Bir sondajın yapılması sırasında, kuyuya sirküle ettirilen sıvılara sondaj sıvısı denir. Sondaj sıvıları döner sondajla birlikte ortaya çıkmıştır. İlk kullanılan sondaj sıvısı su olmuştur. Zamanla diğer sıvılar geliştirilmiştir. Bunlar arasında en çok kullanılan kil ve su karışımı olup, " sondaj çamuru " olarak adlandırılır. Günümüzde yaygın olarak " sondaj çamuru " terimi kullanılmaktadır. Sondajın amacı, geçilen formasyonların özelliklerine ve derinliğe göre değişik sondaj çamurları geliştirilmiştir.
Sondaj Çamurunun Görevleri : Sondaj çamuru/sıvıları, sondajın sürekli yapılabilmesini sağlamak amacıyla başlıca şu görevleri yapar :
a) Kırıntıların yeryüzüne taşınması : Yeraltında matkap tarafından kesilen kayaç parça ve kırıntılarının ortamdan uzaklaştırılarak tabanın devamlı temiz tutulması ve matkabın rahat çalışmasını sağlamaktır. Kayaç kırıntıları tabandan ne kadar hızlı taşınırsa sondajın ilerlemesi o kadar çabuk olur. Parçaların yukarıya doğru taşınabilmesi için, çamur içindeki düşüş hızlarının çamurun yükseliş hızından az olması gerekir. Çamur içindeki kesintiler sirkülasyon esnasında metal kısımların aşınmasına sebep oldukları gibi çamur akış özellikleri, pasta oluşumu ve sıcaklık mukavemeti yönünden de olumsuz rol oynamaktadır.
a) Sondaj Çamurunun Özellikleri
Yoğunluk : Sondajın ilerleme hızı üzerine etki eder.İlerleme hızının yüksek olabilmesi için düşük değerde tutulmalıdır. Artan yoğunlukla sıvı sütununun hidrostatik basıncı artar.Yüksek basınçlı formasyonların geçilmesi için bu artım gereklidir. Ancak yüksek hidrostatik basınç zayıf formasyonları delerek çamur kaçaklarına sebep olabilir. Bentonit çamurlarının yoğunluğu 1.125-2.5 arasında değişir. Yoğunluk hidrometre veya çamur terazisi ile ölçülür.
Su kaybı( Filtrasyon suyu) : Kil ile hazırlanan çamurlarda bir kısım su serbest haldedir. İyi çamurdaki filtrasyon suyunun az olması gerekir. Su filtre olurken filtre kağıdı üzerinde bir pasta olmuştur. Pastanın kalınlığı filtrasyon suyu miktarı miktarı ile orantılıdır. Filtrasyon geliştirilmiş "standart filtre presleri" yardımıyla ölçülür.
Viskozite : Viskozite akmaya karşı gösterilen direnç olarak tanımlanır. Bir akışkanın akmaya karşı göstereceği direnç(viskozite) ne kadar fazla ise, hareket eden noktalar arasındaki hız farkı da o kadar fazla olacaktır. Hızın değişim değerleri uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır. Hız ve kuvvet arasındaki orantıyı eşitlik haline getirmek için kullanılan değer viskozitedir. Sondaj teknolojisinde viskozite Fann viskozimetresi denilen bir aletle ölçülür. Sondaj kulelerinde viskozite ölçmelerinde Marsh Hunisi denilen huni kullanılır. 1.5 litre hacmi olan bu huni çamurla doldurulur ve huninin altından çamurun akış hızı ölçülür.Bu ölçme iki kademede yapılır. Birinci kademede çamurun ilk bir litresinin akış zamanı, ikinci kademede ise tümünün akış zamanı ölçülür. İyi bir çamurda bu değerler 40-70 saniyedir.
Su kaybı( Filtrasyon suyu) : Kil ile hazırlanan çamurlarda bir kısım su serbest haldedir. İyi çamurdaki filtrasyon suyunun az olması gerekir. Su filtre olurken filtre kağıdı üzerinde bir pasta olmuştur. Pastanın kalınlığı filtrasyon suyu miktarı miktarı ile orantılıdır. Filtrasyon geliştirilmiş "standart filtre presleri" yardımıyla ölçülür.
