YAKITLAR JEOLOJİSİ

GİRİŞ

Yanıcı organik bileşikler içeren ve yakacak olarak kullanılabilen kayaçlara " Fosil Yakıtlar " ya da " Mineral Yakıtlar " denir. Bu yakıtların ortak özelliği organik kökenli olmaları ve belli oranlarda C,H,N,S,O içermeleridir. Dünya Enerji Konseyi,nin sınıflamasına göre yanıcı organik maddeler üç ana gruba ayrılır Buna göre ;

1.Nafta Bitümler (Organik çözücülerde erir)	2.Kera Bitümler (Organik çözücülerde erimez	3.Kömürler
Petrol ve doğal gaz Asfaltit Bitüm	Bitümlü şeyl Kerojen Humus Sapropel	Turba Linyit Taş kömürü Antrasit

Petrol,kömür ve bitümlü şeyl arasında bazı önemli bağlantılar ve aralarında bir çok geçiş tipleri vardır. Kömür, genellikle karasal yüksek bitkilerden bataklık ortamlarında, petrol ise daha çok denizel planktonlardan denizel ortamlarda oluşmuştur. Bitümlü şeyl ise bu iki tip arasında yer almakta olup, daha çok görsel ortamlarda oluşur.

PETROLÜN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Ham petrol esasa olarak bir çok hidrokarbonların (HC) karışımından oluşur. C ve H'nin karışık bileşikleri ve reaksiyonları ham petrolü oluşturur. Karbonun yalnız hidrojen atomu ile yapmış olduğu organik bileşiklerin tümüne hidrokarbonlar denilmekte olup, petrol ve doğal gazın esasını oluştururlar. Hidrokarbonlar esas olarak iki gruba ayrılırlar. Bunlar doymuş ve doymamış hidrokarbonlardır.

1- Doymuş Hidrokarbonlar : Doymuş hidrokarbonlarda karbon atomları birbirleriyle tek bağlanmışlardır. İki gruba ayrılırlar :


a) Parafinler (C_nH_2n+2) :  Ham petrollerde en çok bulunan iki bileşenden biridir. Bu seride C_1-4 gaz,  C_1-4 sıvı > C₁₇ katıdır. Parafinler de yaptıkları bağa göre de düz zincirli veya dallanmış olarak bulunurlar.

n parafinler :( Düz zincirli parafinler ) : Bu seride C atomları birbirleriyle düz zincirli bağlar yaparlar. Bu serinin en önemli bileşikleri şunlardır. Metan (CH₄) , Etan  (C₂H₆) , Propan (C₃H₈) , Bütan (C₄H₁₀) , Pentan (C₅H₁₂), Hekzan (C₆H₁₄) , Heptan (C₇H₁₆) , Oktan (C₈H₁₈) , Nonan (C₉H₂₀) , Dekan (C₁₀H₂₂) .. . 

PETROL OLUŞUM ORTAMLARI

Bugün petrolün kökeninin organik maddeler olduğu konusunda büyün araştırmacılar görüş birliği içerisindedir. Ancak bu organik maddeden petrolün nasıl oluştuğu konusunda bazı tartışmalar vardır. Hangi teoriye göre olursa olsun, petrolün oluştuğu ortamda kesinlikle oksijen yoktur, yani anaerobik bir ortamdır. Eğer ortamda oksijen olsaydı tortular içerisinde bulunan pirit mineralleri ile petrol içindeki porfirin maddesinin bulunması imkansız olurdu. Deniz suyunun oksijensiz olabilmesi için ya çok derin olması veya akıntısız olması ya da kapalı bir havza olması gerekir. Deniz içinde yaşayan ve plankton adı verilen mikroorganizmalar da öldükleri zaman deniz dibinde tortularla birlikte oksijensiz bir ortamda çürüyerek sapropel adı verilen siyah renki organik çamurlar oluştururlar. Sapropeller de çökellerle birlikte gömülüp, diyajenez geçirerek kerojeni oluşturur.

KEROJEN : Bir havzada çökellerle birlikte diyajenez geçirmiş C, H, N, S, O elemetlerinden oluşan bitkisel veya hayvansal kökenli organik maddelere kerojen denir. Organik çözücülerde erimez. Taşlaşmış organik maddedir. Tortul havzalarda, havza tabanında özellikle ısı ve basınç nedeniyle parçalanarak hidrokarbonları oluşturur.

