uluslararası Enerji Ajansı'nın (IEA) verilerine göre 70'lerin başından 2008 yılına kadar dünya enerji dengesinde gazın payı %16'dan %21'e çıkmıştır. British Petroleum'in (BP) Dünya Enerji İstatistiksel araştırmalarına göre bu gaz payı 2010-2014 yıllar arasında küresel enerji tüketiminde daha yüksek, yaklaşık %24 olmuştur. BP doğalgazın önümüzdeki 25 yıl içinde hızlı büyüyen bir yakıt tipi olacağı belirtilmektedir. IEA uzmanlarına göre dünya enerjisindeki gazın payı 2035'te %25'e kadar artacağı ve gazın petrolden sonraki ikinci enerji kaynağı olacağı tahmin edilmektedir. Gaz tüketicilerine gazın güvenilir bir şekilde sağlanması özellikle önemlidir. Bu nedenle gaz sağlama güvenliği arttırılmasının bir çözüm yolu olarak yeraltı gaz depolama tesisleri seçilmiştir. Gaz endüstrisinin bir alt sektörü olarak, yeraltı gaz depolaması acil durumlarda gazın temininde önemli bir rol oynamaktadır. Gaz basınç altında en yaygın üç türlü yeraltı tesislerde depolanmaktadır. Bu yeraltı tesisleri, petrol veya doğalgaz tükenmiş rezervuarları, akiferler ve yeraltında açılan tuz oyuklarında depolama tesisleridir. Doğal gazın yeraltı rezervuarlarına depolanmasında temel amaç mevsimsel tüketim farklılıklarını gidermektir. Doğal gaz, talebin düşük olduğu dönemlerde depo ortamına basılıp ihtiyacın yüksek olduğu dönemlerde ise depodan geri üretilir. Doğalgaz, ayrıca yerüstü tanklarında sıvılaşmış halde depolanabilmektedir. Gaz, Türkiye'nin önemli bir enerji kaynağıdır. Günümüzde Türkiye'de artan talebi karşılamak için, kendi enerji kaynağı yeterli olmadığından dolayı, enerjiyi başka ülkelerden ithal etmek zorundadır. Bu yüzden, gerekli olan enerjinin zamanlı, güvenli, düşük maliyetli, çevre açısından sağlıklı ve yüksek kalitede olmasının sağlaması Türk enerji politikalarının ana hedefi olarak belirlenmiştir. Türkiye'nin enerji güvenliğinde gazın depolanan miktarı önem kazanmaktadır. Türkiye'de tank şeklinde olan yüzey depolama ve yeraltı gaz depolama tesisleri mevcut bulunmaktadır. Yeraltı gaz depolama önemli ölçüde büyük bir hacim sağlar ve çeşitli stratejik gereksinimleri karşılamaktadır. Şu anda Türkiye'nin doğal gaz sektörü gelişmiş diğer ülkelerdeki gibi önemli gaz depolama hacimleri yoktur. Buna rağmen, Türkiye jeolojisi hem tuz oyuklarında depolama, hem de tükenmiş rezervuar depolaması için uygundur. Değirmenköy Silivri yeraltı doğalgaz depolama tesisinin iki rezervuarından biridir. Saha Trakya bölgesinde yer almaktadır; Küzey Marmara sahasının 16 km küzeybatısında yer alan bir on-shore gaz sahasıdır. Saha 1994 yılında kesfedilmiş olup 21.18 bscf olarak hesaplanan yerinde gaz miktarı belli bir süre gaz üretiminden sonra 27.53 bscf olarak düzeltilmiştir. Kuzey Marmara ve Degirmenköy dogal gaz sahaları, BOTAŞ ana dogalgaz iletim hattına ve İstanbul'a yakın olması ve sahaların rezervuar ve üretim özelliklerinin depolama rezervuarı için kullanıma uygun olması nedeniyle, Trakya Yarımadasında gaz deposu olarak geliştirilmek üzere en uygun sahalar olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, Değirmenköy yeraltı doğalgaz depolama sahasının modellenmesi RUBIS simülatörü kullanılarak yapılmıştır. Bir yeraltı depolama rezervuarının tasarım amacı, belirli bir rezervuar yapılandırması ve yüzey özellikleri için maksimum işletilen gaz kapasitesini elde etmektir. Bu nedenle kuyuların uygun sayısı, kuyubaşı basıncı ve yastık gaz gereksinimleri gibi parametreler bu çalışmada dikkate alınmaktadır. Değirmenköy yeraltı gaz depolama sahasının modelleme yöntemleri aşağıdaki gibi olmuştur: - İşletilen gaz kapasitesini 14.37 bscf tutarak Değirmenköy gaz sahasının mevcut durumun modellemek. - İlave kuyuların ekleyerek rezervuarın performansını incelemek. Değirmenköy yeraltı gaz depolama sahasında depolama süresi bir yıllık periyot kapsamında, ilk 180 gün enjeksiyon yapılması, sonrasında 35 gün akışa kapatılması, daha sonra 150 gün üretıim yapılması şeklinde planlanmıştır. Değirmenköy #5 kuyusuyla sahadaki bütün kuyular aynı akış özelliklerine sahip olduğu varsayılmıştır, ve model verileri #5 kuyusundan elde edilmiştir. İstenilen sonucu elde etmek için, öncelikle mevcut olan altı kuyu ile modelimiz simüle edilmiştir. 14.37 bscf'lik işletilen gaz kapasitesini elde edebilmek için enjeksiyon ve üretim dönemleri boyunca sabit akış debileri ve sabit kuyudibi ile kuyubaşı basınçları incelenmiştir. Bundan sonra, rezervuarun maksimum kapasitesini elde etmek için yeni altı kuyu ilave olarak eklenmiştir. Ayrıca, Değirmenköy yeraltı gaz depolama rezervuar performansına mekanik zar faktörü etkisi incelenmiştir. Bunun sonucu olarak zar faktörün arttığında işletilen gaz kapasitesinin azaldığı öğrenilmiştir. Aynı şekilde, kuyubaşı basıncının rezervuar performasına etkisi incelenmiştir. Kuyubaşı basıncının azalması işletilen gaz kapasitesinin artışı nedenidir. Ayrıca ortalama rezervuar basıncı ve yüzey akış debisi performansına kuyubaşı basıncının etkisi incelenmiştir.