An instance for Gushing Problems Based on Circulatory Disorder in Pressurized Viscous Borings: Nevsehir – Gulsehir, Yakatarla CO2 Drilling

Yıl 2009, Cilt: 33 Sayı: 2, 117 - 141, 01.11.2009

M. Gürhan Yalçın Mehmet Şener

Öz

In the method of rotary drilling used in investigations of natural gas, petrol, geothermal souces and natural CO2, one of the problems encountered during progress is the problem of gushing evacuation problem. In order to prevent this mostly encountered problem in such drillings, no: S-1 Yakatarla Nevsehir – Gulsehir Carbon dioxide investigation drilling is chosen as pilot drilling and the detection of possible gushing problem and necessary technique precaution options for the application of this problem serve as the aim of this study. The stop of gushing problem of no: S-1 drilling is to prevent slumpingcollapse in well, continue drilling by applying suitable isolation processes and to enable the completion of the well. In the no: S-1 drilling well built in discordant alluvium on upper Miocene-Pliocene aged Tuzkoy formation, considering the formation to be sheared and underground water level, bored with 0-36 m. 15 1/2” drill, 0 to 30 m.; the outer of pipe 10” and inner part of 1 m. pipe in base part cemented as 1. isolation 1,8 gr/cm3 , 3 m3 and 1.46 m3 displacement fluid is used. Then, 29 to 60m. is bored with 9 5/8” drill and 0 to 60m. the outer of 8” pipe approximately 0,5 m 3 , inner part of 5m. pipe in base part and the field discharged by gushing approximately 3,5 m3 is cemented as 2. isolation 1,9 gr/cm3 , 4 m3 and 1,51 m3 displacement fluid is used. Moreover, 60 to 74m. is bored with 7 5/8” drill against collapse and 0 to 74m. is made 3. isolation without being cemented because of squeezing with pipe. The first sand gushing in the well occurred between 50-60m. the problem is prevented by mass mud and 2. isolation process. Later on, advancing along 60-90m. with 7 5/8”drill gushing is experienced again but the free-weight of drilling mud between 60-90m. could not prevent gushing and gas burst. During gushing, fine grained yellow/green sand approximately 5 m3 , CO2 gas and haline water outlet are observed. In order for the well to advance safely considering the pressured applied by mud on the well and gushing pressure, new mud of barite 125 kg. + bentonite 250 kg. + cement 250 kg. + clay 3 m3 mixture is prepared. Gushing is decelerated by the new mixture, gushing in the well is completely stopped by reaming process in well, advancement is sustained by keeping this rate till the completion of well. First of all 66 to 74m. has swelled too much. Advancement is sustained in high swelling featured clay stone between 90-145m., sandstone between 145-158m., clay stone between 158-170m., clay stone banded sandstone between 170-180m. and the well is stopped in clay stone between 180-205m. The equip is in the shape of 0-36m. close, 36-40m. filtered pipe. 7 ½” sleeve is fixed between upper 4. and 5. pipes. As a result of the study, it is put forward that in order to prevent gushing in drillings planned in the area the mud density should be above 1,8-1,9 gr/cm3 , and in order to carry isolation process easily; the diameter of the well start should be as wide as 22” or 25”.

Anahtar Kelimeler

Carbondioxide, rotary drilling, gushing, circulatory disorder, Nevşehir, Gulsehir, Yakatarla.

Basınçlı Akışkan Sondajlarında Dolaşım Bozukluğundan Kaynaklanan Fışkırma Sorununa Bir Örnek: Nevşehir – Gülşehir, Yakatarla CO2 Sondajı

