76
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Nanobentonit eldesi ve karakterizasyonu
Bu çalışma, Çankırı Eldivan bölgesine ait TSE EN ISO 13500 standardına uygun sondaj çamurlarında kullanılan sodyum bentonit kilinin laboratuvar şartlarında nano boyuta indirgenmesiyle ilgilidir. Sodyum bentonit kili ilk önce öğütme işlemine tabi tutulmuş, sonrasında gravite yöntemi ile ayrıştırma yapılarak bünyesindeki ağır metal ve organik bileşikler uzaklaştırılarak saflaştırılmıştır. Yapılan işlemler sonucunda üretilen nihai ürüne Nanobentonit-1 adı verilmiştir. Sonrasında Nanobentonit-1'in üretim aşamasını hızlandırmak ve maliyeti düşürmek amacıyla önce 475 ℃'lik bir ısıtma işlemine tabi tutulmuş ve bünyesindeki su molekülleri uzaklaştırılmıştır. Ardından tekrar öğütme işlemi uygulanmış ve gravite yöntemi ile ayrıştırılarak saflaştırılmıştır. Oluşan ürüne Nanobentonit-2 adı verilmiştir. Ortaya çıkan ürünlerin (Nanobentonit-1 ve Nanobentonit-2) fiziksel ve kimyasal analizleri yapılarak Nanobentonit-2'nin karakterizasyonu belirlenmiştir.
Karaçukur havzasının (Abşeron Yarımadası-Azerbaycan) petrol potansiyeli
Dünya'nın en eski petrol üreticisi ve ihracatçısı olan Azerbaycan, yeraltı kaynakları bakımından çok zengin bir ülkedir ve en büyük yeraltı zenginliği petrol olup, ülke arazisinin %70'i petrol yönünden yüksek potansiyele sahiptir. Özellikle Abşeron Yarımadası'nda 1800'lü yıllardan itibaren tespit edilen petrol havzalarından büyük ölçüde petrol çıkarılmaktadır. Abşeron Yarımadası'nın en zengin petrol havzalarından biri olan Karaçukur havzasının jeolojik yapısında Neojen ve Pliyosen yaşlı çökeller yer almaktadır. Fakat, yüzeyde Pleistosen çökelleri de görülmektedir. Güncel (Holosen) sedimanlar ise nispeten derin çökellerden ve tuz katmanlarından oluşan alanlarda yayılmıştır. Karaçukur kıvrımı tektonik açıdan nispeten derin gömülmüş kırıklı antiklinal yapıya sahip olup, Sarıkayabaşı-Şahdeniz antiklinal bölgesi içerisinde yerleşmektedir. Havzanın petrol ve gaz potansiyeli esasen Mehsuldar Kat formasyonu çökelleri ile ilgilidir. Petrol potansiyeli havzanın Surahanı formasyonundan aşağıda tüm kumlu ve kumlu-siltli zonlarda tespit edilmiştir. Havzada gaz potansiyeli diğer formasyonlara nisbeten Kırmeki formasyonunda daha yüksek oranda görülmektedir. Havza, endüstriyel öneme sahip kaliteli bir petrol potansiyeline sahiptir. Karaçukur havzasında bulunan petrolün yoğunluğu düşük olduğu için hafif petrol sınıflamasına dahil edilmektedir .
Jeotermal sularla hazırlanmış çamurların sondaj performansına etkisi
Jeotermal sondajlar genellikle bol kırık ve çatlaklı volkanik sahalardaki yüksek sıcaklık koşullarında yapılmaktadır. Çamur kaçaklarını ve bozulmalarını beraberinde getiren bu durum ise sürekli çamur yapımı gerektirdiğinden önemli miktarda da su ihtiyacı söz konusu olmaktadır. Çamur yapımında kullanılacak olan tatlı su fayda/maliyet açısından sondaj mahaline en yakın yerden temin edilmek istenir. Bu durumun her zaman mümkün olmadığı durumlarda ise sondaj mühendisleri jeotermal havzalarda yer alan diğer kuyu ve/veya yüzey kaynaklarından mineralli sıcak suları çamur yapımında kullanmaktadırlar. Literatürde tatlı sularla hazırlanmış sondaj çamurlarının reolojik özellikleri üzerine birçok çalışma mevcut olmasına rağmen, farklı mineral içerikli sıcak jeotermal kaynak suları ile hazırlanmış sondaj çamurlarının reolojik özellikleri ve sondaj performansı üzerine etkileri henüz incelenmemiştir. Bu çerçevede, bu çalışma ile literatürdeki boşluğu doldurmak hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında öncelikle 1 adet saf su, 8 adet jeoermal kaynak suyu kullanılarak API standartlarına göre çamur numuneleri hazırlanmıştır. Daha sonra bu numunelerin hem ortam koşulları hem de sıcaklık artışına bağlı olarak viskozite, filtrasyon, jel mukavemeti, kek kalınlığı, pH ve çamur yoğunluğu ölçülmüştür. Bu çalışmada ayrıca, formüle edilen çamurların reolojik davranışlarının tahmininde kullanılacak reolojik model ortam koşullarında ve sıcaklık artışına bağlı olarak istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve kesinti taşıma indeksleri ile etkin kuyu temizliği için gerekli minimum anülüs hızları yine ortam koşullarında ve sıcaklık artışına bağlı olarak hesaplanarak sondaj performansları değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmelerde mineralli jeotermal kaynak suları ile hazırlanmış çamurların saf su içerikli çamurlara göre viskozitesinin ve akma noktasının daha düşük olduğu, su kaybının ise daha yüksek olduğu görülmüştür. Diğer yandan numunelerin 6 farklı sıcaklık koşulunda (77, 122, 167, 212, 257 ve 302 (°F) kayma gerilmesiyle kayma hızı arasındaki ilişkiler (reogram) grafiklendiğinde, akışkanın nispeten düşük sıcaklıklarda (77-212 (°F) aralığı) kopma gerilmesinin aşılmasından sonra kayma gerilmesi ile kayma hızı arasındaki ilişki Bingham plastik ve power law modellerinin bir kombinazonu olan Herschel-Bulkley modeli ile ifade edilebilecek akış davranışını gösterdiği, daha yüksek sıcaklıklarda ise bazı su numuneleri için akışkanın kopma gerilmesiz non-Newtoniyen akışkan gibi davrandığı görülmüştür. Kesinti taşıma indeksleri açısından yapılan değerlendirmeye göre ise, jeotermal kaynak suları ile hazırlanmış saf su içerikli çamurlardan daha düşük taşıma kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Etkin kuyu temizliği açısından ise daha yüksek anülüs hızına ihtiyaç duyacağı bulunmuştur. Sonuç olarak jeortamal kaynak suları ile hazırlanan çamurların tatlı su kaynaklarına oranla daha düşük sondaj performansı sergileyeceği kanatine varılmıştır.
Geothermal energy integrated resource management in turkey and importance of reinjection
Countries steps to change their energy habits while are willing to fight against the problem of global warming, one of the most important hazards our world faces, which is the result of the greenhouse effect created by a large of quantities carbon dioxide gas emission from heavy fossil fuel use. Geothermal energy has important role in Increasing Renewable Energy using that the most important way. In this study, Integrated Resource Management has been proposed for using geothermal energy resources more efficient and sustainable. Try to explain, which processes can be done on both country and field basis, negative sides, current legal situation and regulations according to Integrated Resources Management. Some examples in literature are presented. Details of Big Data and Data Mining explained as a part of technologic harmony in Integrated Resource Management. Other parts include detailed information about reinjection process as one of the main parts of Integrated Resource Management. Application part of this study contains production and reinjection projection model which is made with Data of Nevada Geothermal Power Plants by artificial neural networks. In this application, future predictions about production and reinjection are presented. As a conclusion, general assessment has been made and findings are presented.
Jeotermal kuyularda sirkülasyonla eşzamanlı sıcaklık dağılım modellenmesi
Jeotermal kuyularda sıcaklık dağılımının bilinmesi, sondaj operasyonunun tasarımı ve yönetilmesi açısından önem arz etmektedir. Yüksek sıcaklık sondaj sıvısının performansını azaltmakta bu durum ise birçok sondaj problemini beraberinde getirmektedir. Ayrıca, sondaj sıvısındaki ısıl genleşmelerden dolayı yüksek pompa güçlerine ihtiyaç duyulmakta, böylelikle diğer tüm ekipmanlarda istenmeyen arızalar ortaya çıkmaktadır. Bu durum jeotermal kaynak içeren kuyuda kaçınılmaz olmaktadır. Dolayısıyla, oluşabilecek risklere karşı önlem almak ve kuyunun enerji fizibilitesini doğru bir tahminle çıkarabilmek için kuyu derinliği boyunca sıcaklık dağılımının bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada, delme anında çamur giriş-çıkış sıcaklıklarından faydalanılarak kuyu dibi sıcaklığını doğru tahmin etmek için ısı transferi prensiplerine dayanan MATLAB programlama dilinde bir yazılım geliştirilmiştir. Kuyu içi sıcaklık dağılımının bulunması için Delphi programlama dilinde bir yazılım geliştirilmiş ve iki yazılım birbirlerini destekleyecek şekilde koordine edilmiştir. Formülasyon ve yazılımların akışı açıklanmıştır. Gerçek bir kuyudan alınan çamur sıcaklık verileri kullanılarak delme işlemi simüle edilmiş ilerlenen derinliklerde ki kuyu dibi sıcaklıkları tahmin edilmiştir. Tahminler ve gerçek değerlerin karşılaştırması ile bir takım ısı transferi yaklaşımlarında bulunulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre kuyu içerisinde radyal yönde düzgün bir sıcaklık dağılımı olduğu gözlenmiştir. Kuyu girişinde belli bir derinlikten sonra sıcaklık artışının kararlı bir hal aldığı gözlenmiştir. Ayrıca Peclet (Pe) sayısının ısı transferinde önemli bir rol oynadığı tespit edilmiştir. Akış karmaşıklıklarından dolayı sıcaklık dağılımında bir değişiklik olup olmadığının belirlenebilmesi için ANSYS programı kullanılarak bir akış durumu tasarlanmış ve incelenmiştir. Kuyu uzunluk ölçeğine göre akış karmaşası oluşturan geometrilerin uzunluk ölçeklerinin çok küçük olmasından dolayı akış kaynaklı sıcaklık dağılımının çok fazla değişmediği ve dolayısıyla ısı transferi hesabına dayanan sıcaklık dağılımı hesabı yaklaşımının kabul edilebilir olduğu sonucuna varılmıştır. Çalışma içerisinde ilgili literatürden çok sayıda çalışma incelenmiş ve özetlenmiştir. İlgili tekniğin teorisine değinilmiş ve gelecek çalışmalara yönelik öneri ve düşüncelere yer verilmiştir. Gelecekte çok fazlı Newtonian olmayan akışlar ve farklı toprak sıcaklık değişim senaryoları için daha detaylı sayısal analizler gerçekleştirilebilir.
Na- bentonitten nanobentonit eldesi ve spud çamurlarında kullanılabilirliği
Bu tez çalışmasının konusu, "Sodyum Bentonitten Nanobentonit Eldesi Ve Spud Tip Sondaj Çamurlarında Kullanılabilirliği" üzerinedir. Çalışma kapsamında Tokat- Reşadiye bölgesine ait farklı boyutlara indirgenmiş TSE EN ISO 13500 standardına uygun sondaj çamurlarında kullanılan sodyum bentonit kilinin sondaj çamurunda oluşturduğu etkiler incelenmiştir. Sodyum bentonit kili öğütme işlemine tabi tutularak ve üç farklı boyutta sodyum bentonit öğütülmüştür. Yapılan işlemler sonucunda sodyum bentonit 75 mikron altı, 25 mikron altı ve 1 mikron altı olarak 3 farklı boyutta öğütülmüştür. Üretilen farklı boyutlardaki bentonit kullanılarak İskenderun Teknik Üniversitesi Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği Bölümü Sondaj Laboratuvarında sondaj çamur numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan sondaj çamurlarının reolojik, filtrasyon ve kimyasal analizleri yapılarak tane boyutunun sondaj çamurunun özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Arsuz (Hatay) yöresi Kızıldere formasyonunun hidrokarbon potansiyelinin araştırılması
İnceleme alanı Arsuz – HATAY yöresini kapsamaktadır. Yörede bulunan Kızıldere Formasyonunun (Orta – Üst Miyosen) kiltaşlarının ana kaya olma niteliklerini ve formasyon çökelme ortamı incelenmiştir. Petrol ümitli bölgeler Miyosen döneminde oluşmuştur ve formasyonlar; çakıltaşlarından oluşan Kalecik Formasyonu (Orta Miyosen), resifal kireçtaşlarından oluşan Horu Formasyonu (Orta Miyosen) ve Kızıldere Formasyonudur. Bu birimler arasında rezervuar kaya olma özelliği ile Horu Formasyonu ve petrol rezervuar kaya kaynak kaya ve örtü kaya niteliklerini sağlayan Kızıldere Formasyonu önem taşımaktadır. Orta-Geç Miyosen yaşlı formasyon genellikle Konacık (Arsuz) yöresinde tipik olarak gözlemlenmektedir. Kum ve kil ardışımlarının yaygın olduğu formasyonda gri-sarı renkli kumtaşlarının kalınlıkları 10-50 cm arasında orta-kalın tabakalı, gri renkli kiltaşları ise 2-30 cm arasında ince-orta tabakalıdırlar. Kumtaşı ve kiltaşı ardışımının üstünde yer yer tabakalı jibs seviyeleri gözlemlenmektedir ve katman kalınlıkları 5-15 cm arasındadır. Derinlere inildikçe kiltaşı tabakaları 102 cm'ye kadar kalınlaşmaktadır. Orta Miyosen sonrası tektonizmanın etkin olmasından dolayı formasyonda tektonik çatlaklar yaygın olarak gözlemlenmektedir. Jibsler ile birlikte ardışımlı marnlar içerisinde bitki kalıntıları gözle görülebilmektedir. Kiltaşlarında ortalama Toplam Organik Karbon (TOC) değerlerinin 0,56 olması birimin petrol üretim potansiyelinin olduğunu göstermektedir. Ana elementlerden İz elementlerin konsantrasyonlarının ortalaması sırasıyla V-1180,65 ppm, Ni-219,83 ppm, Cr-149,26 ppm, Co-19,45 ppm, Cu-22,63 ppm, Rb-42,96 ppm, As-8,40 ppm, Zn-54,47 ppm, Sb- 0,61 ppm, Mo-1,28 ppm, Cd-(-0,71) ppm, Pb- 5,68 ppm, U-1,35 ppm, Ba-171,15 ppm, Li-24,64 ppm, Cs-3,06 ppm, S-325,48 ppm'dir. İz elementlerden Vanadyum konsantrasyonlarında artışlar ve V/Ni, Ni/Co, V(V+Ni), V/Cr oranları organik maddenin korunumu için uygun olan denizel ve anoksik ortamda kiltaşlarının çökeldiğini göstermektedir. Bölgede iz elementler ve TOC değerlerine göre yapılan sınıflamada ve organik madde korunumunun arttığı ortam geçişleri belirlenmiştir.
