Petrol Üretim Süreçleri

Petrol aramalarında ana hedef petrol kapanlarının saptanmasdır. Bu nedenle petrol aramaları jeolojik açıdan özel bilgi ve teknik gerektirmektedir. Petrolün içinde toplandığı kapanları arayıp bulmak, sondaj yapılacak yerleri saptamak, petrol jeologları ve jeofizikçilerinin görevidir. Petrol kapanları yeryüzünde birkaç yüz metre derinlikte olabileceği gibi binlerce metre derinde de olabilmektedir. Petrol aranacak yerlerde aranan başlıca özellikler şunlardır (Kuleli, 1981):

 Arazinin geçmiş jeolojik çağlarda deniz olması

 Hayvansal ve bitkisel parçacıklar bakımından zengin bir tortu tabakasının bulunması ve bunun oluşabilecek petrolü koruyabilecek biçimde gözenekli bir kum tabakası ile temasta olması

 Petrolün toplandığı gözenekli tabakanın sızdırmaz başka bir tabakanın üzerinde bulunması

 Arazinin eğilme kuvvetinin etkisi altında petrolün toplanabileceği sınırlı tabakalar meydana getirmiş olması

Yeraltındaki petrolün varlığını doğrudan gösteren hiçbir yöntem yoktur. Petrol aramacılığında ilk evre, hidrokarbonların mevcut olabileceği jeolojik açıdan uygun yerleri tespit etmektir. Bu aşamada havadan ve uzaydan çekilmiş fotoğraflardan sıklıkla yararlanılmaktadır. Petrol aranacak yörenin öncelikle sedimanter (tortul) kayalardan oluşması gereğinin yanı sıra, petrol oluşturması muhtemel ana kayanın,

oluşan petrolün içinde birikebileceği hazne kayanın, hazne kayanın içinde petrolü kapanlayıp kaybolmasını önleyecek örtü kayanın varlığı gibi hususlar öncelikle göz önünde bulundurulmalıdır. Ayrıca bölgedeki kaya çeşitleri ile bunların yayılışlarının, konumlarının ve jeolojik yaşlarının, yerkabuğundaki kıvrım ve kırıkların oluşturduğu yapısal şekillerin belirlenmesi, kayaların çökelme ortamlarının araştırılması gerekmektedir. Bütün bu bilgilerin toplanması için koordinasyonun sağlanması gerekmektedir (PİGM, 2008).

Petrol ve gaz sahalarının bulunması için öncelikle jeolojik etütler yapılmaktadır. Bunu yerkabuğunun çeşitli fiziksel özelliklerini ölçen, başta sismik olmak üzere gravite, manyetik ve rezistivite gibi jeofizik etütler izlemektedir. Yeraltındaki hidrokarbon birikintilerini bulmak için en çok kullanılan yöntem olan sismik yöntemde; suni bir kaynaktan yeraltına gönderilen ses dalgaları çeşitli kayalardan yansıyarak yeryüzüne dönmekte ve dönen bu ses dalgaları “jeofon” adı verilen aletlerle kaydedilmektedirler (Şekil 2.5). Bu kayıtlar karmaşık bilgisayar programları ile izlenerek yorumlanmakta ve muhtemel petrol birikintilerinin yerleri tespit edilmektedir. Yeraltındaki bir petrol ve gaz rezervuarının mevcudiyeti ancak kuyu açarak belirlenebilmektedir. Sahada yapılan jeolojik ve jeofizik çalışmalar neticesinde toplanan bilgiler değerlendirildikten sonra, rezervuar teşekkülüne uygun şartların bulunduğu tespit edilen yerlerde sondaj yapılmasına karar verilmektedir. Tespit edilen noktaların sondajı, petrol aramacılığı zincirinin son halkasını oluşturur.