Öz

Doğal gaz, petrol, jeotermal kaynaklar ve doğal CO2 aramalarında kullanılan dönerli sondaj yönteminde, ilerleme sırasında çıkan sorunlardan birisi de fışkırma dışarı atma sorunudur. Bu tür sondajlarda sıklıkla karşılaşılan bu sorunun önüne geçilebilmesi amacı ile S-1 Nolu Yakatarla Nevşehir - Gülşehir Karbondioksit arama sondajı pilot sondaj olarak seçilmiş ve ortaya çıkması muhtemel fışkırma probleminin belirlenmesi ve buna uygulanabilecek gerekli teknik tedbir seçeneklerinin belirlenmesi, çalışmamızın amacını oluşturmuştur. S-1 Nolu sondaja ait Fışkırma problemin durdurulmasının amacı, kuyuda yıkılma-göçmeyi önlemek, uygun tecrit işlemleri yaparak delme işlemine emniyetli bir şekilde devam etmek ve kuyunun tamamlanmasını sağlamaktır. Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı Tuzköy formasyonu üzerinde uyumsuz olarak bulunan alüvyonda yapılan S-1 nolu sondaj kuyusunda, kesilecek formasyon ve yer altı su seviyesi dikkate alınarak; 0-36 m. 15 1/2” matkapla delinmiş, 0-30 m arası 10” borunun dışı ve taban kısımda 1 m borunun içi, 1.tecrit olarak çimentolanmış 1,8 gr/cm3 , 3 m3 ve 1.46 m3 deplasman sıvısı kullanılmıştır. Daha sonra, 29-60 m arası 9 5/8” matkapla delinmiş ve 0-60 m arası 8” borunun borunun dışı yaklaşık 0,5 m3 , taban kısımda 5 m borunun içi ile fışkırmayla boşalan alan yaklaşık 3,5 m3 2.tecrit olarak çimentolanmış 1,9 gr/cm3 , 4 m3 ve 1,51 m3 deplasman sıvısı kullanılmıştır. Ayrıca, yıkıntılara karşı 60-74 m arası 7 5/8” matkapla delinmiş ve 0-74 m arası 6” boruyla sıkışma nedeniyle çimentolama yapılmadan 3. tecrit olarak yapılmıştır. Kuyuda ilk kum fışkırma problemi 50-60 m arasında olmuştur. Problem, yoğun çamur ve 2. tecrit işlemi ile engellenmiştir. Daha sonra, 60-90 m aralığında 7 5/8” matkapla ilerlenirken tekrar fışkırma ile karşılaşılmış ancak 72- 90 m arasında sondaj çamurunun özgür ağırlığı, fışkırma ve gaz patlamasına engel olamamıştır. Fışkırma esnasında, yaklaşık 5 m3 ince taneli sarı/yeşil renkli kum, CO2 gazı ve tuzlu su çıkışı gözlenmiştir. Kuyunun emniyetli bir şekilde ilerleyebilmesi için çamurun kuyuya uyguladığı basınç ile fışkırma basıncı dikkate alınarak ilk olarak barit 125 kg + bentonit 250 kg + çimento 250 kg + kil 3 m3 karışımıyla yeni çamur hazırlanmıştır. Hazırlanan yeni çamurla fışkırma yavaşlatılmış, kuyuda rayba işlemi yapılarak kuyuda fışkırma tamamen durdurulmuş, bu oran kuyunun tamamlanmasına kadar korunarak ilerleme işlemine devam edilmiştir. İlk olarak 66-74 m arası çok fazla şişmiştir. 90-145 m arası şişme özelliği yüksek kiltaşı, 145-158 m arası kumtaşı, 158-170 m kiltaşı, 170-180 m kiltaşı bantlı kumtaşlarında ilerleme sürdürülmüş ve kuyu 180-205 m kiltaşlarında durdurulmuştur. Teçhiz 0-36 m kapalı, 36- 104 m filitreli boru şeklindedir. Üstten 4. ve 5. borular arasına 7 ½” manşon takılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda bölgede yapılması planlanan sondajlarda fışkırma işlemin olmaması için çamur yoğunluğunun 1,8-1,9 gr/cm3 ’den yüksek olmasına, uygun tecrit işlemlerinin kolaylıkla yapılabilmesi için kuyu başlangıç çapının 22” ve/veya 25” gibi geniş tutulmasının gerekliliği ortaya konmuştur.

Anahtar Kelimeler

Karbondioksit, dönerli sondaj, fışkırma, dolaşım bozukluğu, Nevşehir, Gülşehir, Yakatarla.