Pirina bazlı çeşitli katkıların su bazlı sondaj çamurunun reolojik ve filtrasyon özellikleri üzerine etkileri
Bu çalışmada, Hatay yöresi zeytinyağı işletmelerinden temin edilmiş pirina hammaddesi, piroliz, öğütme ve çürük asit ile muamele gibi işlemlerden geçirilerek sırasıyla; pirolitik yağ, öğütülmüş pirina ve modifiye pirina olmak üzere üç farklı katkı maddesi elde edilmiştir. Bu katkı maddeleri tek başına su bazlı sondaj çamuruna ilave edilerek çamurun reolojik ve filtrasyon özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca, sıcaklığın su bazlı sondaj çamurunun reolojik özellikleri üzerine etkisini araştırmak üzere kapsamlı bir çalışma yürütülmüştür. Katkılı ve katkısız su bazlı sondaj çamurlarının reolojik ve filtrasyon özelliklerini incelerken, çamur ağırlığı, viskozite, kopma noktası, jel mukavemeti, sıvı kaybı, kek kalınlığı ve pH gibi parametreler üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Sıcaklığın sondaj çamurunun reolojisine etkisini incelemek için 25 ºC, 35 ºC, 49 ºC ve 66 ºC sıcaklıklarda hazırlanan çamurlar kullanılmıştır. Yapılan bu çalışmalar neticesinde, pirina bazlı katkı maddelerinin sondaj çamurunun reolojik ve filtrasyon özellikleri üzerine etkisinin genel olarak olumlu olduğu görülmüştür. Katkı miktarı arttıkça, katkı miktarı belli bir seviyeyi aştıktan sonra çamurun ağırlığının arttığı, viskozite ve kopma noktası değerlerinin genel olarak azaldığı, daha iyi bir jel yapısı oluştuğu, düşük bir sıvı kaybı meydana geldiği, ince ve geçirimsiz bir kek oluştuğu ve pH değerinin azaldığı görülmüştür. Sıcaklık arttıkça, çamurun viskozitesi, kopma noktası ve jel mukavemeti bazı sıcaklıklarda azalırken, bazı sıcaklıklarda artış göstermiştir. Sıcaklığın pH'a etkisi incelendiğinde ise, tüm katkılı ve katkısız çamurlarda sıcaklığın arttırılmasıyla pH değerinin azaldığı gözlenmiştir.
Bir petrol sondaj sahasının anket yöntemiyle risk değerlendirmesi
Sondaj sektörü çalışma koşulları nedeni ile birçok tehlikeyi içermektedir. Dolayısıyla sondaj sahalarında tehlikelerin belirlenmesi ve gerekli önlemlerin alınabilmesi için mutlaka detaylı risk analizlerinin yapılması gerekmektedir. Bu çalışma ile TPAO Batman Bölge Müdürlüğüne ait bir petrol sondaj lokasyonunun risk analizinin yapılması sondaj lokasyonunda risk oluşturan durumların tespit edilmesi, risklerin en aza indirilmesi ve var olan risklerin ortadan kaldırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla petrol sondaj sahasında anket yöntemi kullanılarak riskler tespit edilip risklerin giderilmesine dair önleyici öneriler tez içerisinde sunulmuştur. Çalışma yapılan petrol sondaj sahasında otuz adet çalışana otuz beş farklı anket sorusu sorulmuş ve elde edilen sonuçlara bağlı olarak yapılan risk analizleri sonucunda meydana gelen iş kazalarının çoğunun olumsuz hava koşulları, montaj ve demontaj, tecrübe eksikliği, vardiya değişim saatleri ve uykunun ağır olduğu saatlerde meydana geldiği tespit edilmiştir. Bu kazaların daha aza indirgenmesi için gerekli önlem ve tedbirler tez içerisinde verilmiştir.
Bor türevleri katkılanmış sondaj çamurunun reolojik ve filtrasyon özelliklerinin incelenmesi
BOR TÜREVLERİ KATKILANMIŞ SONDAJ ÇAMURUNUN REOLOJİK VE FİLTRASYON ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Behlül Merve SEBÜKTEKİN İSKENDERUN TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Mayıs 2019 ÖZET Sondaj çamuru petrol aramalarının en büyük maliyet kalemini oluşturduğu için sürekli olarak üzerinde çalışılan konu olmuştur. Çeşitli katkı maddeleri eklenerek sondaj çamurunun reolojik ve filtrasyon özelliklerinin iyileştirilmeye yönelik çalışmalar her geçen gün artarak devam etmektedir. Bu çalışmada, petrol aramalarında en çok kullanılan sondaj çamuru türü olan, su bazlı sondaj çamuru hazırlanmış ve hazırlanan sondaj çamuruna; 45 μm tanecik boyutuna sahip sodyum borat grubu minerali boraks (Na2B4O7.10H2O), 75 μm tanecik boyutuna sahip sodyum-kalsiyum borat grubu minerali üleksit (NaCaB5O9.8H2O) ve 100 μm tanecik boyutuna sahip kalsiyum borat grubu minerali kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) farklı konsantrasyonlarda (1-5 % w/v) ilave edilmiştir. Daha sonra bor mineralleri eklenerek hazırlanmış olan sondaj çamuru numunelerinin plastik viskozite (PV), görünür viskozite (AV), jel mukavemeti gibi reolojik özellikleri FANN 35 Viskometre, su kaybı ve kek kalınlığı gibi filtrasyon özellikleri ise Amerikan Petrol Enstitüsü (API) sıvı kaybı test aletleri kullanılarak detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Tüm ölçümler, Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standartlarına göre gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, hazırlanan sondaj çamuru numunelerinin kimyasal ve morfolojik özellikleri X ışını floresans spektrometresi (XRF) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) cihazlarıyla belirlenmiştir. Boraks, üleksit ve kolemanit minerallerinin ayrı ayrı eklenmesi (% 1-5 w/v) ile hazırlanan sondaj çamurlarının reolojik ve filtrasyon özellikleri kendi içlerinde, daha sonra birbirleri ile ve son olarakta katkısız su bazlı sondaj çamuru ile karşılaştırılmıştır. Bor minerallerinin sondaj çamurunun reolojik özelliklerine olumlu yönde katkı sağladığı tespit edilmiştir. Boraks ve kolemanitin, üleksite oranla daha iyi bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Katkısız su bazlı sondaj çamuruna kıyasla, çamura bor mineralleri eklenmesinin çamurun filtrasyon kaybı ve kek kalınlığını attırdığı görülse de sonuçların referans değer aralığında olduğu tespit edilmiştir.
Sondaj çamuruna uçucu kül eklenmesinin çamurun reolojik ve filtrasyon özelliklerine etkisinin incelenmesi
Sondaj akışkanları veya diğer adıyla sondaj çamurları sondaj operasyonlarının önemli bir parçası olup verimli bir sondaj işlemi için bu akışkanların belirli özelliklere sahip olması gerekmektedir. Son dönemde sondaj akışkanlarına farklı konsantrasyonlarda ve tanecik boyutlarında birtakım katkı maddeleri eklenerek istenilen özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu tez çalışmasında su bazlı sondaj çamuruna farklı tane boyutunda ve farklı konsantrasyonlarda kömür yakıtlı termik santrallerde kömürün kazanda yanması sonucu elde edilen ve katı bir endüstriyel atık olan uçucu kül katkılanmış ve çamurun reolojik ve filtrasyon özelliklerindeki değişim incelenmiştir. Bu amaçla 32 µm, 63 µm ve 90 µm elek altı uçucu külleri bentonit ve barit içeren su bazlı çamuruna 1, 2, 3, 4 ve 5 (% w/w) olacak şekilde katkılanarak farklı çamur sistemleri hazırlanmıştır. Uçucu külün içeriği XRF ile tayin edilmiş ve SEM görüntüleri ile desteklenmiştir. Hazırlanan çamurların akış ve filtrasyon özellikleri Amerikan Petrol Enstitüsünce (API) belirlenen metod ve prosedürlere göre ölçülmüştür. Akış özellikleri olarak plastik viskozite, görünür viskozite, akma noktası ve jel mukavemetine, filtrasyon özellikleri olarak ise filtrasyon kaybı ve kek kalınlığı incelenmiştir. Yapılan laboratuvar çalışmalarına göre uçucu kül eklenmesi çamurun akış ve filtrasyon özelliklerini pozitif yönde etkilemiştir ve API-13A'da belirtilen standart limitlerinin içinde kalındığı görülmüştür. 32µ uçucu kül katkılı sondaj çamuru için % 1 ile % 5 konsantrasyondaki uçucu kül katkılanması plastik viskozitede 1 cP'luk artışa, görünür viskozitede ise 5 cP'lik artışa sebep olurken 90µ uçucu kül katkılı sondaj çamuru için % 1 ile % 5 konsantrasyondaki uçucu kül katkılanması plastik viskozitede 6 cP'luk artışa, görünür viskozitede ise 8 cP'lik artışa sebep olmuştur. Katkılanan uçucu kül miktarı arttıkça filtrasyon kayıplarının da azaldığı görülmüştür. Filtrasyon kayıplarındaki en büyük azalma en küçük tane boyutlu (32 µ) kül katkılandığı durumda görülmüştür. Filtrasyon kek kalınlığının ise eklenen uçucu kül konsantrasyonu ve kül partiküllerinin tane boyutu ile paralel olarak arttığı tespit edilmiştir.
Adıyaman yöresi petrol sondaj faaliyetlerinde üretken olmayan sürenin istatistik analizi
Petrol sondajı, zor ve ileri teknoloji gerektiren bir süreçtir. Gerek petrolün çıkarılması için yapılan sondaj çalışmaları esnasında, gerekse çıkarıldıktan sonra rafinerilere taşınıncaya kadar geçen süreç içerisinde kaynak israfını önleyici tedbirlerin alınması gerekir. Bu süreç içerisinde çeşitli nedenlerle kesintiye uğramış üretken olmayan süreler, önemli ölçüde zaman kaybı ve maliyet artışıyla sonuçlanacaktır. Üretken olmayan süre (ÜOS) analizi, birçok sektörde başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Süre analizi pek çok alanda mühendisler için önemli bir başvuru kaynağı olmuştur. Sondaj mühendisliği açısından bakıldığında sondaj faaliyetlerinin projelendirilmesi aşamasında olası belirsizlikleri indirgemek için iyi bir analiz yöntemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Sondaj faaliyetlerinde sık görülen problemlerin tanımlanması, operasyonların performansındaki eksiklikleri azaltmak için düzeltici önlemlerin alınması açısından oldukça önem arz etmektedir. Özellikle zaman ve maliyetlerdeki belirsizlik oranının yüksek olduğu sondaj sahalarında üretken olmayan süre analizlerinin efektif şekilde uygulanması daha güvenilir bir sondaj projesi bütçesi planları oluşturulmasına önemli oranda katkılar sağlayacaktır. Bu çalışmada, toplam kesinti süresine yani üretken olmayan süreye odaklı sondaj performansları ele alınmıştır. Adıyaman yöresindeki 30 adet faal petrol kuyusu verileri kullanılarak ÜOS analizi yapılmıştır. Zaman dilimi olarak kuyu sondajı başlangıcı ile sondajın sonlandırılması arasındaki aşamalar dikkate alınmıştır. Sonuçların değerlendirilmesiyle, petrol kuyuları sondaj aşamasında iş ve emek kaybının önlenebilmesi için alınması gereken önlemler sıralanmış ve tavsiyelerde bulunulmuştur.
Elazığ-Karakoçan jeotermal kuyusunda kuyu tamamlama testleri ve delphi ile programlanması
Jeotermal enerjiyi içeren yeraltı rezervuar sistemlerinin yerinde ve kuyu akış koşulları altında özelliklerinin (geçirgenlik, gözeneklilik, akışa kapalı ya da uygun olup olmaması vb.) belirlenmesi, bu sistemlerin uygun şekilde geliştirilmesi ve işletilmesine yönelik kararların alınmasında ve geleceğe yönelik performans tahminlerinin yapılmasında kullanılan modellerin oluşturulmasında son derece önemlidir. Kuyu tamamlama testleri bu amaçları gerçekleştirmek için kullanılan en önemli araçlardır. Kuyu tamamlama testlerinden elde edilen bilgiler, günümüz teknolojisi ile birleştirildiğinde, rezervuarın gerçekçi bir şekilde tanımlanmasını ve üretim/rezervuar performansının değerlendirilmesini sağlar. Dolayısıyla, en doğru yaklaşım elde edilecek kuyu test analiz bilgilerinden oluşturulan veri tabanının jeotermal sistemlerin tanımlanması ve uygun şekilde hesaplanmasını sağlayan programın oluşturulmasıdır. Bu çalışmada, jeotermal sistemlerde kuyu tamamlama testlerinde kullanılacak yöntemlerin özellikleri hakkında bilgilerden başlanarak, kullanılan kuyu tamamlama test tipleri, bu testlerin tasarımlanması, değerlendirilmesi, analizlerden elde edilen veri tabanı ile oluşturulmuş modern bir bilgisayar programı sunulacaktır. Bu program son yıllarda teknolojik gelişmelerle paralel olarak Delphi Programlama dili ile kuyu tamamlama testleri alanında da önemli ölçüde ilerleme kaydedecektir. Modern modelleme ve analiz yöntemleriyle geliştirilecek olan bilgisayar programı hakkında bilgiler sunulacak olup, Türkiye'deki Aydın - Söke jeotermal sahalarında yapılan çeşitli kuyu testlerine ait saha uygulamaları yine bu çalışmada yer verilecek ve bu testlerin değerlendirilmesi, analizleri hakkında bilgiler sunulacaktır.
Arsuz-İskenderun (Hatay) yöresinde gözlemlenen kumtaşlarının matriks asitleme ile mikroporozite değişimleri
Bu çalışma Arsuz-İskenderun (Hatay) yöresinde gözlemlenen kumtaşlarının saha ve petrografik özelliklerini belirlemek ve asitleme aşamalarında mikro boyutta porozite değişimlerini saptamak amacıyla yapılmıştır. Sahada kumtaşları kiltaşları ile ardışımlı olarak gözlemlenmektedir. Aktepe formasyonunda kiltaşları ve kumtaşları orta tabakalıdırlar. Kiltaşlarının kalınlığı 20 cm ile 33 cm arasında değişirken, kum taşlarının kalınlığı 25 cm ile 40 cm arasındadır. Kızıldere formasyonunda ise kumtaşı ve kiltaşı ardışımları yaygın olarak gözlemlenmekte, gri-sarı renkli kumtaşlarının kalınlıkları 10-50 cm arasında, gri renkli kiltaşları ise 2-30 cm kalınlığındadırlar. Her iki formasyonda da tektonik çatlaklar ve oksidasyon izleri gözlemlenmektedir. Çok ince taneli kumtaşı özellikleri gösteren Aktepe formasyonu kumtaşlarında kuvars taneleri değer bileşenlere göre daha fazladır ve bağlayıcı malzeme matrikstir. Kızıldere formasyonunda ise kayaç kırıntıları kuvars ve feldspat tanelerine nispeten fazla gözlemlenmektedir. Kayaç kırıntıları, fosil kavkıları, kireçtaşı taneleri ve magmatik kayaç parçalarından oluşmaktadır. Bağlayıcı malzeme kalsit çimentodur ve litik arenit olarak isimlendirilmiştir. Rezervuar kayaç asitleme işleminin ilk aşaması olan HCl asitleme işlemi deneysel olarak kapilarite yoluyla sağlanmıştır. Seyreltme oranları %7,5-%15-%30 olan HCl asit çözeltilerinin 100 dk sonrasında etki mesafeleri sırasıyla 0,6-0,8-1,1 cm ve çözülmüş kayaç miktarları sırasıyla 32,82-34,02-35,54 gramdır. Asitlenme işleminde pratikte en çok uygulanan % 15 seyreltilmiş asit ve asitlenmemiş örneklerin Micro-CT ile porozite ortalamaları % 39,6'dır. Kuyu logları ile ölçülen porozite değerleri ile eşdeğer sonuçlar elde edilmiştir. Asitleme işlemiyle porozitede yaklaşık % 16 oranında artış söz konusudur. Asitleme ile boşluklar birbirine bağlanmış ve boyutları yaklaşık % 20 oranında artmıştır. Boşluk boğazı uzunluğunda asitleme ile değişim ise % 51 oranındadır. Micro-CT ve görüntü işleme yöntemleri ile kayaçların porozitelerinin hesaplanması diğer yöntemlere göre daha hızlı yapılabilmektedir. Kızıldere formasyonuna ait kumtaşlarının da hesaplanan porozite değerleri hazne kaya olabileceğini göstermektedir.
