Estimation of optimum borehole points using software solutions

Günümüzde hızlı artan nüfus ve endüstriyel gelişmeler, insanların refah seviyesinin yükselmesi ve teknolojik gelişmeler ile gün geçtikçe enerji gereksinimine olan talebi artırmaktadır. Dünya'da enerji üretim miktarı incelendiğinde neredeyse % 60 ile en büyük payı fosil kaynaklı yakıtların aldığı görülmektedir. Geleneksel enerji üretim yöntemleri çevre kirliliğinin en önemli nedenlerinden biridir. Ayrıca, fosil yakıtların yakın zamanda tükeneceği de bilinmektedir. Gelişmiş ülkelerde yenilenebilir enerji kaynakları olarak bilinen hidrolik, rüzgar, jeotermal, biyoküte, güneş, hidrojen, dalga vb. enerji kaynaklarından başta elektrik üretimi olmak üzere yaralanılmaktadır. Gelişmekte olan bir ülke olan Türkiye'nin de artan nüfus ve büyüyen ekonomisine paralel olarak enerji kaynakları tüketimi her geçen gün artmaktadır. Türkiye'nin enerji yapısı % 72 oranında dışa bağımlıdır. Bu oranı azaltabilmek için bir yandan fosil enerji hammaddesi arama çalışmaları yürütürken, diğer yandan da yenilenebilir enerji kaynaklarının potansiyelinin belirlenmesi ve kullanımı çalışmaları devam etmektedir. Jeolojik olarak Alp-Himalaya dağ oluşum kuşağında yer alan Türkiye, genç tektonik dönemde kazanmış olduğu çok kırıklı yapısı ve geçirmiş olduğu volkanik faaliyetlerden dolayı jeotermal kaynaklar yönünden zengin konumdadır. Ülkemizin jeotermal ısı potansiyeli yaklaşık 31,500 MW termal olarak kabul edilmektedir. Türkiye'de jeotermal enerji çalışmaları yaklaşık 45 yıl önce Maden Tetkik Arama (MTA) Genel Müdürlüğü tarafından başlatılmıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarla yaklaşık 190 adet jeotermal alanın varlığı keşfedilmiştir. Bu alanların % 79'u Batı Anadolu'da, % 8,5'i Orta Anadolu'da, % 7,5'i Marmara Bölgesinde, % 4,5'i Doğu Anadolu'da ve % 0,5'i diğer bölgelerde yer almaktadır. Jeotermal enerji potansiyelinin araştırmalarında, sahanın ayrıntılı jeolojik, jeofiziksel, jeokimyasal ve sondaj çalışmalarının yapılması gerekmektedir. Bu detaylı çalışmalar kısaca şu başlıklar altında özetlenebilir: Jeolojik çalışmalar ile formasyonların litolojik, stratigrafik, petrografik ve jeolojik incelemelerinin yapılması; Jeofizik çalışmalar ile yeraltı jeolojisinin incelenmesi; Fotojeolojik çalışmalar ile jeolojik, tektonik ve litolojik özelliklerin incelenmesi; Jeokimyasal çalışmalar ile su kimyasının incelenmesi; Sondaj çalışmaları ile yeraltı jeolojisi, hidrotermal alterasyon zonları, hazne ve örtü kayaların özellikleri, formasyonların litolojik-stratigrafik ve hidrolik özelliklerinin incelenmesi. Bu çalışma kapsamında, Honaz-Kaklık ve Acıgöl Grabenleri arasında yer alan lisanslı bir saha üzerinde yapılan jeotermal arama çalışmaları incelenmiştir. Lisanslı firma tarafından gerçekleştirilen bölgenin genel jeolojisi-stratigrafisi ve aktif fay yapısı ile ilgili raporlar detaylıca incelenmiştir. Lisanslı ruhsat sınırları içerinden farklı 22 noktadan sıcak ve soğuk su örnekleri alınmıştır. Alınan bu örnekler üzerindeki yüksek maliyetli olan major anyon ve katyon analizleri, izotop analizleri ve ağır metal analizleri ilgili lisanslı firma tarafından yaptırılmıştır. Böylelikle veri tabanımızda kullanılacak olan su sıcaklığı, pH ve elektriksel iletkenlik gibi fizikokimyasal parametreler elde edilmiştir. Jeotermal rezervuarın olma olasılığının bulunduğu -2500 m derinlik için bölgenin jeotermal gradyan özellikleri göz önünde tutularak su sıcaklık tahminleri yapılmıştır. Hedef alınmış derinliğin jeolojisi incelenmiştir. Denizli grubunda bulunan yeşil, kırmızı, sarı kil, kireçtaşı ve dolomit genellikle gözenekli kayaç türleridir. Kayaçlarda bulunan gözenekler birbirleriyle bağlantılı olmadıkları için bu kaya grubunun geçirgenliği sıfıra yakındır. Geçirgenliği olmayan kayaçlar da örtü kaya olarak kabul edilir ve hedef derinlik buna göre belirlenir. Bu araştırmada da Denizli grubun özellikleri hedef derinliğinin belirlemeye yardım etmiştir. 