Viskozite : Viskozite akmaya karşı gösterilen direnç olarak tanımlanır. Bir akışkanın akmaya karşı göstereceği direnç(viskozite) ne kadar fazla ise, hareket eden noktalar arasındaki hız farkı da o kadar fazla olacaktır. Hızın değişim değerleri uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır. Hız ve kuvvet arasındaki orantıyı eşitlik haline getirmek için kullanılan değer viskozitedir. Sondaj teknolojisinde viskozite Fann viskozimetresi denilen bir aletle ölçülür. Sondaj kulelerinde viskozite ölçmelerinde Marsh Hunisi denilen huni kullanılır. 1.5 litre hacmi olan bu huni çamurla doldurulur ve huninin altından çamurun akış hızı ölçülür.Bu ölçme iki kademede yapılır. Birinci kademede çamurun ilk bir litresinin akış zamanı, ikinci kademede ise tümünün akış zamanı ölçülür. İyi bir çamurda bu değerler 40-70 saniyedir.
b) MUHAFAZA BORUSU
Sondaj sırasında ve sondaj bittikten sonra kuyuya çelik borulardan oluşan bir boru dizini indirilir. Buna " muhafaza borusunun dizini " (casing) denilir. Bir sondaj kuyusuna muhafaza borusu indirilmesinin sebebi şunlardır
- Kuyunun göçmesini önlemek,
- Yeryüzüne yakın yerlerdeki yeraltı suyunun kirlenmesini önlemek,
- Su içeren formasyonları tutmak,
- Suyun üretilen petrole karışmasını önlemek,
- Basınç kontrolünü mümkün kılmak,
- Petrol üretim aletlerinin kuyuya indirilip,çalışmasını kolaylaştırmak,
Muhafaza borusu dizisi üç gruba ayrılır.
a) Yüzey muhafaza borusu : Yeryüzüne yakın kısımlarda çamurun formasyonların içine kaçmasını ve yer altı suyunun kirlenmesini önlemek amacıyla indirilir.Derinliği birkaç yüz metreyi geçmez.
b) Ara muhafaza borusu : Bunlar genellikle sondajın devamını imkansız kılacak formasyonlarla karşılaşıldığında, bu formasyonların etkisini önlemek amacıyla indirilirler.Diper bir kullanım amacı,petrol ve doğal gaz sondajlarında gaz ve petrol fışkırtmlarına karşı kullanılacak kuyu başı donanımının tespitidir.Uzunlukları ve inilecek derinlik geçilecek formasyonların yapısına göre değişebilir.
c) ÇİMENTO VE ÇİMENTOLAMA
Çimento : Sondajlarda çimento değişik amaçlarla kullanılır. Bunların başında kuyudaki muhafaza borularının çimentolanması gerekir. Sondaj kuyularında kullanılarak çimentolar API tarafından standardize edilmişlerdir. Kuyuya enjekte edilen harcın viskozite,koyulaşma zamanı ve mukavemeti en önemli fiziksel özelliklerdendir.Bunlardan viskozite ve koyulaşma zamanı, harcın enjeksiyonu süresince pompalanabilirliği yönünden ayrı bir önem taşırlar.Çimento harçları gerçek anlamda akışkan olmadıklarından viskozite deyimi bunlar için çok kullanılma.Bunun yerine "koyuluk" deyimi kullanılır ve birimi "poise"dir.Koyulaşma zamanı koyuluğun 100 poise'a erişmesi için geçen zaman olarak tanımlanır.Sıcaklık ve basınç koyulaşma zamanını azaltıcı yönde etkiler.
Kullanılacak derinlik ve basınç etkisine göre çimentolar şu gruplara ayrılır
Kullanılacak derinlik ve basınç etkisine göre çimentolar şu gruplara ayrılır
- A sınıfı çimentolar : 6000 ft derinliğe kadar kullanılabilirler
- B sınıfı çimentolar : 6000 ft derinliğe kadar kullanılabilirler.Normal ve sülfata çok dayanıklı iki türü vardır.
- C sınıfı çimentolar : 6000 ft derinliğe kadar kullanılabilirler.Çabuk donarlar.Normal sülfata çok dayanıklı iki türü vardır.