Nanopartiküller ile fonksiyonelleştirilmiş çok katmanlı karbon nanotüplerin su bazlı sondaj çamurlarına etkisi
Sondaj operasyonlarında sirkülasyon işleminin önemli bir parçası olan sondaj akışkanları diğer adıyla sondaj çamurları; sondaj işleminin maliyeti, verimi ve başarısı için kritik bir öneme sahiptir. Son zamanlarda araştırmacılar sondaj akışkanlarına çeşitli boyut ve konsantrasyonlarda katkı maddeleri ekleyerek sondaj akışkanlarının reolojik ve filtrasyon özelliklerini iyileştirmeyi hedeflemiştirler. Bu tez çalışmasında; Al2O3, TiO2 ve ZnO nanopartikül (NP) maddeleri ile fonksiyonelleştirilmiş çok katmanlı karbon nanotüplerin (ÇKKNT), su bazlı sondaj çamuruna (Na-bentonit bazlı) farklı oranlarda (0,001-0,005-0,01 % k/h) ayrı ayrı eklenmesiyle, sondaj çamurunun reolojik ve filtrasyon özelliklerine olası etkisi incelenmiştir. Kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi ile üretilen fonksiyonelleştirilmiş çok katmanlı karbon nanotüpler (Al2O3NP/ÇKKNT, TiO2NP/ÇKKNT ve ZnONP/ÇKKNT), taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) cihazı ile karakterize edilmiştir. Al2O3NP/ÇKKNT, TiO2NP/ÇKKNT ve ZnONP/ÇKKNT'lerin 0,001-0,005-0,01 (% k/h) oranlarında ilave edilmesiyle hazırlanan su bazlı sondaj çamurlarının; plastik viskozite (PV), görünür viskozite (AV), kopma noktası (YP), jel mukavemeti (10 saniye ve 10 dakika) gibi reolojik analizleri FANN 35 viskozimetresiyle, sıvı (filtrasyon) kaybı ve sondaj çamuru kek kalınlığı analizleri de Amerikan Petrol Enstitüsü (API) sıvı kaybı test ekipmanları ile API standartlarına uygun şekilde yapılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen verilere göre Al2O3NP/ÇKKNT, TiO2NP/ÇKKNT ve ZnONP/ÇKKNT ilavesinin su bazlı sondaj çamurunun reolojik özelliklerini olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Ayrıca katkısız (spud) su bazlı sondaj çamuru ile kıyaslandığında; Al2O3NP/ÇKKNT, TiO2NP/ÇKKNT ve ZnONP/ÇKKNT ilavesinin sondaj çamurlarının PV değerini sırasıyla %85,7; %71,4; %42,8 oranında arttırdığı, AV değerini sırasıyla %41,8; %41,8; %31,6 oranında arttırdığı, YP değerini sırasıyla %20; %28; %28 oranında arttırdığı, 10 saniye değerini sırasıyla %16,6; %8,3; %25 oranında arttırdığı, 10 dakika değerini sırasıyla %11; %5,6; %38,9 oranında arttırdığı, filtrasyon kaybı değerini sırasıyla %13,8; %8,6; %13,8 oranında azalttığı, aynı zamanda kek kalınlığı değerini de sırasıyla %18,5; %11; %22 oranında arttığı görülmüştür.
Pomza, kuvarsit ve diatomitten üretilen amorf silikanın sondaj çamuruna etkisi
Sondaj operasyonunun en önemli bileşenlerinin başında sondaj çamuru gelmektedir. Su bazlı sondaj çamuru dünya çapında en sık kullanılan sondaj çamuru tipidir. Sondaj çamurunun akış özelliklerinin istenilen seviyelerde tutulması için çeşitli kimyasallar ve polimerler katkı malzemesi olarak sondaj çamurunun formülasyonunda kullanılmaktadır. Bu katkı maddelerinin doğrudan ya da çeşitli proseslerle temin edilmesi sondaj maliyetini etkilemektedir. Son yıllarda bu maliyetlerin azaltılması için birçok çalışma yapılmakta olup, doğal malzemeler (sepiyolit, diatomit) katkı malzemesi olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışmada, su bazlı sondaj çamuruna katkı malzemesi olarak ülkemizde bol miktarda rezervi bulunan, temin edilmesi kolay ve ucuz maliyete sahip olan pomza, kuvarsit ve diatomit ve bu üç cevherden alkali ekstraksiyon metodu ile üretilen amorf silika kullanılmıştır. Çalışma kapsamında su bazlı sondaj çamurları American Petroleum Institute (API) 13-A standardına göre hazırlanarak ağırlıkça farklı oranlarda (%3-10) pomza, kuvarsit, diatomit ve amorf silika eklenmiştir. Numunelerin reolojik ve filtrasyon özellikleri API 13B-1 standardına göre analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucu amorf silika katkılı çamurların %8-%10'luk katkı oranlarında API 13B-1 standardını büyük ölçüde sağladığı belirlenmekle birlikte mevcut katkı maddelerine alternatif bir katkı maddesi olarak kullanılabileceği gözlenmiştir.
Metil alkol yakıt hücrelerinde kullanılacak karbon temelli kompozitlerin üretimi ve petrol mühendisliğinde kullanımı
Tez.çalışmasında, metanol yakıt hücresinde katalizör olarak kullanılmak üzere grafen kuantum noktacıkları (GKN)/fonksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (f-ÇDKN) kompoziti sentezlenmiştir. Söz konusu katalizörün optik, elektronik ve petrol mühendisliğinde uygulamalarında yararlı olması beklenilen özellikleri literatür araştırmasıyla tespit edilmiş ve yapılan çalışmalarla etkinliği desteklenmiştir. Kompozit malzemelerin yapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM), raman spektroskopisi, x-ışını kırınımı (XRD), UV-Vis spektroskopisi, fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) teknikleri kullanılarak aydınlatılmıştır. Elde edilen kompozit malzemenin karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildikten sonra dönüşümlü voltametri (CV) ve kronoamperometri (CA) teknikleri kullanılarak yakıt olarak kullanılan metil alkole olan elektrokatalik aktivitesi incelenmiştir. GKN, f-ÇDKN ve GKN/f-ÇDKN nanomalzemeler ile modifiye edilmiş camsı karbon elektrotlar (GCE) hazırlandıktan sonra elektrotların spesifik yüzey alanları (SSA) hesaplanmıştır. SSA değerlerine göre hazırlanan kompozit malzemenin yüzey alanı GKN ve f-ÇDKN nanomalzemelerin yüzey alanlarından 2,34 ve 2,84 kat daha yüksek olduğu bulunmuştur. Son olarak CA deneyleri ışığında tez çalışması kapsamında hazırlanan karbon temelli kompozit malzemenin metil alkol oksidasyonu sırasında literatür de kullanılan diğer katalizörlere göre daha verimli olduğu bulunmuştur.
Hatay bölgesi hidrokarbon potansiyelinin hidrojeokimyasal metotlarla belirlenmesi
Bu çalışmada farklı literatürden toplanan veriler farklı yöntemlere göre petrol arama amaçlı değerlendirilerek sonuçlar tartışılmıştır. Ağırlıklı olarak jeokimyasal veriler ve hidrojeokimyasal verilerin değerlendirilmesi ile Hatay Bölgesi petrol ve doğal gaz imkanları araştırılmıştır. Çalışma, uydu görüntüleri kullanılarak uzaktan algılama yöntemleri ile desteklenmiş, literatürde kabul gören hidrokarbonların dikey göç teorisi ve mikrosızıntı modeli Hatay bölgesine uyarlanmıştır. Literatür verilerinin değerlendirme sonuçlarına göre, Hatay bölgesinde üretilebilir hidrokarbon yataklarının varlığı teorik olarak ispatlanmıştır. Bunun için kavramsal göç teorisine göre daha önceden yapılmış toprak gazı çalışmaları ve makro sızıntı verileri yeniden değerlendirilmiştir. Elde edilen bulguların ise uzaktan algılama çalışmaları ile sağlaması yapılmıştır. Hidrojeokimya çalışmaları ile de sığ akiferlerde hidrokarbon rezervuar suyu etkisi çeşitli araştırmacıların sınıflama sistemlerine göre değerlendirilip tespit edilmiştir. Çalışma ile Hatay Bölgesinde teorik olarak petrol ve doğal gaz varlığı ispatlanmıştır.
İskenderun siyahı (Alexandrette Black) mermer tozlarının sondaj katkı malzemesi olarak kullanılabilirliği ve işletme sahasının iş güvenliği açısından değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında Hatay ili İskenderun ilçesi sınırlarında yer alan özel bir firmanın işlettiği ve İskenderun Siyahi (Alexandrette Black) olarak adlandırılan bir mermer ocağında blok üretimi esnasında açığa çıkan atık mermer tozlarının değerlendirilebilmesi amacıyla sondaj çamurlarında ağırlaştırıcı katkı malzemesi olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Ayrıca açık ocak işletmesinin iş güvenliği açısından değerlendirilmiş ve Fine Kinney metodu ile risk analizi yapılmıştır. Elde edilen veriler neticesinde atık mermer tozunun sondaj çamurunun reolojik özelliklerine etkisi deneysel olarak incelenmiş, risk analizi sonucunda da üretim yapılan işletmenin risk faktörleri belirlenerek önlem ve tedbir çalışmaları yapılmıştır.
Jeolojik formasyonlarda matkap seçimi
Sondaj matkapları, dönme hareketinin ve yukarıdan aşağı uygulanan ağırlığın gücüyle kayaları kırarak ya da sıyırarak kuyu kazmak için kullanılır. Sondaj dizisinin en altına bağlanarak, diziyle birlikte yüzeyden rotary table, top drive veya sondaj çamurunun hidrolik gücüyle dönme hareketi sağlayan bir motorla döndürülür. Genel olarak bir sondaj matkabı, sondaj dizisine bağlantıyı sağlayan shank, ana gövde ve sondaj işini yapan kazıcı yapı olmak üzere üç ana kısımdan meydana gelmektedir. Sondaj sahasına ulaşmadan önce, matkabı oluşturan bu kısımlarının üretimi ve birleşim prosesleri maliyet olarak, astronomik seviyelere ulaşmaktadır. Bu sebeple, sondaj faaliyeti esnasında bir matkaptan üstün performans göstermesi beklenir. Bu koşulun sağlanabilmesi için de litolojiye uygun matkap seçimi büyük önem taşımaktadır. Oluşumu itibariyle, litoloji bantları açısından heterojen yapıya sahip ardalanmalı-karmaşık formasyonların sondajında, formasyona uygun matkap seçimi ve bu doğrultuda öngörü sunabilmekte zorlaşmaktadır. Bu tez çalışmasında, Güneydoğu Anadolu Bölgesinde bulunan, içerisinde karmaşık litolojileri barındıran ve hangi metrajdan ne tür litoloji geleceği tahmin edilemeyen allokton yapılardan oluşmuş Karadut Karmaşığı ele alınmıştır. Çalışmada, Karadut Karmaşığı'nın bulunduğu 2 kuyunun, 12 ¼" kuyu sondajında kullanılan 3 adet PDC, 6 adet Döner Konlu (Roller Cone) ve 3 adet Hibrit matkabın sondaj parametreleri grafikler haline getirilmiştir. 12 adet matkabın saha verileri, İlerleme Hızı (ROP) temelinde değerlendirilerek Karadut Karmaşığına uygun, optimum matkap seçimi yapılmaya çalışılmıştır. Çalışma sonucunda ise, sertliği ve aşındırma kabiliyeti açısından karmaşık litolojiye sahip Karadut Karmaşığı gibi formasyonlarda, sondaj faaliyetleri için Hibrit (Melez) matkapların kullanılması ilerleme hızı yönünden daha uygun olduğu anlaşılmıştır.
Petrol ve doğalgaz sondajlarında maliyet optimizasyonu
Petrol ve doğalgaz sondajlarında kullanılan ileri teknolojinin zor ve yüksek maliyetli olmasından dolayı sondajların hedeflenen derinlikler ve amaçlar doğrultusunda en uygun koşullarda, optimum sürede ve optimum maliyet ile bitirirmesi gerekmektedir. Bu gereklilik ise, sondaj optimizasyonunun önemini daha da artırmıştır. Bu konuda birçok çalışma vardır. Bu çalışmada ise, sondaj optimizasyonu ile ilgili çalışmalar araştırılarak ülkemizde yapılan petrol ve doğalgaz sondaj kuyularına ait veriler değerlendirilmiş ve istatiksel analiz yapılarak literatüre yeni bir kaynak oluşturmak amaçlanmıştır. Bu amaçla, Türkiye kara alanlarında 1963 - 2021 yılları arasında kazılmış olan 470 adet petrol ve doğalgaz kuyusuna ait kuyu bitirme raporları incelenmiştir. Bu kuyuların yapıldığı iller, ortalama derinlikleri, en çok kullanılan sondaj kule tipleri ve operasyon sonuçları, sondaj süreleri, sondaj maliyetleri, kullanılan çamur katkı maddeleri miktarları, yaygın olarak uygulanan muhafaza borusu ve sondaj dizisi programları, log ve perforasyon operasyon maliyetleri, DST operasyon maliyetleri, asitleme operasyon maliyetleri, workover operasyonları maliyetleri, çimento hacmi ve çimento maliyetleri, delinen formasyonlar için yaygın olarak kullanılan IADC kodları göre matkap tipleri, toplam kuyu ve metre maliyetleri değerlendirilmiştir.
Petrol ve doğalgaz sondajlarında formasyona uygun sondaj akışkanı seçimi
Çağdaş medeniyetler seviyesinin üzerine çıkma hedefi olan ülkemizin güçlü bir ekonomi ile kurulmuş enerji ağı ve talep edilen ham maddelerin uygun maliyetle kayda değer karlılıkla elde edilebilmesidir. Enerjinin temel taşlarından olan hidrokarbon aramalarında yapılan sondaj çalışmalarında sondaj esnasında karşılaşılan formasyondan kaynaklı problemlerin çözümü noktasında arazi ve laboratuvar çalışmaları ile sondaj performansını artırıcı bir takım çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışma ile her formasyon farklı bölgelerde farklı özellikler göstermesinden dolayı formasyondan kaynaklanan kuyu stabilite problemlerinin aşılması adına en etkin müdahale reçeteleri ayrı ayrı tanımlanmıştır. Hidrokarbon sondaj çalışmalarında formasyondan kaynaklanan problemlerden kuyu stabilite, formasyon basıncı ve hidrostatik basınç dengesi öncelikli olarak ele alınmıştır. Kuyu stabilite ve formasyon basıncı için sondaj sıvısının viskozite, yoğunluk, jel değerleri, sıvı kaybı, kil içeriği ve tuzluluğu gibi değerler arazide sondaj esnasında değerlendirmesi yapılarak optimum sondaj verimliliği ortaya çıkarılmıştır. Formasyona yönelik alınan farklı numunelere Metilen Blue Test (MBT), sıvı kaybı, kalsiyum, depo kireç miktarı olan Pf, Mf ve Pm testleri, çamur ağırlığı, reoloji, klor (Cl) ve potasyum (K) testleri uygulanmıştır. Lignosülfonat çamurlarında karboksi metil selüloz (CMC LV) kullanılırken potasyum klorür (KCL) çamurlarında nişasta ve polianyonik selüloz (PAC LV) kullanımının daha iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Reolojiyi destek anlamında xandan (XCD) ve flo-vis plus gibi kimyasallar verilerek sonuçlarda iyi değerler elde edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda kimyasalların hangi şartlarda kullanımının sondaj akışkanının verimliliğini artıracağı belirlenmiştir. Bu kapsamda viskozite değeri 73 sn/qt' den 51 sn/qt değerine indirgenmiş, çamur ağırlığı formasyon stabilite problemine karşın 71 ppcf' den 72 ppcf değerine çıkarılarak kuyuda meydana gelen yıkılmaların önüne geçilebilmiştir. Formasyon çatlama basıncına göre çamur ağırlığı tedrici kaçak ve tam kaçaklara sebebiyet vermemek amacıyla 86 ppcf' den 85,5 ppcf değerine düşürülmüştür. Sondaj çamuru içerisinde tespit edilen kil oranı artışına yönelik 15 lb/bbl olan kil miktarı 11,25 lb/bbl'e düşürülmesi esnasında sisteme taze çamur verilip, decanderın (kil ayıracı) faal olarak çalıştırılması ile elde edilmiştir.
