Mathematical modelling of geothermal carbon dioxide production in a specific field in Turkey

Türkiye'deki jeotermal sahalardan üretilen yoğuşmayan gazların oranı diğer dünya ülkelerdekine kıyasla çok daha fazladır. Bu üretilen yoğuşmayan gazların büyük bir çoğunluğu ise karbondioksittir. Çalışma alanı içinde bulunan rezervuarımız, dolomitik mermer ve mermer gibi kayaçları barındıran karbonat ağırlıklı metamorfik kayaçlardan oluşmaktadır. Karbonat içerisinde bulunan kalsit mineralleri su ile dengeye geldiğinde ise çözünmekte ve CO2 açığa çıkarmaktadır. Çalışılan bölge içindeki saha için bu açığa çıkan karbondioksitin kaynağı meteorik kaynak olarak belirtilmektedir. Bir jeotermal sahası üretime geçtiği andan itibaren, üretim süresi boyunca CO2 azalımı gözlenmektedir ve bu CO2 azalımı 3 farklı senaryo ile açıklanabilir. İlk olarak, kuyuya geri enjekte edilen su CO2'ten ayrıştırılır ve bu CO2 doğrudan atmosfere salınır. Geri enjekte edilen suyun CO2 oranı sıfıra yakındır. Kuyular arası hidrolik bağlantının yüksek olması nedeniye enjekte edilen bu su üretim zonuna ulaştığında daha az CO2 çözer ve CO2 üretimi zamanla azalmış olur. İkinci olarak, üretim ve re-enjeksiyon kuyular arasındaki hidrolik bağlantı zayıftır ancak doğal beslenme ile rezervuara giren CO2 zamanla azalmaktadır. Son olarak ise, yüksek üretim yapılan kuyularda basınç düşüşü çok fazladır ve bu yüksek basınç düşüşü sebebiyle CO2 üretimi zaman içerisinde azalmaktadır. Bunun sebebi ise jeotermal sistemimize sığ yerlerden gelen ve içerisinde daha az çözünmüş karbondioksit içeren yeraltı sularıdır. Bu çalışma, Türkiye'den seçilmiş bir saha olan Alaşehir jeotermal sahasının karbondioksit azalımının modellenmesini açıklamayı amaçlamaktadır. Çalışma sonucunda elde edilen modellemelere göre en iyi çakışmayı Arp (1945) tarafından geliştirilen hiperbolik azalım metodu göstermektedir. Bu çalışmada gözlenen CO2 azalımının nedenleri göstermiştir ki; kuyular arasında yüksek bir hidrolik bağlantı var ise keskin bir CO2 azalımı gözlenmiştir. Bunun tam tersi olarak, hidrolik bağlantının az olduğu yerlerde ise, CO2 azalımı kademeli olarak zaman içerisinde gerçekleşmiştir.