KAYNAK KAYA (ANA KAYA)

Jeolojik devirler boyunca önemli miktarda petrol veya doğal gaz türetmiş ve organik maddece zengin gri, siyah renkli ince taneli çökeller petrol jeolojisinde kaynak kaya olarak adlandırılır. Kaynak kayanın yaygın olarak çökeldiği ve dolayısıyla petrolün ortamlar şunlardır :

• Planktonlarca zengin denizel ortamlardaki killi, marnlı, şeylli kayaçlar. Örneğim ; şeyller, kiltaşları, marnlar
• Koloni halindeki yaşayan canlılarca zengin resifal ortamlarındaki karbonatlı kayaçlar. Örneğin; resifler ve resifel kayaçlar ( ana kaya ve hazne kayaç )
• Planktonlar ve bitki kırıntılarınca zengin delta ortamlarındaki humuslu ve killi kayaçlar. 

Canlı hayatın bol olduğu ve biriken organik maddelerin oksidasyondan korunduğu bir ortamda oluşan organik madde içeren bütün kayaçlar kaynak kaya olabilir. Denizel olan veya olmayan anaerob bir ortamda çökelmiş tortular sülfür minerallerinin bolluğu ve pelajikler dışında fosil yokluğu ile karakteristiktir. Kalıcı organik madde nedeniyle koyu renk hakimdir.

PETROL HAZNE KAYAÇLARI

Yeraltında, petrol ve doğal gazın içinde bulunduğu gözenekli kayaçlara hazne (rezervuar) kayaç denir. Petrol ile ilgili kayaçların en iyi tanınanı ve etüdü yapılanı hazne kayaçlarıdır. Bu kayaçların tanınması ekonomik yönden çok önemlidir. Çünkü petrol bakımından işletilebilir bir bölgenin varlığı her şeyden önce buradaki hazne kayacın kalınlığına ve devamlılığına bağlıdır. Bir petrol yatağı çoğu zaman hazne kayacın her yerini dolduramaz. Hazen kayacın petrol ile dolu olan kısmına hazne(rezervuar) denir ve genellikle hazne kayacın çok küçük bir bölümünü oluşturur. Genel olarak boşlukları bulunan ve bu boşlukları birbirine bağlantılı olan her kayaç, hazne kayacı olabilir. Ancak bilinen hazne kayaçların hemen hepsi tortul kayaçlardan oluşmaktadır. Hazne kayaçlar kökenlerine göre üç gruba ayrılır.

1) Kırıntılı Hazne Kayaçlar : Bu kayaçlar, eski kayaçların aşınıp, taşınıp belirli çökelme bölgelerinde birikmesiyle oluşan tortul kayaçlardır. Kırıntılı kayaçların en önemli özelliği bunların taneler ile bu taneleri birbirine bağlayan bir çimentodan oluşmalarıdır. Hazne kaya olarak en önemli kırıntılı kayacı kumtaşları oluşturur. Daha sonra siltaşı ve konglomeralar önemli yer tutar. Bunlar dünyada işletilen petrol haznelerinin yaklaşık %60'nı oluştururlar. Bazı kumtaşları sadece kuvars tanelerinden oluşmuştur. Bunlara kuvars kumtaşı denir. İçinde %25'den fazla feldspat içeren kumtaşlarına arkoz denir.

PETROL ÖRTÜ KAYAÇLARI

Hazne kayaç içinde ve kapanlarda bulunana petrol ve doğal gazların buralardan kaçmasını önleyen geçirimsiz ve ince taneli kayaçlar petrol jeolojisinde örtü kayacı olarak tanımlanmaktadır. Doğada tamamen geçirimsiz kayaç olmadığına göre, az geçirimsiz, kırıksız ve plastiği olan formasyonlar iyi bir örtü kayacı olabilirler.Eğer kapanlarda örtü kayacı bulunmazsa, buralarda petrol ve doğal gaz birikimi toplanması gerçeklenmez. bir petrol yatağında örtü kayacın kalınlığı en az 5-10 m olması gerekir. Örtü kayalar arasında en yayfını kiltaşları, karbonatlar ve evaporitlerdir.

1) Kiltaşları : Bunlar yüksek oranda kil içeren kayaçlar olup, işletilen petrol yataklarının büyük bir kısmının örtü kayasını oluştururlar. Killer hem kaynak kayacı, hem de örtü kayacı olabilirler. Killerin geçirimli olmayışlarının nedeni kendilerini oluşturan tanelerin boy ve minerolojik yapılarındandır. Ayrıca killerin kolayca şişmeleri nedeniyle kayaçlardaki kırık ve boşlukları tıkayabilirler. Killerde kırıntılı tanelerin bulunması özellikle kuvars gibi, bunların geçirimsiz ve plastik olma özelliğini azaltır. Bir kayacın örtü kayası olabilmesi için saf kilden oluşması gerekmez. Belli bir kil yüzdesine sahip kayaçlar örtü kaya görevi görürler.