İskenderun körfezinde yetişen alglerin biyokütle özelliklerinin araştırılması
İnsan gelişimi doğrudan ya da dolaylı olarak enerjinin var oluşu ve kullanışıyla bir ilişki içerisindedir. Enerjinin insan ihtiyaçlarını karşılayacak formda olması istenir. Bunun yanı sıra kullanılacak olan enerji türünün insan ihtiyaçlarını karşılarken insanın yaşam kalitesini etkilememesi, temel ihtiyaçlarını kısıtlamaması insanoğlu tarafından istenen durumlardır. Nüfus arttıkça enerji talebi de bununla doğru orantılı olarak artış göstermektedir. Enerji talebindeki bu artış insanları yenilenemez enerji kaynaklarından yenilenebilir enerji kaynaklarını araştırmaya yöneltmiştir. Geleceğin biyoyakıt türlerinden biri olabilecek yosunun potansiyelinin belirlenmesi amacıyla yapılan bu çalışmada alglerin biyokütle özellikleri baz alınarak biyoyakıt olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu kapsamda Chaetomorpha Linum alg türüne ait hammadde farklı sıcaklıklarda (400 oC, 500 oC, 600 oC, 700 oC) ve farklı ısıtma hızlarında (10 oC/dk. 30 oC/dk. 50 oC/dk.) karbonizasyon işlemine tabi tutulmuştur. Karbonizasyon işleminden elde edilen numunelerin kül tayini deneyi, kalorifik değer, elementel analizi, XRD analizi, SEM analizi, FTIR analizi ve DTA-TGA analizleri yapılmıştır. XRD analizi ise; X-ışını difraktometresi ile CuKα (λ=1.5405 Å) kaynağı kullanılarak elde edilmiştir. Taramalar 10°<2θ<80o aralığında 0,1 derece steple, dakikada 6 derecelik hızla kaydedilmiştir. Kalorifik değer deneylerinde hem katı hem sıvı numunelerin ölçümü yapılmıştır. Çalışmada incelenen parametrelerin her numunede farklılıklar gösterdiği görülmüştür. Isıl değerin en iyi olduğu veri 600 oC (50 oC/dk. ısıtma hızında)' de yapılan ölçüm olduğu görülmüştür. Elementel analizlerde istenen veriler karbon elementi için 600 oC (30 oC/dk. ısıtma hızında), kükürt elementi için 600 oC (50 oC/dk. ısıtma hızında), hidrojen elementi için 700 oC (10 oC/dk. ısıtma hızında), oksijen elementi için 400 oC (30 oC/dk. ısıtma hızında), azot elementi için 700oC (10 oC/dk. ısıtma hızında) dir. SEM görüntüleri sonucu 600 oC (50 oC/dk. ısıtma hızında) ve 700 oC (10 oC/dk. ısıtma hızında) 'deki numunelerin daha esnek bir yapıya sahip oldukları ve diğer numune gruplarına göre molekül bağlarının daha güçlü olduğu söylenebilir. Analizler sonucu Chaetomorpha Linum'un ellipsoid şekilli bir görünümene sahip olduğu anlaşılmıştır. FTIR analizlerine göre; farklı sıcaklık seviyelerine maruz bırakılan Chaetomorpha Linum yapısındaki kristalize halin fazla sıcaklıkta arttığı gözlemlenirken daha düşük sıcaklıklarda kristalize hale dönüşümü daha yavaş gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Yosun doğal sulu ortamda yetişen ve kirlilik giderimin de önemli bir biyokütledir. Nem içeriğinin yüksek olmasına karşın miktarsal olarak çok fazla olduğundan enerji üretiminde tek başına ve/veya diğer atıklar ile karıştırılarak kullanılabilir. Karbonizasyon sonucu kalori değeri düşük olsada inorganik yapısı nedeniyle çimento endüstrisinde yakıt ve/veya hammadde olarak kullanılabilir. Tamamen yakıldığında kül hammadde olarak çimento üretiminde kullanılabilir bileşimdedir.
Atık lastik ve ceviz kabuğunun birlikte pirolizi ve pirolitik sıvı ürünün alternatif sıvı yakıt üretiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi
Bu çalışmada, kaliteli pirolitik yağ üretimi amacıyla yüksek üretim potansiyeline sahip olan ceviz kabuğu (WS) ve granüle atık lastik kauçuğu (WT) üzerine 500oC optimal sıcaklık, 10oC/dakika sabit ısıtma hızı ve 60 dakika alıkonma zamanı şartları altında bir dizi bireysel ve eş-piroliz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Eş-piroliz çalışmalarında kütlece WS/WT: 3/1, 2/2 ve 1/3 katkı oranlı karışım numuneleri kullanılmıştır. Yapılan piroliz çalışmaları neticesinde pozitif sinerjik etkinin (ΔY>0) WS/WT: 3/1 katkı oranlı numune kullanımı şartlarında gerçekleştiği belirlenmiştir. Bu şartlarda kuru külsüz temelde kütlece %52,57 verimli sıvı ürün elde edilmiştir. Pirolitik sıvı ürünlerin malten fraksiyonları üzerinde gerçekleştirilen FT-IR ve GC-MS analiz sonuçlarının birbiriyle uyum içinde olduğu ve ayrıca eş-piroliz işlemi neticesinde sıvı ürünün kimyasal içerik tür ve dağılımları üzerinde olumlu yönde dikkate değer ölçüde sinerjik etkinin meydana gelmiş olduğu tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde elde edilen eş-pirolitik sıvı ürünün karbon, hidrojen, üst ısıl içerik değerleri üzerinde pozitif sinerjik etki oluşurken oksijen içeriği, kinematik viskozite ve yoğunluk değerleri üzerinde ise negatif sinerjik etki gerçekleşmiştir. Bu sinerjik etki durumları, eş-pirolitik yağın daha kaliteli olması yönünde olumlu katkı özelliğinde gerçekleşmiştir. Optimal eş-pirolitik sıvı organik fazı 35,40 MJ/kg; 1,69 cSt (40°C); 1059,28 kg/m3 (15,6℃) ve 60oC parlama noktası önemli yakıtsal özellik değerlerine sahip olmuştur. Ayrıca eş-pirolitik yağın viskozite ve parlama noktası değerlerinin, ticari dizel yakıtları için rapor edilen değer aralıkları ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Bunların yanısıra atmosferik distilasyon çalışmaları neticesinde eş-pirolitik organik fazın hacimce yaklaşık %40 hafif nafta, %10 ağır nafta ve %30 orta distilat içerikli olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu ürünün IBP-72°C kaynama noktası aralığı %20 distilat fraksiyonu, doğrudan veya düşük maliyetli iyileştirme sonucunda benzin veya benzin katkısı olarak kullanılabilir özellikli olduğu görülmüştür. Bütün bu sonuçlar toplu olarak değerlendirildiğinde eş-pirolitik sıvının, çeşitli ticari sıvı yakıtların ve ayrıca yüksek katma değerli çeşitli kimyasalların üretiminde hammadde yüklemesi olarak kullanılabilirlik özellikli olduğu görülmüştür.
Pirina ile ağır ham petrolün eş-pirolizi
Bu çalışmada, İskenderun ilçesinde faaliyet gösteren zeytinyağı üretim tesislerinden temin edilen pirina ile Batı Raman kökenli ağır ham petrol numunesi sabit yataklı reaktörde bireysel ve eş piroliz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sıcaklığa bağlı olarak ürünlerin verim değerlerinin değişim eğilimlerini belirlemek ve ayrıca amaç kapsamında uygulanan şartlarda en yüksek verimli sıvı ürün eldesine yönelik optimal piroliz sıcaklık değerini belirlemek amacıyla 10 o C/dakika ısıtma hızı şartları altında ve 400-500 o C arasında 5 farklı sıcaklık değerinde ve aynı şartlar altında 3 tekrarlı bir dizi piroliz işlemi gerçekleştirilmiş elde edilen ürünlere ilişkin ortalama verim değerleri hesaplanması sonucu en yüksek sıvı ürün verim değerlerine 500 o C piroliz sıcaklığında ulaşılmış ve ayrıca bu sıcaklık değeri TG analiz sonuçları ile uyumluluk göstermiştir. Bunun akabinde hem bireysel hem de ağır ham petrol numunesi ile pirinanın eş pirolizi sırasında sinerjik etkinin gerçekleşip gerçekleşmediğini belirlemek amacıyla 500 o C optimal piroliz sıcaklığı ve 10 o C/dak ısıtma hızı şartlarında 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 ve 1 (ağır ham petrol/ pirina, kütlece) karışım oranlarında (ɸ) piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu çalışmalar neticesinde ürünlere ilişkin olarak yüzde verim (%, kütlece) değerleri ile birlikte ayrıca her bir ürün için belirlenen teorik verim ve deneysel verim farkı hesaplanmıştır. Bu sonuçlar ɸ = 0,7 karışım oran değerinden daha yüksek karışım oran değerlerinde sıvı ürün verimi azalma olurken genel olarak gaz ve katı ürün verimlerinde artış meydana gelmiş ve sıvı ürün verim farkı bakımından en güçlü sinerjik etkinin ɸ = 0,7 karışım oran değerinde gerçekleşmiş olduğunu ortaya çıkarmıştır. Çalışmada ana amaç olan sinerjik etkisinin ürün yapısı ve kalitesi üzerine etkisini değerlendirmek için optimal karışım oranı (ɸ = 0,70) şartlarında elde edilen sıvı ürün ile aynı piroliz şartlarında bireysel piroliz sıvıları üzerinde karakterizasyon çalışmaları (Fizikokimyasal, FT-IR ve GS-MS) yapılmıştır. Fizikokimyasal analiz sonuçları eş piroliz sıvı ürününün, kuru pirinanın bireysel piroliz sıvısına kıyasla daha yüksek malten ve daha düşük asfalten içerikli olduğunu göstermektedir. Ayrıca yapılan hesaplamalar neticesinde eş piroliz sıvı ürünün deneysel olarak elde edilen yüzde malten içerik değeri (%93,68) ile hesaplanan (teorik) malten içerik değeri (%82,55) arasında %11,13'lük bir farkın oluşması eş piroliz işlemi sırasında malten verimi üzerinde pozitif bir sinerjik etkinin oluştuğunu göstermektedir. FT-IR analizi ile eş piroliz esnasında sıvı ürünlerin kimyasal içerik tür dağılımı üzerinde de sinerjik etkinin oluştuğu anlaşılmakla birlikte sıvı ürünlerin, organik bileşik tür ve çeşidi bakımından zengin içerikli oldukları tespit edilmiştir. GS-MS sonucu olarak eş piroliz sıvı ürününün, düşük oksijenat ve yüksek hidrokarbon (alkanlar, alkenler ve benzen türevleri) 5 içerik dağılımına sahip olduğu görülmekte ve ayrıca eş piroliz malteninde polisiklik aromatik bileşik konsantrasyonu (%5,52), ağır ham petrolün pirolitik malten fraksiyonuna kıyasla daha yüksek olarak gerçekleşmiştir. Analiz sonuçlarının birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, eş piroliz teknolojisi ile elde edilen sıvı ürün, yüksek katma değerli hidrokarbonlarca yüksek fakat istenmeyen unsurlar olan oksijen ve azot içeriği bakımından da düşük içerik dağılımına sahip olmuştur. Bu hususlar, eş piroliz sıvı ürünün bireysel piroliz sıvı ürününe göre daha üstün vasıfsal özellikte olduğunu ortaya koymaktadır. Bu olumlu özellikli eş piroliz sıvı ürün; zengin değerli organik bileşik içeriğinden dolayı çeşitli petrokimyasalların ve kısmen pahalı olan petrol bazlı fenolün hammadde olarak kullanılmasıyla üretilen fenol-formaldehit ya da fenolik reçineler gibi endüstriyel ürünlerin üretimi için maliyet etkili alternatif hammadde yüklemesi olarak değerlendirilebildiği kanaatine varılmıştır.
Perlitin su bazlı sondaj çamurlarında katkı maddesi olarak kullanılmasının araştırılması
Sondaj uygulamalarında başarılı bir operasyon gerçekleştirmek için kullanılan sondaj akışkanının performansı oldukça önemlidir. Son zamanlarda özellikle pahalı teknolojilerin kullanıldığı yatay ve derin deniz sondajlarındaki gelişmelerin yanı sıra sondaj çamuru teknolojisindeki gelişmeler de ekonomik anlam kazanmıştır. Çevre korumaya yönelik yasal düzenlemelerin getirdiği yeni yükümlülüklere çözüm aranırken aynı zamanda da mevcut sorunlara daha etkin çözüm yöntemleri arayışları devam etmektedir. Bahse konu olan bu durum doğrudan veya dolaylı olarak sondaj sıvısı ile ilişkilidir. Sondaj sıvısının temel görevleri; kayaç ve kırıntıların yüzeye taşınması, yer altı basıncını kontrol edilmesi, sondaj kuyusunun denge ve desteğinin sağlanması, kuyu tabanının temizlenmesi, matkap ve sondaj dizisinin soğutulması yağlanması, göçme ve oyuk oluşumuna engel olmak için geçirimsiz bir pastanın oluşturulması, yüksek basınçlı formasyonların kontrol edilmesi, sondaj dizisi ve koruma borularının taşınması, korozyona karşı koruyucu olması olarak ifade edilebilir. Bu çalışmada; hem petrol hem de doğalgaz sondaj işlemlerinin önemli bir maliyet yükünü oluşturan sondaj çamuruna, ham perlit ve genleştirilmiş perlit ayrı ayrı eklenip sondaj çamurunun daha efektif kullanılması amaçlanmıştır. Bu bağlamda su bazlı sondaj çamuruna farklı oranlarda ham perlit (%0,5-5 k/h) ve genleştirilmiş perlit (%0,1-0,6 k/h) eklenerek hazırlanan sondaj çamuru numunelerinin; plastik viskozite, görünür viskozite, kopma (akma) noktası, jel mukavemeti (10 saniye, 10 dakika) gibi reolojik analizlerinin yanı sıra, sıvı kaybı ve kek kalınlığı gibi filtrasyon özellikleri de incelenmiştir. Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standartlarına göre gerçekleştirilen bu çalışmayla elde edilen sonuçlar incelendiğinde; ham perlit ve genleştirilmiş perlit ilave edilmiş sondaj çamurunun, spud (ham perlit ve genleştirilmiş perlit katkısız) çamura göre daha iyi reolojik özellik gösterdiği tespit edilmiştir. Dolayısıyla gerek ham perlitin gerekse de genleştirilmiş perlitin sondaj çamuru katkı maddesi olarak kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.