Sondaj

Yeni bir petrol sahası bulma amacıyla açılan ilk kuyuya “arama kuyusu” denmektedir. Bu kuyuda petrol veya gaz bulunursa, kuyu “keşif kuyusu” olarak adlandırılır. Kuyuda petrol veya gaz bulunmaz ise “kuru kuyu”, yalnızca su bulunması durumunda ise “sulu kuyu” olarak isimlendirilir. Keşif kuyusundan sonra, aynı rezervuar üzerinde keşfi teyit etmek ve sahanın büyüklüğünü belirlemek amacıyla açılan kuyulara “tespit kuyusu” denmektedir (PİGM, 2008). Şekil 2.6‟da bir tespit kuyusu görülmektedir.

ġekil 2.6 : Tespit kuyusu - atbaşı sistemi.

Dünyada petrol aramak için ilk sondaj 1859 yılında Amerika`da yapılmış ve 23 metre derinlik yaklaşık 2 yıla yakın bir zamanda delinmiştir. Bugün dünyada araştırma amaçlı düşey olarak delinmiş en derin sondaj kuyusu Rusya‟da olup derinliği yaklaşık olarak 9.000 metre civarındadır. Türkiye‟de ise en derin sondaj kuyusu Antalya civarında delinen Demre-1 kuyusu olup 6.111 metredir. Bugün Türkiye‟de petrol üretimi yapılan kuyuların ortalama derinliği 1.350 – 2.500 metre arasında değişmektedir (PMO, 2008).

Kuyu Tamamlama

Bir kuyuyu tamamlamaktaki temel hedef, üretilmek istenilen rezervuar akışkanlarına etkin bir iletişim sağlamak ve bunu sürekli kılacak yöntemleri temin etmektir. Kuyu tamamlama işi ve teknolojisi sürekli değişmektedir. Temel hedef marjinal rezervuarlardan hidrokarbonların etkin ve ekonomik kurtarımıdır. Türkiye‟deki petrol ve doğalgaz kuyularının genellikle çok düşük geçirgenlikli, asfaltin ve parafin

içeriğinin yüksek olması hidrokarbon üretimini olumsuz kılmaktadır. Jeotermal kuyularda da karbonat çökelmesi ve kabuklaşma problemleri yaşanmaktadır. Bu sorunları aşmak için özel kuyu tamamlama ve canlandırma işlemlerinin uygulanması zorunludur.

Kuyu tamamlama işlemleri hidrokarbonun doğal gaz ya da petrol oluşuna göre farklılık göstermektedir. Yapı, bir doğal gaz rezervuarıysa yüzeye vana sistemleri kurulmaktadır. Yapı, petrol rezervuarıysa kuyu içine ve yüzeye petrolün kalitesine göre farklı özellikte pompa sistemleri yerleştirilmektedir. Kuyudan çıkan hidrokarbonların bir üretim sahasına ulaştırılması için boru hatları kurulmakta ve hidrokarbonlar bu hatlarla, bazen önce ara istasyonlara, ardından da üretim sahasına iletilmektedir.

Üretim

Herhangi bir bölgedeki rezervuarlarda bilinen petrol ve gaz miktarı “yerinde rezervi” oluşturmaktadır. Bu miktarın ne kadarının üretilebileceğini gösteren değere “üretilebilir rezerv” denmektedir. Üretilebilir petrol oranı, petrolün niteliğine, hazne kayanın gözeneklilik ve geçirgenlik özelliğine bağlıdır. Bu oran ülkemizde, sahaların niteliğine göre, %5 ile %44 arasında değişmektedir. Bu oranlar dışındaki petrol yeraltında kalmakta ve üretilememektedir (PİGM, 2008).

Petrol bulunan alanın büyüklüğü ve üretilebilir petrol miktarı saptandıktan sonra, bu petrolü yeryüzüne çıkarmak için yeterli sayıda kuyu açılmaktadır. Çıkarılan petrol boru hatları ile toplama istasyonlarındaki büyük tanklara, buradan da rafinerilere taşınmaktadır. Ham petrol rafinerilerde çeşitli petrol ürünlerine (likit gaz, benzin, motorin, gazyağı, fuel-oil, asfalt, madeni yağ vb.) dönüştürülmekte ve bu ürünler tüketicinin hizmetine sunulmaktadır. Doğalgaz ise yeryüzüne tamamen kendi basıncı ile çıkmakta ve rafineri işlemine bağımlı olmaksızın daha basit işlemlerden sonra doğrudan tüketicinin hizmetine sunulmaktadır.