Kaynakça

• Akpınar, K., 1999. Su Kuyularının Açılması ve İşletilmesi. Sorunlar ve Çözümleri. 696s.
• Aktimur, H.T., Tekirli, E., Yurdakul, M. E., Teoman, Ş., Keçer, M., Ateş, Ş., Sönmez, M., Öztürk,V. ve Potoğlu, S., 1987. Erzincan ve Çevresinin Arazi Kullanım Potansiyeli. MTA Genel Müdürlüğü Derleme No.8381, Ankara.
• Aktimur, H.T., Sarıaslan, M.M., Keçer, M., Sönmez, M., Özmutaf, M. ve Potoğlu, S., 1994. Nevşehir İlinin Arazi Kullanım Potansiyeli. MTA yayınları, No 9698, 35s.
• Atabey, E., Papak İ., Tarhan N., Akarsu B. ve Taşkıran M.A., 1987. Ortaköy (Nide) – Tuzköy (Nevşehir) – Kesikköprü (Kırşehir) Yöresinin Jeolojisi. MTA yayınları, No 8156, 64s.
• Aydın, N., 1984. Orta Anadolu Masifinin Gümüşkent B.(Nevşehir) Dolayında Jeolojik Petrografik İncelemeler. MTA .Jeoloji Etüdleri Daire Bşk. Saydamer – Gün Kitaplığı Arşiv No:206.
• Batum, İ., 1978. Nevşehir Güneybatısındaki Göllüdağ ve Avcıgöl Volkanitlerinin Jeokimyası ve Petrolojisi. Yerbilimleri Dergisi, c.4, S 1-2. 70-88.
• Boran, Ş., Yalçın, M.G., Sönmez M. ve İlhan S., 2005. Kemerhisar (Niğde) Karbondioksit Yatağının (İçeren Birimlerin) Stratigrafisi. Ipetgas, Türkiye 15. Uluslarası Petrol ve Doğalgaz Kongre ve Sergisi, 11-13 May 2005, S 36, Bilkent, Ankara.
• Buchard, W.S., 1953 ve 1954. Yaz aylarında Orta Anadoluda yapılan 1/100.000 lik Jeolojik Harita Çalışmaları .MTA Rapor No:2675. Can, B., Yalçın, M.G. ve Aker, M., 2005.
• Kemerhisar (Niğde) Karbondioksit Yatak ve Tesislerinin Durumları. Ipetgas, Türkiye 15. Uluslarası Petrol ve Doğalgaz Kongre ve Sergisi, 11-13 May 2005, 37s, Bilkent, Ankara.
• Erkan,Y. ve Ataman , G., 1981. Orta Anadolu Masifi (Kırşehir yöresi) Metamorfizma Yaşı Üzerine K/Ar Yönetimi İle Bir İnceleme. Yerbilimleri, S. 8, 27-30 Ankara.
• Ercan T., Köse C., Akbaşlı A. ve Yıldırım T., 1987. Orta Anadolu’da Nevşehir – Niğde – Konya Dolaylarındaki Volkanik Kökenli Gaz Çıkışları. C.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Seri A, C.4, S. 1.
• Ercan, T., Akbaşlı, A., Yıldırım, T., Fişekçi, A., Selvi,Y., Ölmez, M. ve Can, B., 1991. Acıgöl (Nevşehir) Yöresindeki Senozoyik Yaşlı Volkanik Kayaçların Petrolojisi. MTA Derg. No. 113, 31-44, Ankara
• Innocenti, F., Mazzuqli, R., Paquare, G., Radicati, B.F. and Willari, L., 1975. The Neogene Calcalkaline Volcanism Of Central Anatolia: Geochronological Data On. Kayseri-Niğde Area. Geol. Mag. 112 (4), pp. 349-360 (printed in Great Britain).
• Kayakıran, S., 1979. Gülşehir Kaya Tuzlası Etüd ve Aramaları Açılanma Evreleri. MTA Rapor No: 6606.
• Pisoni, C., 1961. Ortaköy (Aksaray), Nevşehir, Avanos ve İncesu Bölgelerinin Jeolojisi ve Petrol İmkanları. MTA Rap no: 2839.
• Rüma, M.M., 2006. Su Sondajı El Kitabı. Sondaj Dünyası Eğitim Yayınları 1, 272s.
• Sassano, G., 1964. Acıgöl Bölgesinde Neojen ve Kuvaterner Volkanizması. MTA Rap.No:6841.
• Seymen, İ., 1981. Kaman (Kırşehir) Dolayında Kırşehir Masifinin Stratigrafisi ve Metamorfizması. TJK Bült. 24/2 s. 101-108.
• Seymen, İ., 1982. Kaman Dolayında Kırşehir Masifinin Jeolojisi. İTÜ Maden Fak. Doç. Tezi, 164s.
• Seymen, İ., 1984. Kırşehir Masifi Metamorfitlerinin Jeolojik Evrimi. TJK Ketin Simpozyumu, 133-148.
• Şahin, Z., Yalçın, M.G., Karakurt C., ve Aker M., 2005. Kemerhisar (Niğde) Karbondioksit (CO2) Gazının Çıkarılmasında Uygulanan Sondajcılık İşlemi. Ipetgas, Türkiye 15.
• Uluslarası Petrol ve Doğalgaz Kongre ve Sergisi, 11-13 May 2005, 38s, Bilkent, Ankara.
• Tromp, S.W., 1942. Niğde-İncesu-Kızılırmak ve Tuzgölü Arasında Bulunan Mıntıkaların Jeoloji Etüdü. MTA Rapor No. 14.
• Yalçın M.G., 2007. Kemerhisar (Niğde) Yöresi Doğal Karbondioksit (CO2) Gazının Özellikleri ve Üretim Tekniği. Geosound, 50/51: 167-184.
• Yalçın, M.G. ve Şahin, Z., 2005. Rotary Sondaj Yöntemi İle Karbondioksit (CO2) Gazının Çıkarılma İşlemleri ve Karşılaşılan Problemler. Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20 (4), 55-64.
• Yalçın M.G. ve Coşkun B., 2008. Kemerhisar (Niğde) Bölgesindeki 11 Nolu CO2 Kuyusundan Çıkan Gaz Debisinin Hesaplanması. Çukurova Üni, Prof.Dr.Servet YAMAN Maden Yatakları - Jeokimya Çalıştayı, 38-39, Adana.
• Yalçın M.G. ve Çevik Ö., 2008. Doğal Karbondioksit Amaçlı Sondaj Kuyusunda (S11 Kemerhisar) Kullanılan Öteleme Sıvısı Yardımıyla Basmalı Tecrit Yöntemi. Çukurova Üni, Prof.Dr.Servet YAMAN Maden Yatakları - Jeokimya Çalıştayı, 35-38, Adana.