Doğalgaz ile elektrik enerjisi üretimi ve ekonomik analiz
Günümüzde dünya nüfusunun hızlı bir şekilde artmasıyla enerji tüketimi artmaktadır. Dünya üzerinde bulunan doğal enerji kaynaklarının kısıtlı olması nedeniyle günümüzde olmasa bile gelecekte büyük bir soruna yol açması öngörülmektedir. Bu nedenle enerji ihtiyacının kontrolsüz bir şekilde kullanılmasından ziyade verimli, çevresel etkileri az ve maliyeti ülke ekonomisini etkilemeyecek şekilde olan enerji kaynaklarının kullanılması önem kazanmaktadır. Kombine çevrim santralleri de bu santrallerden biridir. Diğer santrallere göre çevreye daha az oranda CO salınımı yapmaktadır. Elde edilen yüksek verim ve maliyet açısından ilk sıralarda tercih edilmektedir. Bu çalışmada, mevcut bir kombine çevrim santralinde doğalgazdan elektrik üretim aşamaları, santral elemanları incelenmiştir. Ayrıca santralin kurulum maliyeti, yakıt tüketimi, elektrik üretim maliyeti gibi ekonomik analizler yapılmıştır.
Bir jeotermal saha sondajının maliyet analizi
Enerji, geçmişten günümüze birçok alanda kullanılan temel bir ihtiyaç konumundadır. Bu nedenle enerji talebi giderek artış göstermektedir. Günümüzde bu enerji talebi ağırlıklı olarak fosil yakıtlardan karşılanmasına rağmen nükleer santraller, jeotermal santraller, güneş ve rüzgar enerji üretim tesisleri gibi farklı yöntemlerle de karşılanabilmektedir. Ancak, enerji talebinin optimum şartlar altında karşılanabilmesi için düşük maliyet ile yüksek verimde enerjinin elde edilmesi gerekmektedir. Jeotermal kaynakların tespit edilmesinden sonra yapılacak sondaj çalışmaları ise maliyetin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Bu çalışmada sondaj işleminin genel özelliklerine ve jeotermal sondajların sürdürülebilir çevre dostu bir enerji kaynağı olarak kullanımının yaygınlaşması neticesinde optimum maliyetin incelenmesi amaçlanmıştır. Burada en önemli maliyet parametreleri için detaylı inceleme yapılarak sondaj maliyetine etkileri değerlendirilmiştir.
Sodyum poliakrilatın su bazlı sondaj çamuru üzerine etkilerinin incelenmesi
Petrol ve Doğal Gaz sektöründe, sondaj uygulamaları sırasında karşılaşılan en önemli problemlerden birisi sondaj akışkanından düşük verim alınmasıdır. Ekonomik olması ve çevreye zararının çok az olması sebebi ile su bazlı sondaj çamurları diğer petrol bazlı ve sentetik bazlı sondaj çamurlara kıyasla daha çok tercih edilmektedirler. Su bazlı sondaj çamurlarının verimini arttırabilmek amacı ile çamur karışımına çeşitli katkı maddeleri eklenmektedir. Bu tez çalışmasında sodyum poliakrilatın sondaj çamurunda katkı maddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Yapılan tüm deneyler oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, farklı oranlarda bentonit içeren (%4, %5, %6, %7, %8, %9 ve %10) su bazlı sondaj çamuru hazırlanmış ve kullanılan bentonitin %1 oranında sodyum poliakrilat ilave edilmiştir. Ardından, hazırlanan sondaj çamurları 16 saat ve 24 saat yaşlandırma sürelerine tabi tutulmuş ve sodyum poliakrilatın sondaj çamurunun reolojik ve filtrasyon (sıvı kaybı) özelliklerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Deneysel çalışmalar API 13A standardına göre gerçekleştirilmiş olup elde edilen deney sonuçları API 13B-1 standardına göre incelenmiş ve de yorumlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, aynı yaşlandırma süreleri altında sodyum poliakrilatın ilavesiyle reolojik parametrelerde (görünür viskozite, plastik viskozite, akma noktası, jel dayanımı) bir artış görülmekle birlikte bu artışın yüksek bentonit konsantrasyonu (%6, %7, %8, %9 %10) ve artan sodyum poliakrilat miktarı ile çok daha belirgin olduğunu göstermektedir. Öte yandan, deneysel sonuçlar yaşlandırma süresinin filtrasyon üzerinde bir iyileşme sağladığını göstermiştir. Su kaybında dikkat çeken bir diğer gözlem ise gerek 16 saat yaşlandırma gerekse 24 saat yaşlandırma süresinde sodyum poliakrilatın su kaybında azalma etkinliğinin yüksek bentonit konsantrasyonunda (%7, %8, %9, %10) çok daha iyi olduğudur. Sodyum poliakrilatın, sondaj çamurunda uygun kombinasyonu ile gelecek vaat edici bir katkı maddesi olarak kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.
Nanopartikül maddelerle fonksiyonelleştirilmiş grafen oksidin sondaj çamuru katkı malzemesi olarak kullanılması
Bu tez çalışmasında; Hummers metodu ve kimyasal yöntem kullanılarak nanopartikül maddeler üretilmiş, SEM, XPS, XRD ve Raman spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Daha sonra nano malzemelerin sondaj çamuruna farklı konsantrasyonlarda (0,0005-0,001-0,005-0,01 % k/h ) ilave edilmesi ile sondaj çamurları hazırlanmıştır. Nanopartikül maddelerin sondaj çamuruna katılmasının ardından PV, AV, YP, jel mukavemeti, filtrasyon kaybı, kek kalınlığı, pH ve yoğunluk analizleri Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standartlarına göre analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda sondaj çamuruna farklı oranlarda katkılanan grafen ve AgNPs/GO'in spud (katkısız) çamura kıyasla PV değerlerinde herhangi etkiye neden olduğu görülmemiş, ancak GO ve AgNPs@AuNPs/GO ilavesi sonucunda sırasıyla; % 67, % 33 oranında pozitif yönde etki ettiği tespit edilmiştir. Ayrıca; grafen, GO, AgNPs/GO ve AgNPs@AuNPs/GO ilavesi sonucunda, AV değerlerinin sırasıyla; % 17,6, % 44, % 18,75, % 26 oranlarında arttığı, YP değerlerinin sırasıyla; % 44,4, % 44, % 30, % 22 oranlarında arttığı, 10 saniye değerlerinin sırasıyla; % 55,5, % 33, %30, % 66,6 oranlarında arttığı, 10 dakika değerlerinin sırasıyla; % 30,7, % 43, % 42, % 46 oranında arttığı, sıvı kaybı değerlerinin sırayısla; % 10, % 9,52, % 8,4, % 3,84 oranında azaldığı, kek kalınlıklarının sırasıyla; % 10, % 10, % 33,3, % 27,2 oranlarında arttığı görülmektedir. Tüm nano malzemeler kendi aralarında mukayese edildiğinde sondaj çamuruna en iyi katkılama oranının % 0,001 olduğu tespit edilmiştir.
Nanomalzemeler ile ham petrolün adsorptif desülfürizasyonu
Global ölçekte tüketilen enerji kaynaklarının başında hidrokarbonlardan oluşan ham petrol gelmektedir. Ham petrolün yapısında karbon ve hidrojenden sonra en fazla bulunan element ise kükürttür. Petrolün yapısındaki kükürt ve kükürt bileşikleri yanma sonrasında ortaya çıkardıkları SOx gazları sebebiyle hem çevre hem de insan sağlığı için tehlikelidir. Kükürtün petrolden uzaklaştırılması hem maliyetli hem de zor bir prosestir. Bu yüzden ham petrolün kükürt içeriği petrol fiyatı üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Kükürt ve kükürt bileşiklerinin petrolden uzaklaştırılması (desülfürizasyon) için çeşitli metotlar uygulanmakla beraber en yaygın kullanılan prosesi HidroDeSülfürizasyon (HDS) yöntemidir. HDS yönteminin haricinde günden güne kullanımı yaygınlaşan Biyodesülfürizasyon (BDS), Ekstraksiyon, Oksidatif desülfürizasyon (ODS) ve Adsorptif Desülfürizasyon (ADS) prosesleri bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, grafen, grafen oksit, altın nanopartikül ile fonksiyonelleştirilmiş grafen oksit ve gümüş nanopartiküller ile çapraz bağlanmış altın nanopartiküller ile fonksiyonelleştirilmiş grafen oksitin adsorptif desülfürizasyon performansı incelenmiştir. Sentezlenen adsorbanlar X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ile karakterize edilmiş ardından her bir adsorbandan ayrı ayrı 0,1 g, 0,2 g, 0,3 g, 0,4 g ve 0,5 g alınmış 50 mL ham petrol içerisine ayrı ayrı eklenmiş, ortam sıcaklığında 400 rpm de 60 dk karıştırılmış ve reaksiyon sonrası adsorban santrifüj cihazı yardımıyla adsorbandan ayrılması sağlanarak bakiye kükürt miktarına bakılmıştır.
Petrolün deniz yolu ile taşınması ve depolanması faaliyetlerindemiktar ve kalite açısından teknik personelin etkisi ve optimizasyonu
Petrolün keşfi ve modern endüstrinin gelişimi ile birlikte enerjiye olan ihtiyacın artması ve bu ihtiyacın petrolden karşılanma talebi zamanla artmıştır. Elbette petrolün çıkartıldığı yerden dünya pazarına sunulmasında şüphesiz ki deniz yolu önemli bir yere sahiptir. Deniz yolu taşımacılığında petrolün gemide ve sahil tanklarında depolanması ve iki taraf arasındaki olan petrol hareketlerinde (yükleme ve tahliye), petrolü taşıyan geminin ve petrolün depolandığı sahil tanklarını içeren terminalin teknik açıdan yeterliliği kadar gemi ve terminal personeli ile birlikte sürecin parçası olan bağımsız gözetim hizmeti personeli de şüphesiz maliyet ve enerji unsurlarından olan kargo ve zaman kayıpları açısından önemli yer teşkil etmektedir. Ülkemize giriş yapan ya da giden petrolün, tahliyesi, yüklemesi ya da depolanması faaliyetlerinde sürecin her adımında ilgili ekipmanlar ile birlikte bu ekipmanların prosedürlere bağlı kalarak etkin biçimde kullanılması, takip edilmesi ya da sevk ve idaresinin sağlanması anlamında şüphesiz ki teknik personelin sahip olduğu teknik bilgi ve tecrübenin sağlıklı şekilde uygulanabilmesi için motivasyon ve teşvik faktörü çok önemli yer tutmaktadır. Süreç sırasında, miktar hesaplama, pompaj, numune alım ve idaresi uygulamasında görevli olan gerek gemi personeli gerek terminal personeli gerekse bağımsız gözetim firma personeli tıpkı üç ayaklı sac gibi kombine haldedir. Bundan dolayıdır ki tüm operasyon sürecinin vazgeçilmez öğesi olan teknik personel bu üç ayrı unsurda ele alınacaktır. Operasyonların optimizasyonu açısından, gemi ve terminal tarafları ile birlikte üçüncü unsur olan bağımsız gözetim hizmeti personelinin teknik açıdan prosedürlere bağlı kalarak olası kayıpların önüne geçebilmek açısından incelenmiş olup mevcut sorunlar ve bunlara istinaden alternatif çözümler üzerinde çalışma yapılmıştır. Bu çalışmamızda sektörde direk ya da dolaylı yönden, içinde olan ve kendi alanında uzmanlaşmış 87 kişiden oluşan teknik personele toplamda 33 sorudan oluşan anket soruları sorulmuştur. Alınan cevaplara istinaden elde edilen veriler grafiklere dökülerek yorumlanması yapılmış ve elde edilen bulgular ışığında operasyonların optimizasyonu için alternatif çözüm önerileri sunulmuştur. Sonuç olarak, eğitimlerin teorik ile birlikte pratik anlamda artırılması, teknik personelin çalışma hayatında insan hatalarından kaynaklı olabilecek olası kargo ve zaman kayıplarının önüne geçebilmek adına motivasyon ve verimliliğinin artırılması gerektiği görülmüş olup çalışma koşullarının daha iyi hale getirilmesi ile birlikte çalışma ortamındaki teknik personelin güvenlik ve sağlık açısından sigara içmemesi sonucuna varılmıştır.
Sondaj çamurlarında grafitin kullanılabilirliğinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, sondaj çamuruna grafit katılmasının sondaj çamurunun reolojik özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla bentonit, kostik, su karışımından oluşturulmuş su bazlı sondaj çamuruna farklı konsantrasyonlarda (%0,1-%2) toz haldeki grafit eklenerek hazırlanmış sondaj çamurunun; PV, AV, YP, jel mukavemeti, filtrasyon kaybı, kek kalınlığı, pH ve yoğunluk analizleri Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standartlarına göre analiz edilmiştir. Çalışmanın sonunda temel haldeki sondaj çamurunun görünür viskozitesi 38 saniye plastik viskozitesi 10 cP, kopma noktası 13, jel mukavemeti 11, filtrasyon kaybı (100bar/ 7,5 dakika) 30 ml, kek kalınlığı (100bar/ 7,5 dakika) 1mm, pH 13, tanecik boyutu 0,1 mm olarak ölçülmüştür. %0.1 ile %2 oran aralığında hazırlanmış sondaj çamurunun reolojik özellikleri incelendiğinde ise pH'ın sabit olarak 13 olduğu, görünür viskozitenin %0,1'den %1,2'ye kadar 38 saniye olduğu, %1,2'den %1,8'e kadar 39 saniye olduğu, %1,8 ile %2 aralığında ise görünür viskozitenin 40 saniye olduğu ölçülmüştür. %0,1 ile %2 oran aralığında toz grafit eklenmiş sondaj çamurunun plastik viskozitesi 10 cP ölçülmüştür. %0,1 ile %2 oran aralığında toz grafit eklenmiş sondaj çamurunda YP, %0,1 ile %1,3 aralığında 13, %1,3 ile %1,8 aralığında 14, %1,8 ile %2 aralığında 15 olarak ölçülmüştür. %0,1 ile %2 oran aralığında toz grafit eklenmiş sondaj çamurunun filtrasyon kaybı(100bar/ 7,5 dakika), 30 ml olarak ölçülmüştür. %0,1 ile %2 oranında toz grafit eklenmiş sondaj çamurunun kek kalınlığı (100bar/ 7,5 dakika) 1mm olarak ölçülmüştür. %0,1-%2 oranında toz grafit eklenmiş sondaj çamurunun tanecik boyutu 0,1 mm olarak ölçülmüştür. %0,1-%2 aralığında yoğunluğa ölçülebilir etkisi tespit edilmemiştir. Yapılan deney sonuçları birbirleriyle benzer sonuçlar vermektedir. Buna göre, görünür viskoziteyi artırması, plastik viskoziteyi arttırması, YP'yi ve jel mukavemeti değerlerini yükseltici etkisi bakımından pozitif etkisi olmaktadır.