Yeraltında gözenekli ve geçirgen bir ortamda bulunan hidrokarbonun rezervuardan kuyuya akmasını sağlayan temel mekanizmalar; üretimle oluşacak basınç düşüşü ile kayaç genleşmesi, petrolün içinde erimiş halde bulunan gazın basınç düşüşü ile serbest hale gelerek genleşmesi, su basıncı ve gravite etkisidir. Petrol, yeryüzüne açılan üretim kuyularından, petrol haznesinin basıncı yeterli ise kendiliğinden çıkmakta, basınç yeterli değil ise pompalar yardımı ile çıkarılmaktadır. Dünyada bu

konuda uygulanan belli başlı sistemler; kuyuya gaz enjeksiyonu ile üretim, hidrolik, atbaşı, burgu, elektrikli dalgıç pompa sistemleridir. Dünyada kullanımı en yaygın olan pompa sistemi tipi atbaşı pompalardır. Rezervuardaki hidrokarbonların bu mekanizmaların yardımı ve doğal enerjisi ile kuyu içine akmasıyla gerçekleştirilen üretime “birincil üretim” denmektedir. İkincil üretim yöntemleri ise rezervuara çeşitli sıvıların enjekte edilmesi ile nihai üretimin arttırılmasına yöneliktir (PİGM, 2008).

Büyük miktarlarda petrolü karadan taşımak için boru hatlarından yararlanılmaktadır. Petrolü denizden taşımak için tanker denen özel olarak tasarlanmış gemiler kullanılmaktadır. Bu tankerlerin çok büyük bir bölümü petrol bölmelerine ayrılmıştır. AyrıĢtırma

Petrol çıkarıldığı gibi kullanılırsa çok sınırlı fayda sağlayacağı için, içerdiği hidrokarbonlar kısımlara ayrılarak kullanılma alanı genişletilmektedir. Böylece ticari değeri yüksek olan pek çok ürün elde edilmektedir.

Ham petrol, rafinerilerde (ayrıştırma tesisleri) benzin ve gazyağı gibi petrol ürünlerine ayrıştırılmaktadır. Bu değişik ürünler farklı sıcaklıklarda buharlaşmaktadır. Bu özellikten yararlanılarak, ayrımsal damıtma denen yöntemle, bu ürünler ham petrolden ayrılabilir. Böylece fueloil, bitüm, mazot gibi ürünler elde edilmektedir.

Damıtma, ayrıştırma birinci aşamasıdır. Ham petrol rafineride, değişik ürünlerin istenen miktarlarda elde edilebilmesine olanak verecek biçimde işlenebilmektedir. Yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen bir işlem olan “parçalama” ile ağır ürünler daha hafif bileşenlerine ayrılmakta ve böylece, elde edilen benzin miktarı artmaktadır. Parçalama işleminde, büyük taşların parçalanıp çakıl haline getirilmesi gibi, moleküllerin bazıları da ısı ve basıncın etkisiyle parçalanmakta ve daha hafif moleküller elde edilmektedir.

“Biçimlendirme” işlemi ise arıtma sürecinin en önemli aşamasıdır. Bu aşama yüksek sıcaklık ve basınçta gerçekleştirilen ve moleküllerin büyüklüklerinden çok biçimlerini değiştirmeye yönelik bir işlemdir. Bu işlemle hidrokarbon zincirlerinin biçimi değiştirilmekte ve bunlar “aromatik” bileşikler denen benzen halkalı bileşiklere dönüştürülmektedir. Üstün nitelikli benzin bu aşamada elde edilmektedir (Genbilim, 2008).

2.2. Doğalgaz