- N sınıfı çimentolar : 6000-9000 ft arası derinliklerde kullanılırlar.Oldukça yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklıdırlar.Çabuk donarlar.Normal ve sülfata çok dayanıklı iki türü vardır.
d) KAROTİYERLER
Daha doğru ve daha iyi bir litolojik tanımlama ve tayin yapabilmek,prozite,permabilite,
saturasyon(doygunluk) ve tenör değerlerini kesin olarak öğrenmek amacıyla kesilen formasyondan silindirik örnek alma işlemine karot alma,alınan örneğe de karot denir.Karot alma işleminin yapıldığı donanıma da karotiyer adı verilir.Başlıca karotiyer tipleri şunlardır.
a) Normal karotiyerler : 2 tipi vardır.
saturasyon(doygunluk) ve tenör değerlerini kesin olarak öğrenmek amacıyla kesilen formasyondan silindirik örnek alma işlemine karot alma,alınan örneğe de karot denir.Karot alma işleminin yapıldığı donanıma da karotiyer adı verilir.Başlıca karotiyer tipleri şunlardır.
a) Normal karotiyerler : 2 tipi vardır.
- İki tüplü karotiyer : En çok kullanılan karotiyer tipidir.Lamlı veya rulolu karot matkabının bağlı olduğu bir dış tüp ile karotu muhafazaya yarayan bir iç tüpten meyadana gelmiştir.Matkap ilerledikçe karot tüp içinde yükselmeye başlar.Sarsıntı sebebiyle karotun düşmemesi için karotiyerlerin alt ucunda, matkabın hemen üstünde karot tutucu bulunur. Bu tip karotiyerlerde karot randımanı %20-100 arasında değişmektedir. Ortalama randıman %70 civarındadır.Boyları 6m. kadardır.
- Tek tüplü karotiyerler ( Tijler içinden indirilen) : Karot alınması istenilen derinlikte normal ilerleme durdurularak borular(tij) içinden karotiyer bırakılır. Bu durumda karot matkabı esas sondaj matkabının ortasındaki boşluktan dışarı çıkar.Karot alındıktan sonra özel bir kablo yardımıyla boruların içinden geri çekilir. Bu rada alınan karotların boyutları küçüktür.
DRILL STEM TEST( FORMASYON TESTİ)
Sondaj sırasında ve sondajı aksatmadan,kuyuda rastlanılan veya tahmin edilen petrol veya gazlı seviyelerin ekonomik ve fiziksel değerleri hakkında fikir edinmek için yapılan işleme Drill stem Test (DST) denir. Test yapmaya yarayan alete testör veya test aleti denir.
Test aleti kuyu içine ve istenilen seviyeye tijlerin ucuna eklenerek indirilir.Alet içinde yukarıdan kumanda ile açılıp, kapanabilen bir kapak vardır.Ayrıca dışında kaucuktan yapılmış packer denilen bir kısım vardır. Packer istenilen seviye karşısında şişirilerek kuyuyu iki kısma ayırmaya yarar.Ayrıca alete bağlı birde basınç kayıt edici bulunur.
Test esnasında kuyu jeoloğuna çok önemli görev düşmektedir.
Test aleti kuyu içine ve istenilen seviyeye tijlerin ucuna eklenerek indirilir.Alet içinde yukarıdan kumanda ile açılıp, kapanabilen bir kapak vardır.Ayrıca dışında kaucuktan yapılmış packer denilen bir kısım vardır. Packer istenilen seviye karşısında şişirilerek kuyuyu iki kısma ayırmaya yarar.Ayrıca alete bağlı birde basınç kayıt edici bulunur.
Test esnasında kuyu jeoloğuna çok önemli görev düşmektedir.
- Testi yapılması istenilen tabakanın doğru tespiti
- Packer'in oturacağı yerin seçiminin doğru yapılması.
İdeal test diyagramı ;
Devreler :
- Test aletinin kuyuya indirilmesi ve yerleştirilmesi
- İlk akış devresi
- İlk kapama devresi
- Son(ikinci) akış devresi
- Son(ikinci) kapama devresi
- Test aletinin çıkışı
4) SONDAJ ÇEŞİTLERİ
Çok çeşitli amaçlar için sondajlar yapılmaktadır. Birkaç metreden 11 bin metreye varan sondajlar vardır.Önemlerine göre sondaj tipleri şunlardır : Petrol sondajları, su sondajları,maden sondajları,temel sondajlar,enjeksiyon sondajları vs.