Density ve sp loglarının petrollü sahadaki kuyu ölçümleri ile doğalgaz sahasındaki kuyu ölçümlerinin değerlendirilmesi
Bu araştırma, Trakya havzasındaki Kazancı-5 kuyusu ile Güneydoğu Anadolu bölgesinde açılan Kayaköy-16 ve Kayaköy-22 kuyuları arasında yoğunluk ve SP log verilerinin analizini incelemektedir. Bu kuyulardan alınan veriler, rezervuar özelliklerini tespit etmek ve hidrokarbon üretim potansiyelini değerlendirmek amacıyla incelenmiştir. Kazancı-5 kuyusunda porozite değeri %12 olarak hesaplanırken, Kayaköy-16-22 kuyularında bu değer %12,1 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, Kayaköy-16-22 kuyularının jeolojik yapısı ve formasyonları, SP log verisi karşılaştırması ile belirlenmeye çalışılmıştır. Güneydoğu Anadolu sahasındaki rezervuar kayaları, Sayındere, Derdere ve Sabunsuyu formasyonlarına aittir. Üretim için en uygun birimin Mardin-II olarak adlandırılan Sabunsuyu formasyonu olduğu gözlemlenmiştir. Trakya havzasındaki Kazancı-5 lokasyonunda rezervuar kaya olarak Danişmen formasyonu nitelendirilmiştir. Kaynak kaya olarak ise Osmancık ve Mezardere formasyonları olduğu tespit edilmiştir. Gaz üretimi yapılan Kazancı-5 kuyusunda, tuzlu sondaj sıvısı nedeniyle 'PAC-R, türü polimer' kullanılması öngörülmektedir. Kayaköy-22 kuyusunda alınan log verileri sonucunda; kuyuda geçilen formasyonlar içerisinde rezervuar kaya olarak değerlendirilen Mardin-I (Derdere formasyonu) ve Kaynak kaya olarak da Mardin-II (Sabunsuyu formasyonu) olduğu tespit edilmiştir. Diğer Petrol üretimi yapılan Kayaköy 16-22 kuyularında ise şeylli ve killi birimlerin bulunması ve kaynak kaya olarak nitelendirilen Sabunsuyu formasyonun olması sebebiyle üretimi artırmak maksadıyla PHPA sulandırılmış poliakrilamid kullanılması öngörülmektedir.
Türkiye'nin petrol ve doğalgaz arama ve üretim havzalarında delinen kuyularda kullanılan üç konili matkapların işlevsizleşme açısından sınıflandırılması
Gelişmekte olan teknoloji ile birlikte petrol ve doğalgaz arama ve üretim faaliyetleri için gerekli mühendislik alanında kuyu delme işlemlerinde birçok özellikte matkap türleri geliştirilmiştir. Bu matkaplardan özellikle üç konili standart (çelik dişli) ve insert (gömme dişli) matkaplar hem ülkemiz hem de dünya petrol ve doğalgaz sektöründe önemli bir yer edinmiştir. Bu tez çalışmasında üç konili matkapların kuyu sondaj faaliyetleri neticesinde matkap yapılarında sondaj parametrelerine bağlı olarak meydana gelen işlevsizleşme ya da tahribat türlerinin analizi yapılarak bu işlevsizleşme türlerin sınıflandırılması yapılmıştır. Literatür çalışmalarında bu konuda genel olarak matkap çeşitlerinin sınıflandırılması, sondajda matkap ilerleme hızını etkileyen faktörler, ilerleme hızı-maliyet ilişkisi ve formasyonlara göre matkap seçim kriterleri ele alınmıştır. Diğer çalışmalardan farkı yapılan sondaj kuyu faaliyetlerinde üç konlu matkapların standart (çelik dişli) ve insert (gömme dişli) olmak üzere ayrı ayrı matkap tipi, matkapların iç ve dış sıra dişleri, yıpranma yerleri, yatak durumu, çaptan düşme, IADC kod, formasyon ve diğer sondaj parametrelerine bağlı olarak matkaplarda en sık görülen işlevsizleşme türlerinin detaylı analizi yapılmıştır. Bu analizler için Türkiye'nin petrol ve doğalgaz arama ve üretim havzalarında delinen kuyularda kullanılan 577 adet standart (çelik dişli) ve 1005 adet insert (gömme dişli) matkapların belirtilen parametrelerin sayısal olarak verileri toplanıp grafik ve tablo şeklinde işlevsizleşme durumlarının analiz ve yorumları ele alınmıştır. Yapılan analizler sayesinde belirtilen parametrelere bağlı olarak standart (çelik dişli) ya da insert (gömme dişli) matkaplarda oluşacak muhtemel işlevsizleşmeler göz önünde bulundurularak duruma göre matkap tipi seçimi için yarar sağlayacaktır.
Jeotermal sondaj programının maliyet analizleriyle birlikte hazırlanması ve beklenmeyen olumsuz durumların maliyet açısından incelenmesi
Petrol, doğalgaz ve jeotermal enerji gibi çeşitli enerji kaynakları yer altında belirli derinliklerde bulunmaktadır. Belirli bir ekonomik değere sahip yer altındaki bu enerji kaynakları ile enerji kaynağının kullanımının yapılacağı yeryüzü arasındaki bağlantı, sondaj faaliyetleriyle temin edilmektedir. Yer altı enerji kaynakları dünyamızın günden güne giderek artan enerji ihtiyacının karşılanması noktasında tartışmasız çok büyük bir öneme sahiptir. Bu durum ilgili enerji kaynaklarının teminini sağlayan sondaj faaliyetleri için büyük bir yatırımı, teknoloji gelişimini ve teknoloji üretimini beraberinde getirmiştir. Yüksek yatırım maliyetli bir iş olan sondaj faaliyetleri her ne kadar belirli standart kural ve kabul edilen hesaplamalar çerçevesinde, belirli planlamalar doğrultusunda yapılsa da öngörülemeyen durumlar sondaj maliyetlerini çok ciddi oranda arttırabilmektedir. Mevcut bu tez çalışmasında; Türkiye'de yapılan jeotermal sondaj faaliyetlerine uygun bir sondaj programı hazırlarken ne tür hesaplamaların yapıldığına ve hangi hesaplamaların ne işe yaradığına dair bir genel anlatım ile sondaj maliyetlerini görebilmek ve maliyet hesaplaması yapabilmek adına örnek bir 3000 metre sondaj kuyusu programı hazırlanmıştır. Hazırlanan örnek 3000 metre sondaj programı üzerinden maliyet miktarını oluşturan gider kalemleri elde edilerek kuyunun öngörülen toplam maliyeti hesaplanmıştır. Gerçek kuyularda yaşanan sondaj problemlerinin ve beklenmeyen durumların, operasyon sürelerini uzatarak beklenenin dışında nasıl bir ek maliyet doğurduğu ilgili tez çalışmasında incelenmiştir.
Killi formasyonlarda yaşanan sondaj problemleri ve sondaj sıvıları
Petrol arama ve üretimi sırasında, delinmiş formasyonlardaki şeyllerin kararsızlığı ciddi operasyonel sorunlara neden olur. Sondaj kuyusu kararlılığı ve formasyon verimliliği, formasyon kimyası ve sondaj çamuru arasındaki etkileşimlere dayanarak seçilen sondaj sıvısı türüne bağlıdır. Bu tezde şeyl tipleri, kuyu stabilitesi ve takım sıkışmaları açıklanmıştır. Sondaj kuyusu kararsızlığının nedenleri ve mekanizmaları ile ilgili kil mineralleri ve şeyl numune karakterizasyonunu araştırmada kullanılan teknikler tartışılmıştır. Özellikle yeni sondaj sıvısı katkı maddelerinin geliştirilmesiyle, sıvı kararlılığı ve reoloji parametrelerinde dikkate değer iyileştirmeler gözlemlenmiştir, ancak günümüzdeki asıl sorun inhibisyon ve filtrasyon özelliklerini iyileştirmektir. Bu farklı sonuçları etkileyen ana faktörlerin (numune kalitesi, fiziksel veya kimyasal faktörler, kullanılan deneysel yöntem veya kil mineralleri içeriği) hangileri olduğu sorusunu yanıtlanmıştır. Ülkemizde özellikle Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde üretim zonlarına ulaşılmadan önce aktif şeyllerin bulunduğu kalın formasyonlar kesilmektedir. Kuyu stabilitesine bağlı tight hole, kuyu duvarının yıkılması, takım sıkışması gibi problemler bu formasyonların sondajında önemli maddi kayıplara ve gecikmeye sebep olmaktadır. Bu bölgede özellikle aktif şeyllerin suyla etkileşiminin kayacın mekanik özelliklerini değiştirmesiyle öne çıkan tektonik aktiviteye bağlı kuyu stabilitesi problemleri sıklıkla görülmektedir. Söz konusu formasyonlarda sondaj için çoğunlukla düşük maliyeti ve bilinirliği sebebiyle su bazlı, inhibitive olmayan bentonit-lignosülfanat çamurları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte stabilite problemlerinin önlenmesi için saha alışkanlıklarıyla gelişmiş, sık aralıklarla uygulanan kısa mesafeli manevralar, gözenek basıncı ve in-situ stresleri dikkate almadan ve önceden planlanmamış çamur ağırlaştırma gibi yöntemler kullanılmaktadır.
Petrol, doğalgaz ve jeotermal sahalarında kullanılan G sınıfı çimentoda asidik pomza kullanılarak termal özelliğinin geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, petrol ve jeotermal kuyularda yaygın olarak kullanılan G sınıfı çimentonun termal performansını iyileştirmek amacıyla, doğal pomza agregası ilavesinin çimento bulamacı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Saha kaynaklı doğal pomza, farklı tane boyutlarına göre sınıflandırılarak hacimce %5, %10, %20 ve %30 oranlarında çimento sistemlerine dahil edilmiştir. Çalışma kapsamında hem taze hem de sertleşmiş çimento bulamacının fiziksel, mekanik ve termal özellikleri deneysel olarak değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında; taze bulamaçlarda çökme, yoğunluk ve priz süresi; sertleşmiş numunelerde ise kuru yoğunluk, porozite, basınç dayanımı, eğilme dayanımı, ısıl iletkenlik, özgül ısı kapasitesi ve ısıl yayılım gibi temel mühendislik parametreleri test edilmiştir. Ayrıca, elde edilen veriler birbirleriyle ilişkilendirilerek karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, pomza agregası ilavesiyle çimento sistemlerinin gözenekliliği artarken, bu durum ısıl iletkenlik değerlerinde düşüşe yol açmıştır. Böylece, çimento harcının yalıtım kabiliyeti belirgin biçimde iyileştirilmiştir. Bununla birlikte, artan pomza oranı mekanik dayanım üzerinde kısmi düşüşlere neden olmuş olsa da bu değerler API tarafından öngörülen sınırlar içinde kalmıştır. Özellikle %10-20 pomza katkı oranlarının hem ısı yalıtımı hem de mekanik performans açısından dengeli sonuçlar sunduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, doğal pomza kullanımı ile geliştirilen G sınıfı çimento sistemlerinin, yüksek sıcaklıklı rezervuar koşullarında enerji verimliliğini artırabilecek, ekonomik ve çevresel açıdan sürdürülebilir bir çözüm sunduğu değerlendirilmiştir.
The reservoir rock evaluation using petrography and porosity tests in the Hilala wells field of the Ogaden basin
This thesis evaluates the reservoir rock in the Hilala wells field of the Ogaden basin using petrography and porosity tests, to enhance petroleum potential understanding and optimize hydrocarbon exploration efforts. The aim of this thesis is to improve exploration efficiency and enable sustainable hydrocarbon utilization in the Ogaden basin. Petrographic analysis enabled the interpretation of the mineral constituents, textural characteristics, and structural attributes of reservoir lithologies, while core specimens were evaluated for their physical properties, such as porosity. The outcomes derived from these analyses were synthesized to furnish a holistic characterization and to delineate critical factors that affect hydrocarbon reservoir efficiency. The investigation revealed notable divergences in mineral composition, indicative of varied geological origins. Samples enriched in quartz suggested a pronounced potential for oil reservoirs, whereas those abundant in clay or biotite exhibited suboptimal conditions attributable to inadequate sorting and diminished porosity. The presence of angular grain morphologies indicated limited transport and weathering processes. This research emphasizes the significance of careful petrographic examination in the kingdom of hydrocarbon exploration and emphasizes the necessity for modified strategies predicated on mineral composition and textural heterogeneity. The incorporation of petrographic and porosity data smooths a broad comprehension of reservoir potential, thereby informing prospective exploration endeavours within the Ogaden basin. This investigation contributes an extensive characterization of the reservoir lithologies, identifying essential elements that influence hydrocarbon reservoir performance.
An experimental investigation of in situ combustion in fractured heavy oil systems
In situ combustion (ISC) is one of the thermal oil recovery processes, which has been applied successfully in a variety of reservoirs. The energy is generated within the reservoir by series of multistep reactions that provide heat to reduce oil viscosity, increase reservoir pressure and upgrade heavy oil in situ by reducing the heaviest fractions of crude oil. Within the scope of this study, in situ combustion in fractured systems is investigated by both conducting kinetic reactor and combustion tube tests using Batı Raman crude oil. The combustion characteristics of the crude were analyzed first to understand reaction kinetics of the oil. Thus, ramped temperature oxidation (RTO) experiments with effluent gas analysis (EGA) were conducted with different sand particle sizes and heating rates. 50 kinetic reactor tests were conducted throughout the study and 25 of them were used in the analyses. The results were analyzed using isoconversional kinetic approach based on the produced effluent gas and temperature data obtained from experiments. A reaction model was proposed for each pair and effective activation energy, atomic hydrogen – carbon (H/C), combustion reaction stoichiometric coefficients and ignition temperature were estimated for the sample with different sand particle sizes. Kinetic reactor tests were used to determine the combustion characteristics of the oil sample and define the particle size that would later be used as fractures for tube tests with sand. In addition to RTO tests, 35 combustion tube tests were performed. During the tests, the temperature was measured along the tube and the produced effluent gas composition was recorded to be used for the analyses. Initially, 12 combustion tube tests were conducted with homogeneous sandpacks to understand the effect of the sand particle size on combustion behavior. Later, 2 tests were performed with heterogeneous sandpacks to investigate the combustion characteristics in the transition region of different porous media with various particle size. Later, 9 fracture tests with sandpack were conducted to obtain a better understanding of the effect of horizontal (perpendicular to air flow), vertical (parallel to air flow), and combined (both vertical and horizontal) fractures on combustion front behavior and determine the conditions that are required for a self-sustained front propagation. Finally, 12 fracture tests with core were performed to investigate the effect of direction, width, spacing, and network of fractures on the combustion front behavior. In 5 tests with sandpack and core, dry air (21% oxygen) was used as the feed gas whereas oxygen – enriched air (39% oxygen) was used in 9 tests with core samples to investigate the effect of oxygen concentration on the front behavior. After the tests, density and the amount of the produced oil were measured for comparison. The temperature and the produced effluent gas data were used to estimate the average front temperature and velocity, H/C ratio, air/fuel ratio, and oxygen utilization. It was concluded that the oxygen diffusion into the matrix and oil availability in the matrix during the process are the main factors for self-sustained front propagation in fractured systems. The failure of the unfractured core tests was related to heat losses, the mass of the core sample and energy generated during combustion reactions. Furthermore, vertical fractures may help to sustain the combustion front in heavy oil system due to the improvement of the available oxygen for the reactions. The horizontal fractures perpendicular to the flow direction have almost no effect on the sustainability of the combustion front whereas the vertical fractures have a significant impact on the front propagation since injected air almost exclusively flows through the vertical fractures. Two different fronts were observed regarding the vertical fracture dominated systems. The first front propagates through the matrix and it is continuous similar to homogeneous packs. The second front is observed in the fracture and it is not continuous; depending on the oil availability the front is intermittent; dies out and rejuvenates. The front in the matrix feeds the front in the fracture by displacing oil into the fracture and oil goes through the combustion process multiple times. The front in the fracture thermally feeds the front in the matrix by providing additional energy to sustain the combustion. It was observed that the duration of the test increases for vertical fracture dominated systems due to the low oxygen diffusion into the matrix and higher amount of oil combusted during these tests. The recovery factor was lower for the vertical fracture dominated systems since the oil combusted more than one time due to the displacement of oil from the matrix into the fracture and because of that the API gravity of the produced oil increased for these tests. An increase in effluent gas methane concentration was observed while the front was moving from higher surface area to lower one. Furthermore, more methane released for the horizontal and combined fractured systems compared to homogeneous packs. The oxygen – enriched air promoted the combustion characteristics in porous media.