22 noktanın -2500 m derinliği için elde edilen sıcaklıklar, jeostatistiksel (GS+) program yardımıyla ruhsat sınırı içinde 60,000'den fazla noktanın sıcaklık tahmini yapılmıştır. Jeostatistiksel yaklaşımda kullanılan metot kriging metodudur. Bu metot bilinmeyen noktaya olan komşu noktaların ağırlıklı ortalamalarını kullanarak istatistiksel tahmin yapmaktadır. Böylece, 22 noktanın verilerini kullanarak bu noktalar arasında kalan binlerce nokta bu yaklaşım kullanılarak tahmin edilmiştir. Bu tahminlerin veri azlığından ötürü belirsizliği vardır. Fakat, bu belirsizliği her yeni kuyu açıldığında, yeni veriler ekleyerek azaltmak mümkündür. Bundan başka söz konusu su sıcaklığı olduğu için belirsizlik oranı biraz düşmektedir. Isı transferini ve suyun mevcut ısısını etrafına dağıtma şekli göz önüne alındığında, ısı dağılımı haritasının kullanılabileceği bilinmektedir. Micromine programının grafik çizimindeki avantajını göz önüne alarak ısı haritası oluşturulmuştur. Elde edilen grafiklerde düzeltmeye gidilmesinin gerekli olduğu belirlenmiştir. Çünkü sahanın baskın fay yapısı bu programda kullanılamamıştır. Fayların olduğu bölgelerde sıcak su olma olasılığının yüksek olduğu bilinen bir gerçektir. Bu sebepten ötürü; lisanslı firma tarafından yüksek maliyetler ödenerek yaptırılan gravite-manyetik çalışmaları esas alınmıştır. Elde edilen yeni verilerden yola çıkılarak GS+ programıyla tahmine geri dönülmüştür. Böylece, lisanslı saha için daha gerçekçi bir ısı dağılımı elde edilmiştir. Sonuç olarak, bölgede jeotermal arama yapılabilmesi için 3 sondaj noktası önerilmiştir ve her birinin avantajlı ve dezavantajlı tarafları belirtilmiştir. İlk açılacak olan sondaj kuyusunda test etmeden önce, bazı log çalışmalarının yapılması önerilmiştir. Bu log çalışmalarında sahanın belirli derinliklerinde olan kayaç türleri hakkında daha fazla bilgi edinebilir. Bundan başka, kuyu logunun yardımı ile kil ve sondaj sırasında ortaya çıkabilecek riskleri de ortaya çıkarılabilir. Logun en önemli avantajı ise özdirenç loglarının sondaj noktasının belirli bir çevresinin elektrik dayanıklılığını ölçmesidir. Elektrik dayanıklılığını belirlemekle, yanlızca kuyunun olduğu yerde değil, kuyunun yüzmetrelerce ilerisindeki yeraltı sularını, ve suların sıcaklığını belirlemekte mümkündür. Bu çalışmaların güvenirliği elbette ki tartışılabilir. Güvenirliği artırmak için daha çok girdi parametresine ihtiyaç vardır. Bu çalışma, sondaj noktası tahmini için kısıtlı verilerden sonuca ulaşılıp ulaşılmayacağını incelemektir. Gerçekçi sondaj noktasına MT yöntemi ile daha kolay ulaşılabilir, fakat bu yöntem pahalıdır. Elde edilen sonuçların doğruluğu MT yöntemi ile test edilebilir. Bu çalışmada kullanılan GS+ ve Micro-mine yazılımlarının girdi parametreleri var olan veri tabanından seçilmiştir. Sayısallaştırılan değerlerde kabuller yapılmıştır. Her yapılan kabul, jeolojinin karmaşıklığı göz önünü alındığında bir bölgeden diğer bölgeye farklılık gösterebilir.