a) Petrol sondajları : Sondajcılıkta ilk akla gelen sondaj çeşididir. Petrol sondajları derin sondajlardır. 500 metreden 5-6 bin metreye kadar derinliğe ulaşan petrol sondajı vardır. Petrol aramaları ve sondajları çok uzun süren çok pahalı sondajlardır. Petrol sondajları karalarda, sığ denizlerde ve derin denizlerde olmak üzere üç farklı yapılabilmektedir.
a) Petrol sondajları : Sondajcılıkta ilk akla gelen sondaj çeşididir. Petrol sondajları derin sondajlardır. 500 metreden 5-6 bin metreye kadar derinliğe ulaşan petrol sondajı vardır. Petrol aramaları ve sondajları çok uzun süren çok pahalı sondajlardır. Petrol sondajları karalarda, sığ denizlerde ve derin denizlerde olmak üzere üç farklı yapılabilmektedir.
- Karalarda yapılan petrol sondajları : Bu sondajlar karalarda yürütülen petrol arama çalışmalarında yapılan sondajlardır. Sondaj donanımı olarak büyük çelik kuleler,platformlar,pompalar,motorlar,çamur tankları ve diğer donanımlardan oluşurlar.Sondajın ilk 100 metrelik bölümü geniş çaplı matkaplarla açılır ve kuyu çapına uygun geniş bir muhafaza borusu yerleştirilerek çimentolanıp sabitlenir.Daha sondaja bu borunun içinden daha küçük çaplı bir matkapla devam edilir. Yaklaşık 900 ile 1100 metreler arasına inildiği zaman kuyuya yüzeyden muhafaza borusu indirilerek çimentolanır ve sabitlenir. Sondaja daha küçük çaplı bir matkapla devam edilir.Kuyu derinliği 2200 metreye inildiği zaman tekrar yüzeyden ve diğer boruların içinden geçecek şekilde yeni muhafaza borusu indirilip, betonlanır ve sabitlenir. Sonra sondaja daha küçük çaplı bir matkapla devam edilir.
a) Temel sondajlar
Büyük yapıların ve uzantılarının üzerine oturacağı doğal zeminlerin özelliklerini tespit etmek ve zeminle bunlar arasında uyumsuzluklar varsa, bunların sondaj yöntemleri kullanarak gidermek için yapılan sondajlara " temel sondajları" adı verilir. Temel sondajlarının en önemli amacı, sondaj yapılan zemini incelikli olarak öğrenmek ve özelliklerini tespit etmektir.Temel sondajları iki gruba ayrılır.
a) Temel etüd sondajları : Baraj,gölet,hidroelektirik santral, regülatör ve gibi büyük su yapıları ile köprüler,enerji santralları, fabrikalar ve bunlara benzer diğer büyük yapıların oturacakları zeminin doğal yapısını ve özelliklerini öğrenmek amacıyla yapılan sondaj işleminin tümü " temel etüd sondajları " olarak adlandırılır.
Bu sondajların amacı, zemini oluşturan tabakların cinsi, niteliği,derinliği ve kalınlığı gibi jeolojik özellikleri ile su içeriği,boşluk durumu,taşıma gücü, elastisite modülü, içsel sürtünme açısı,kohezyonu vs. gibi özellikleri beklenir.Bu veriler sondaj sırasında yapılan işlemler,deneyler ve sondaj sırasında alınan örnekler üzerinde yapılacak laboratuar deneyleri ile tespit edilirler.
a) Temel etüd sondajları : Baraj,gölet,hidroelektirik santral, regülatör ve gibi büyük su yapıları ile köprüler,enerji santralları, fabrikalar ve bunlara benzer diğer büyük yapıların oturacakları zeminin doğal yapısını ve özelliklerini öğrenmek amacıyla yapılan sondaj işleminin tümü " temel etüd sondajları " olarak adlandırılır.
Bu sondajların amacı, zemini oluşturan tabakların cinsi, niteliği,derinliği ve kalınlığı gibi jeolojik özellikleri ile su içeriği,boşluk durumu,taşıma gücü, elastisite modülü, içsel sürtünme açısı,kohezyonu vs. gibi özellikleri beklenir.Bu veriler sondaj sırasında yapılan işlemler,deneyler ve sondaj sırasında alınan örnekler üzerinde yapılacak laboratuar deneyleri ile tespit edilirler.
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)