Modeling and interpreting transient wellbore temperature behaviors in wellbores under nonisothermal single-phase liquid flow conditions in oil reservoirs
Currently, the transient temperature data can be useful to predict reservoir and wellbore parameters. With developing technology, temperature sensors can recognize small temperature changes like 0.01 K or less; thus, resarchers use transient temperature data for parameter estimation in reservoir or wellbore. Near wellbore zone, parameter estimation from the transient pressure data is difficult because the pressure changes hastily near wellbore zone. Generally, it is assumed that fluid flow is isothermal in the reservoir although it is nonisothermal. There are some factors which cause thermal changes in reservoir as J-T coefficient, adiabatic expansion or compression, convection and conduction. So, the heat flow model should be used to model and interprete wellbore temperature data. In this work, the transient wellbore temperature distrubitions in wellbores are modeled and interpreted under nonisothermal single-phase liquid flow conditions for oil reservoirs. By using mass, momentum and energy balance equations, the temperature behaviors are obtained for transient and steady state conditions in drawdown and buildup periods. Then, the analytical solutions are coupled with sandface pressure and temperature solutions derived by Kocak (2017) in Laplace space. Derived equations in the solution of analytical model are conventional wellbore storage (WBS) model equation by using mass balance, momentum equation, and heat flow model equation. These equations provide transient and steady state wellbore temperature distrubitions in drawdown and buildup. With these distrubitions, the effects of various parameters on sandface and wellbore temperature can be investigated. Also, the parameters such as permeability, skin, J-T coefficient, earth thermal conductivity can be estimated from transient wellbore temperatures along with transient wellbore pressure data. All of equations derived in this work provide transient temperature data for single phase and slightly compressible fluid for a vertical wellbore in drawdown and buildup periods, for nonisothermal conditions. These data can be used to estimate reservoir and fluid properties, but drawdown temperature data is more crucial due to exhibiting discernable flow regimes. Also, we can not see any distinguishable flow regimes in buildup temperature behaviors.
Parameter estimation using pressure and temperature transient data from wireline formation tester interval pressure transient tests (IPTT)
Reservoir behavior may be considered as isothermal because changes in temperature are generally small. In the past, use of transient temperature measurements had limitations due to the simplified assumption of isothermal fluid flow. Moreover, owing to poor resolution of temperature devices, small differences in the bottomhole (sandface) temperatures could not be detected. On the other hand, recent enhancement in the resolution of the downhole temperature devices allowed researchers to analyze and interpret transient temperature measurements to estimate near wellbore and reservoir characteristics. Therefore, the use of bottomhole temperature analysis has been expanded due to the development in resolution and accuracy in downhole gauges and the information that temperatures retain. Traditional pressure transient analysis has been used to obtain reservoir characteristics for a long time for conventional well testing and interval pressure transient test (IPTT). Recently, several works showed that near wellbore parameters can be acquired from transient temperature measurements. Previous works on transient temperature analysis performed based on slightly compressible fluid for fully-penetrated vertical or horizontal well in a single or multilayer homogeneous reservoir. Nonetheless, none of the studies analyzed temperature transient measurements acquired from the interval pressure transient test in partially-penetrated well to use in parameter estimation. Temperature data is obtained in IPTT; however, it is never being accounted in interpretation. The main target of this study is to estimate formation and near wellbore characteristics, especially horizontal and vertical permeability in the damaged zone and undamaged zone in a reservoir where damage in the formation is modeled as composite, by analyzing transient temperature measurements from the interval pressure transient test (IPTT). Furthermore, the effect of mud filtrate invasion on transient temperature measurements and parameter estimation is investigated. In this study, one of the commercial multi-purpose nonisothermal CMG-STARS simulator based on the fully-implicit numerical procedure is used. In the course of modeling, well block pressure and temperature in the simulator, some oil physical properties such as density, isothermal compressibility, and formation volume factor are allowed to vary with pressure and temperature. On the other hand, oil, water, and solid matrix specific heat capacities and isobaric thermal expansion coefficients are taken into consideration as constant with temperature. In the model, viscosity is treated as constant, at the initial conditions. To model conduction with oil, water, and rock system, a constant value of thermal conductivity is used. J-T expansion coefficient is accounted implicitly in the simulator through the variation enthalpy with pressure. Dual-packer tool configuration is used in modeling to compute transient temperature data to apply straight-line and nonlinear regression analysis including the effects of damage in the formation and mud filtrate invasion along with anisotropy. Probe configuration is modeled to generate transient temperature data to study nonlinear regression analysis including the effects of damage in the formation together with anisotropy. In this study, a commercial software CMOST AI for assisted history matching is used as an optimization module. A stochastic-based optimization technique that minimizes the difference between the observed data and the simulation responses as quantified with an objective function is used. To begin with, a synthetic model configured with a dual-packer tool is used to compute transient temperature data with constant oil production in a partially-penetrated well for a thin reservoir. Absolute temperature derivative showed that temperature propagates much slower than the pressure in the formation; thus, radial flow regime exhibits at very late times both in the damaged and undamaged zone. Horizontal permeability could be estimated precisely in the case of zero damage. In the presence of damage, horizontal permeability in the damaged zone may be estimated well if damaged zone radius is long enough for the reason that J-T expansion masks intermediate-time IARF for small damaged zone radius. In addition, another synthetic model constructed with the dual-packer tool is used to generate transient temperature data with constant production of oil in a partially-penetrated well for a thick reservoir. Nonlinear regression analysis is applied to only transient temperatures computed from this model. Horizontal permeability in the damaged zone is estimated correctly in both isotropic and anisotropic cases. Moreover, it is assessed precisely under shortened test period and mud filtrate invasion effect. The estimation of horizontal permeability in the undamaged zone is meaningful in case of no damage effect or small damaged zone radius in both isotropic and anisotropic cases. On the other hand, deep damaged zone radius and short test time result in deviation at the true value of horizontal permeability in the undamaged zone. Unfortunately, the estimations of vertical permeability in both damaged and undamaged zone are not close enough to the correct values due to the sensitivity of this parameter to temperature transient. Lastly, a synthetic model created with sink probe tool is used to compute transient temperatures with constant production of oil in a partially-penetrated well for a thick reservoir. Similarly, nonlinear regression analysis is applied to only transient temperatures generated from this model. In the case of isotropy, horizontal permeability in the damaged zone is estimated accurately, and horizontal permeability in the undamaged zone is estimated exactly only in absence of damage. When the reservoir is homogeneous and anisotropic, none of the parameters is estimated precisely. Moreover, the impact of various rock, fluid, and thermal properties on transient drawdown temperature is investigated. It is observed that reservoir thickness, porosity, and rock heat capacity do not have a significant effect on temperatures from IPTT. On the other hand, penetration interval, horizontal permeability, and viscosity may create extensive temperature changes. Also, the presence of skin and anisotropy have a substantial impact on transient temperatures from IPTT.
Batı Raman petrolü kullanılarak buhar- alkali (borax) solüsyon enjeksiyonunun deneysel incelenmesi
An experimental study has been conducted to compare the effect of steam injection and steam-alkali solution injection in improving the recovery of heavy oil. Bati Raman oil is used for the experiments. The API gravity (11.6º) and viscosity are typical of a heavy oil. Steam injection is used to increase the temperature in the reservoir reducing oil viscosity thus increasing the mobility of the oil. On the other hand, the target of alkali flooding is to reduce the residual oil saturation by generating surfactants in situ. Alkali solution is prepared by using Borax which forms weak alkali solutions. Borax mineral resources are abundant in Turkey and it is one of the least studied alkali solutes. Therefore, Borax is chosen in this study for the experiments. A laboratory setup was designed and built for the purpose of steam injection. The experimental setup consisted of four main systems; steam injection system, injection tube, fluid production system, and data measurement and recording system. The steam injection system consists of two reservoirs that hold the water and the alkali solution, an electrical pump, and an electrical steam generator. The injection tube is a stainless steel cylinder with a length of 1 meter and an internal diameter of 7.3 centimeters and a thin wall (1.5 mm) with flanges at both ends. Twenty-one thermocouples are placed at specific distances in the injection tube to record temperature profiles. To represent the reservoir rock and fluids, the injection tube is packed with a mixture of sand, oil, and water. The fluid production system consists of a condenser, a sand trap, and two separators. The produced samples are collected from the bottom of the separators in graduated tubes. Data measurement and recording system consisting of a data logger and computer to record the steam injection temperature and injection tube profile temperatures. Six runs are conducted as follows; water flooding, alkali solution flooding, conventional pure steam injection, cyclic injection of steam and alkali solution (4.0 wt %), cyclic injection of steam and alkali solution (4.0 wt %) with different cyclic injection period, and cyclic injection of steam and alkali solution (8.0 wt %). No oil is produced from water flooding and alkali solution flooding runs. Conventional pure steam injection recovered 8% OOIP. Experimental results show that, using of Borax solution results in a decrease in recovery of oil from 8% (pure steam injection) to 3 % (steam-alkali solution, 4.0 wt %) and 5.5% (steam-alkali solution, 8.0 wt %).
Analysis of interval pressure transient tests conducted by wireline formation testers in oil reservoirs with a connected water aquifer system
Interval Pressure Transient Test (IPTT) is one of the commonly used formation testing methods in the industry to estimate some of the unknown parameters that have vital importance in the characterization of the reservoir. The parameters such as vertical and horizontal permeability can be estimated by applying classical straight line analysis if classical radial and spherical flow regimes are observed. Nevertheless, these estimations may not be accurate when there is a transition zone such as oil reservoirs with connected water aquifer systems. In this case, regression analysis should be performed to estimate the unknown parameters. In this study, basically, parameter estimation is performed in an oil reservoir with connected water aquifer system having a transition zone through the method of history matching using the IPT test data. Before estimating the parameters, two different reservoir models for an oil-water system having a single well in radial coordinates are created by using commercial simulator software CMG-IMEX. One of these models includes a transition zone between oil and water phases while there is a sharp interface for the other. Several IPT tests are run at different depths and in different zones for these two models and water cut ratios are measured in addition to packer and probe pressure data. The vertical and horizontal permeability values are estimated at first from packer-probe pressure data by using a gradient based approach based on maximum likelihood estimation for both models. Then, the same parameters are estimated only for the reservoir model having a transition zone by using CMOST which is an optimization and history matching tool of CMG. Furthermore, relative permeability and capillary pressure curves are estimated from the Modified Brooks-Corey model parameters by using CMOST based on the water cut data obtained from IPT tests performed in the transition zone. Lastly, relative permeability and capillary pressure curves as well as horizontal and vertical permeability are estimated at the same time by using all IPT test data including both packer-probe pressure and water cut measurements in CMOST software. The results show that accurate estimation of horizontal and vertical permeability values of the model where the capillary pressure is zero is possible with gradient based approach whilst having a transition zone gives moderately acceptable results for the same approach. On the other hand, estimated horizontal permeability value and anisotropy ratio is slightly better when CMOST is used in parameter estimation for the model where a transition zone exists. Moreover, relative permeability and capillary pressure curves are estimated accurately when water cut measurements are used in addition to packer-probe pressure data.
Parameter optimization for z-factor correlations to predict Joule-Thomson inversion curve
When a real gas undergoes a volumetric process, a temperature change is usually observed. Temperature change is experienced during production at the perforations, throughout surface and subsurface chokes, at the surface where heavier hydrocarbons are removed at the processing facilities and compression and liquefaction of natural gas. Temperature change accompanying volumetric change is known as Joule-Thomson effect. The sign and magnitude of the temperature change may be determined by using Joule-Thomson coefficient. If Joule-Thomson coefficient is positive, then the gas temperature decreases as a result of expansion. Under the condition where the coefficient is negative, expansion process increases the gas temperature. If Joule-Thomson coefficient is identically zero, no temperature change will be observed as a result of volume change. Projection of the pressure-temperature pairs at which Joule-Thomson coefficient becomes zero creates an envelop on the P-T plane. This envelop is known as Joule-Thomson inversion curve. The inversion curve separates the P-T plane into two regions where the temperature changes have opposite signs. All gases have different inversion conditions. Measurement of inversion condition for gases requires precisely controlled experimental conditions. As a result of experienced difficulties in the experimental setups, the inversion data is limited in the literature. In lack of sufficient experimental data, some correlations, equation based prediction methods and molecular simulation techniques are all used to compute the inversion characteristics of the different gases. None of these methods are able to predict the inversion conditions accurately. The aim of this study is to search the applicability of several z-factor correlations extensively used in petroleum and natural gas engineering in prediction of Joule-Thomson inversion curve. Adjustable parameters of the correlations would be optimized to improve the accuracy of the inversion curve computations. Since these equations are readily programmable, they will be valuable tool in engineering calculations.
Application of kNN-GRNN algorithm for liquid holdup determination in two-phase flow
In some industries, such as chemical industry, nuclear power plants, geothermal energy, petroleum industry, etc. two-phase flow dynamics arise. Especially in oil and gas industry while producing hydrocarbons (oil and gas), starting with production string in the well through pipelines in the surface two-phase flow is transpired. Two phase flow is defined as two distinct phases are flowing simultaneously in the pipe. The dynamics affects the interphase between involved phases thus influences the distribution of both phases through the flowing pipeline. Relative distribution between phases is defined as holdup, generally defined as liquid phase holdup, or more precisely liquid holdup. This holdup is important for flow dynamics. The estimation of liquid holdup in pipelines is very substantial in the oil and gas industry. It affects seperation design equipment and slug catching. For both horizontal, inclined and vertical conditions various models are proposed to find this term in flowing conditions. Most of the proposed studies are for specific conditions and could not be generalized to other conditions. The start of the procedure in those models are identifying the flow pattern first (each flow pattern have its own solution procedure for finding liquid holdup) then finding the liquid holdup for each case. Liquid holdup is used in friction factor calculation and as a result for finding the pressure distribution along the pipeline. Flow pattern dependent models have the difficulty for finding the accurate liquid holdup value across the flow pattern transition boundaries. Those blurred transition region phenomena may result inconsistency as flow conditions differ. Neural Networks are designed by the inspiration of neurons in living organism nervous system. Neural networks are processors for understanding the data and diagnose the relations within them thus consequently find out and solve chaotic patterns related to data. Those systems foster themselves by getting every new data in time and do not need specific problem related programming. Neural networks evolve pertinent specifications and use them as the solution process. In recent years, they are used as solution process in many industries and in many engineering problems. Compared to conventional methods (empirical or mechanistic methods) Neural networks achieve promising results in various engineering applications such as multiphase flow modeling. Flow pattern identification, liquid holdup calculation and pressure distribution calculation can be conducted in multiphase flow modeling. In this study, machine learning algorithms were applied for liquid holdup determination. We tried to find the most important parameters that affect the two phase flow by trying all combinations of parameters used in the experiments. Mathematical correlations and Neural network algorithms were applied to the problem to compare K-nearest neighbours and GRNN combined (kNN-GRNN) algorithm. K-nearest neighbours was used as clustering for GRNN algorithm. Coefficient of determination (R) and average absolute percent relative error (AAPE) are used to compare the performance of all models. Hybrid kNN-GRNN algorithm performed the best with a 0.9573 R value and 18.02% AAPE.
Değirmenköy yeraltı gaz depolama sahasının modellenmesi
The major source of energy essential to life comes from fossil fuels, and the dominant fossil fuels used today by most industrialized and developing countries are oil, coal, and natural gas. Among these fossil fuels, the natural gas is a versatile, clean-burning, and efficient fuel that is used in a wide variety of applications. According to the International Energy Agency (IEA), since the beginning of the 70s, the share of gas in the world energy balance has increased from 16 to 21% in 2008. According to the British Petroleum (BP) Statistical Review of World Energy, this share in 2010-2014 in global energy consumption was even higher - about 24%. BP forecasts that natural gas will be the fastest growing type of fuel in the next 25 years. The experts of IEA believe that the share of gas in the world energy by 2035 will increase to 25%, the gas will be the second energy source after oil, shifting coal into third place. Stable development of the gas industry and its individual factors are related to the capital investment of both new construction and in the maintenance of the achieved level. Improving the reliability of gas supply to consumers is particularly important. Consequently, one way to increase the security of gas supply is the underground gas storage facilities. Underground gas storage is an independent sub-sector of the gas industry. It plays an important role in ensuring the stability of gas supply by creating the reserve volume of gas in case of emergency situations in the gas pipeline system, which require prompt increase in supply. Involvement capacities of underground gas storage allows to balance the work of the gas supply system by increasing the productivity of the gas transportation system, or accumulating excessive amounts of commercial gas in the period of low demand. Gas is stored most commonly in underground storage facilities under pressure. These underground facilities are depleted oil and/or natural gas reservoirs, aquifers, and salt cavern formations. Natural gas is also stored in liquid or gaseous form in aboveground tanks. Gas is the major energy source consumed in Turkey. Today, Turkey needs to import substantial amount of energy since indigenous energy resources are not sufficient to meet increasing in demand. By virtue of this, the main goal of Turkish energy policies has been set as the supplying of required energy in a timely, dependable, cost-effective, environmentally sound and in a high-quality basis to support the development impulse and social progress. Turkey's energy security is closely related with the amount of gas stored. In Turkey there exist surface storage in form of tanks and underground gas storage. However, underground gas storage provides significantly large volume and meets various strategic requirements and delivery rates. At present Turkey does not have significant underground gas storage volumes comparable to other countries, despite the presence of suitable geology of both salt cavern and depleted field storage. One of the depleted underground gas storage of Turkey is the Degirmenkoy field. The Degirmenkoy is one of the two reservoirs of Silivri underground natural gas storage facility. The field is located in the Thrace region of Turkey. It is an onshore gas field located 16 km northern-west of the Northern Marmara field. The feasibility of creating gas storage in the Degirmenkoy field was examined based on process design, geologic factors, and preliminary economical analysis. The purpose of the design for an underground storage reservoir is to obtain the maximum working gas capacity for a given configuration of reservoir and surface properties under the influence of economics. The method of selecting the appropriate number of wells, wellhead pressure and base gas requirements is to fix one of the parameters and determine how the other parameters change depending on each other. In this study, the Degirmenkoy natural gas field is designed for storage purposes using RUBIS simulator. Approaches to designing the Degirmenkoy gas field as underground gas storage are as follows: - To design the current state of field maintaining the working gas capacity of 14.37 bscf for a given number of wells, reservoir and well properties. - To observe the reservoir performance of field with additional wells. The storage cycle for one year in Degirmenkoy UGS field is planned as follows: 180 days of injection period followed by 35 days of shut-in period, then 150 days production period is followed. It is assumed that all wells have the same wellbore and flow characteristics, accordingly simulated data are obtained from well #5. To achieve a desired result, firstly the model is simulated with already existing six wells. By using RUBIS simulator, two approaches for operation of the underground gas storage facility, namely the constant flow rates for both injection and production periods and the constant bottomhole and wellhead pressures are investigated. After that, new six wells are added to maximize the working gas capacity. The capacities of six wells and twelve wells are compared. In addition, the mechanical skin effect is considered. Increasing the skin factor causes to decrease the working gas capacity, which is not desirable. Hence, the efforts to minimize wellbore damage is the cause for concern. The wellhead pressure is the key parameter for defining the quantity of horsepower requirements for compressing the gas to the market. Therefore, the wellhead pressure effect on performance of the underground gas storage reservoir is studied. The result show that decreasing the wellhead pressure leads to an increase in working gas capacity for a fixed number of wells.
Performance behavior of compressed liquid geothermal reservoirs under a constant energy production scheme
A reservoir model is a utility describing the change in reservoir pressure and temperature as a function of time or cumulative fluid production. Pressure and temperature are the main parameters to consider when modelling the geothermal reservoirs. Primary objectives of geothermal reservoir modeling are to estimate production capacity of the geothermal fields, the rate of reservoir pressure decline and the effects of fluid recharge and injection on field performance. There are mainly three methods of modeling available in the literature, which are decline curve analysis, numerical modeling and lumped parameter modeling. Lumped parameter modeling, also known as zero-dimensional modeling, is a commonly used method when there is less data available at the early life of the field. In this model, reservoirs and aquifers are defined as homogeneous tanks and their average properties are used. Pressure and temperature behaviors are obtained by solving mass and energy conservation equations. In the literature, many lumped parameter (tank) models have been proposed for isothermal and non-isothermal geothermal fields. However, most of these models are valid for constant flow rate production scenario. In this study, a new non-isothermal single tank model was developed. Pressure and temperature behaviors are obtained by solving mass and energy conservation equations. With the new model developed, the temperature and pressure behaviors of the reservoir can be predicted for both scenarios, namely constant flow rate production and constant energy production scenarios. The tank system used in the model to represent the geothermal system is a reservoir tank and a recharge source. In the model, the tank is assumed to be recharged from a constant pressure source from the outer edge of the tank. Natural recharge is considered by applying the Schilthuis steady state water influx model between the recharge source and the reservoir. The main objective of this study is to compare reservoir performances under constant-energy and constant-flow production scenarios and to discuss the effects of certain parameters on reservoir performance behavior under constant energy production scenario. From this study, it is concluded that for the assumed reservoir parameters, pressure and temperature at late time for constant energy production scenario stabilize at some value like in the constant flow rate production scenario. When flow rate production is considered under constant energy production scheme, it is observed that mass flow rate is dependent on temperature and and specific heat capacity of the water. While bulk volume affects pressure and temperature at early and middle times, it has no effect on the steady state pressure and temperature under both scenarios. Under constant energy production scheme, required energy value is observed to affect reservoir steady state pressure, however, it has no effect on the steady state temperature for constant energy production scheme. It is also observed that steady state pressure and temperature are not affected by the rock porosity. Since pressure and temperature at late time depend on the injection rate, they will stabilize at different values for each case of reinjection ratio. While recharge constant has no effect on the steady state temperature, it affects steady state pressure under constant energy production scheme.
Impact of additives on well cement setting temperature and on casing design
Cement is composition of several raw materials such alumina, silica, iron and magnesium oxide that burned together in the kiln and as a result of whole process the powder is obtained. This raw material is widely used in many industries, including petroleum industry as well. In drilling operations, cement is used to provide isolation between casing and formation. It helps to hold casing string in the well properly and eliminate fluid migration from the formation in to the wellbore. In the petroleum industry, cement slurries are prepared at the surface where mainly cement is combined with water and some other additives for various purposes. According to the problems raised in the well, cement slurries are designed and pumped behind the casing throughout the well. Whereas these additives help to eliminate encountered problems in the well but meanwhile inverse effect of these components change other properties as well. For instance to additives, accelerators help to increase the rate of hydration at the early ages while retarders prevent hydration and slow hardening or having extenders in the slurries are resulted to an increase at the rate of pumpability. Particularly, in permafrost zones and in extremely deep wells designing of slurries at the surface become more challenged. Abnormal pressures and thermal loads directly affect the cement slurries or reverse, added agents in cement composition at the surface may change the physical properties of the slurry in these particular cases. In other words, internal and external alterations may affect the wellbore cement stability throughout the setting period. Natively, combination of the cement with water is an exothermic chemical reaction. However, in this study, the effects of some additives on the extra heat generation of the cement slurry has been investigated experimentally. Two different broadly used additives, friction reducer, CFR–3 and fluid – loss additive, Halad9 had been used throughout tests. Approximately 120 different samples were prepared to observe temperature track during 24 hours. Samples divided into 12 different sets where in each set of experiment, concentration of friction reducer was kept constant while concentrations of fluid – loss agent looped from 0.1% by weight of cement up to 1.0%. It would be relevant to note that all of samples are performed in the laboratory according to the API 10 B – Recommended Practice for Testing Well Cements. Obtained results from the experiments illustrated the direct effect of additives on the heat generation of cement during setting. At the different concentrations of agents, variety of temperature readings have been recorded. Maximum temperatures were recorded above 70 0C at the friction reducer concentrations of 0.3% by weight of cement. Furthermore, it was also monitored that addition of fluid – loss additive may cause to reach maximum temperatures lately and Halad9 did not let to raise temperatures in the experiments. The role of CFR–3 in the temperature contributions is higher than Halad9. After all, obtained maximum temperature readings were assessed and statistical approach applied to them. Hence variety of readings existed among the samples, a reasonable results could not be yielded from them. Nonetheless, using statistical evaluation for individual sets triggered to figure out some statistical relationship between them. Specially, the values of R - squared at the CFR-3 concentrations of 0.4% and 0.5% BWOC were high enough to set mathematical relationship between them. The value of R – squared was 0.955 for CFR-3 compositions at the 0.4 per cent concentration and 0.956 for 0.5 per cent by weight of cement. Thermal loads due to additives in the cement slurries were taken under consideration as well, particularly in the casing design and/or formation during the time period of first 24 hours. Thermal loads regarding to maximum temperatures at the early times of hydration also was studied and the magnitude of the stresses were computed. In general, these effects are not so much to hazard the casing or formation, but shall not be neglected during the designing.
Probability based volumetric "heat in-place" methods for predicting power (electricity) generation potential of liquid-dominated geothermal systems
Reserve estimation is the vital part of reservoir engineering to be able to get an idea about the accumulation and the producibility of the reserve. One should make realistic guesses about the areal extension, thickness, resource temperature, porosity, density, isobaric, volumetric specific heat capacity of reservoir rock to be able to make reserve estimations of the geothermal resource. Also recovery factor is an important input parameter having the most uncertainty in estimation of the recoverable portion of the reserve in geothermal field. It is very usual to use a volumetric probabilistic approach for the purpose of getting recoverable reserve estimations because deterministic approaches do not consider uncertainty propagation in estimation. USGS (United States Geologic Survey) and MIT (Massachusetts Institute of Technology) methods are widely used for volumetric probabilistic approaches to reserves with estimated input data distributions of the reservoir parameters (Garg and Combs, 2015), (Başel, 2010). When these methods are associated with probabilistic methods like MC (Monte Carlo) or its simple alternative Analytic Uncertainty Propagation (Onur et al. 2010), they give probabilistic results to assess the uncertainty in the estimation by using commonly used statistical markers of P10 (proved), P50 (probable) and P90 (possible). Clearly it is impossible to have an exact idea for the geothermal in-situ reserves due to the included uncertainties related to reservoir characteristics such as tectonic settlement, fracture networking, porosity, thickness, areal extension, heat flow mechanism or so. That is why researchers often use stochastic approaches instead of deterministic ones. Monte Carlo simulation or analytical based uncertainty propagation methods give results by using statistical markers P10 (proved), P50 (probable) and P90 (possible) to propagate the uncertainty. These markers represent the confidence of the estimated results belong to real geothermal reserve. "P" stands for the percentile of confidence. As an example; If one says; • The estimated P10 value is 200 MWe then that means there is at least a 90% probability (chance of occurance) that the exact, unknown reserves recovered will be equal or exceed the estimated value of 200 MWe. This is equivalent to starting that there is a 10% chance of occurance that the estimated value of 200 MWe will be equal or less than the unknown reserves recorded. • The estimated P50 value is 300 MWe then that means there is at least a 50% probability (chance of occurance) that the exact, unknown reserves recovered will be equal or exceed the estimated value of 300 MWe. This is equivalent to starting that there is a 50% chance of occurance that the estimated value of 300 MWe will be equal or less than the unknown reserves recorded. • The estimated P90 value is 400 MWe then that means there is at least a 10% probability (chance of occurance) that the exact, unknown reserves recovered will be equal or exceed the estimated value of 400 MWe. This is equivalent to starting that there is a 90% chance of occurance that the estimated value of 400 MWe will be equal or less than the unknown reserves recorded. These examples show that the P10 provides a conservative estimate of reserves, while the P90 provides an overoptimistic estimate of reserves. If the distribution of reserves is symmetrical, which is rarely the case, it could be said that P50 value has a more confidence to occur because it is closer or equal to the mean value of the real potential of reserve. However, the distribution of the reserves is usually log-normal and hence, it is usually preferable to consider the tails of the distribution (Capen 1996, 2001). For example, P10 is the value used to solicit financing from banks and these statistical markers are also required by private and government institutions or agencies to classify the potential of the oil, gas or geothermal reservoirs as well as providing finance to the projects proposed by the investors or decision makers (Capen 2001). USGS and MIT methods use arbitrarily chosen reference temperature and thermal power conversion efficiency values for their estimations without taking the second law of thermodynamic and the installed power conversion system into consideration. So this leads to overestimated results of reserve estimations, as shown by Garg and Combs (2015). Garg and Combs (2015) proposed a new method that a geothermal field must be treated with an approximation that relies on the resource temperature of the reservoir. If the reservoir temperature value is higher than 180 oC than this reservoir is proper for single or double flash power conversion system and if the reservoir temperature is between 57-180 oC then a binary power plant should be installed to be able to produce electricity from the resource efficiently. Also the input parameters used for the volumetric probabilistic reserve estimation should be chosen related and accordant to the power conversion system. Monte Carlo simulation method is the widely used method for reserve approximations in a probabilistic way and also analytical uncertainty propagation method presents an alternative analytical way to probabilistic reserve estimations giving very close resultant values in comparison to Monte Carlo simulations. In this thesis, all volumetric estimations of power generation potential based on USGS, MIT and Garg and Combs (2015) have been evaluated by MC simulation and AUP methods. The working equations of AUPM for each of the three methods have been derived in this thesis. Then, the applications of AUP method have been presented and compared with the MC simulation results applied to USGS, MIT and Garg and Combs (2015) methods. The results predicted by the new AUPM equations derived in this work showed an excellent agreement, not requiring extensive MC simulations and a commercial software use. Suggestions were made about the usage of USGS and MIT methods that give overestimated results by the usage of arbirtarily chosen reservoir input parameters. At the last section of this thesis, Garg and Combs (2015) method was applied to 25 geothermal fields of Turkey, which are amenable to power generation, by MCM and AUPM approximations. The same 25 fields were originally considered and studied by Başel in 2010 in her PhD thesis by using the MIT method. In Başel's dissertation, these geothermal fields were all treated by a reference temperature of 100 0C when estimating Turkey's power generation potential. However, today it is well known that binary power conversion plants are designed to generate electricity from resources having reservoir temperature values ranging from 57 to 180 0C. It is shown here that Garg and Combs (2015) method without any usage of arbitrary values and considering the installed power conversion system and thermodynamic properties of the produced water or the secondary fluid of the power conversion system is the best method to eliminate the subjectivity in selecting the reference (or abandonment) temperature and conversion efficiency and hence to estimate or predict the power generation of a geothermal field or country more realistically. In this thesis, it also shown that the AUPM and MC based Garg and Combs (2015) method predict the power generation of of the 25 geothermal fields of Turkey considered in Başel's PhD dissertation as P10 = 661 MWe, P50 = 1165 MWe, and P90 = 1909 MWe, based on arithmetic summation. On the other hand, for the same geothermal fields, Başel (2010) predicted the power generation potential as: P10 = 840 MWe, P50 = 1428 MWe, and P90 = 2371 MWe. As the same data for all 25 geothermal fields provided by Başel, it is clearly the MIT method used by Başel overestimates the power generation potential of Turkey based on these 25 geothermal fields.