FBE- Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Serpen, Umran" ile FBE- Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeKızıldere jeotermal rezervuarının teknik ve ekonomik değerlendirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2000) Serpen, Umran ; Gürkan, Argun ; 100755 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas EngineeringKızıldere jeotermal sahası 1967 yılında keşfedilmiş ilk yüksek entalpili sistemimizdir. 1976 yılına dek derinlikleri 300-1200 m'ler arasında değişen 17 kuyu delinerek yapılan geliştirme çalışmalarından sonra, biraz gecikmeli olarak 1984 yılında 20.4 MWe kapasiteli bir santral kurulup, elektrik üretimine başlanmıştır. Santralın bir türlü tam kapasiteyle çalışamaması nedeniyle, 1986 yılında 3 kuyu daha delinmiş, ancak, güç üretimi yine de, net 7.5 MWe seviyesinde kalmıştır. Bu çalışmanın ilk aşamasında Kızıldere jeotermal sahasının teknik ve teknik olmayan sorunları kısaca incelenerek, özellikle teknik sorunlardan santralın tam kapasiteyle çalışması için, çökelme ve tekrar-basmanın dikkatle araştırılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Kızıldere santralının tam kapasiteyle çalışması, jeotermal rezervuarın bugüne değin yapılmayan daha sağlıklı ve detaylı bir değerlendirilmesini gerektirdiği için, önce başlangıçtan bu güne kadar gerçekleştirilen yerbilimi çalışmaları literatür ve MTA raporlarından araştırılmış ve bunlara kişisel bilgilerimiz de eklenerek değerlendirme yapılmıştır. Yapılan çeşitli yerbilimi çalışmaları Kızıldere'de jeotermal enerji varlığını kanıtlamış ve delinen kuyular ile sahanın yayılımı araştırılmıştır. Elde edilen bilgiler sığ, fakat, süreksizlik gösteren 195-200°C sıcaklıktaki kireçtaşları ile daha derin, kalın ve süreklilik gösteren ve 200-2 10°C sıcaklık taşıyan mermerleri hazne kayaç olarak işaret etmiştir. Kızıldere jeotermal rezervuarını değerlendirebilmek için rezervuar özelliklerinin daha iyi belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada bu amaçla, gözeneklilik ve geçirgenlik gibi kayaç özellikleri yanında, akışkan kimyası, içerdiği gazlar, sıcaklığı gibi akışkan özellikleri ve bunların pVT davranışları ile rezervuarın sıcaklık dağılımı, basıncı, geçirgen bölgeleri, faz değişimleri gibi fiziksel durumları da belirlenmiştir. Bu özellikleri tesbit edebilmek için kuyu loğları, kuyu testleri, basınç ve sıcaklık ölçmeleri yanında akışkanın kimyasal analizlerinden de faydalanılmıştır. Bu değerlendirmeler sonucunda elde edilen veri ve parametreler, daha sonraki Kızıldere jeotermal rezervuarınm kapasitesinin belirlenmesi, tekrar-basma ve çökelmenin değerlendirilmesi aşaması ile sıcak su ve derin termal rezervuar olarak ifade edilen jeotermal sistemin modelinin kurulmasında kullanılmışlardır. Kızıldere jeotermal sisteminin kapasitesinin belirlenebilmesi için rezervuar büyüklüğü ve dolayısıyla taşıdığı akışkan ve ısı miktarları önemli olduğundan, çeşitli yöntemler uygulanarak bu parameterler tesbit edilmeye çalışılmıştır. Kızıldere jeotermal sisteminin ısı dengesi kurulmuştur. Jeotermal sistem kapalı olmadığı ve dışardan belli bir ölçüde beslendiği için, beslenmenin miktarı ve bileşenleri belirlenmiştir. Bu aşamada zaman içinde rezervuarda oluşan değişimler jeokimyasal XV11 parametreler yoluyla incelenmiştir. Kızıldere rezervuarımn üretim performası da incelenerek yorumlanmıştır. Tüm bu çalışmalardan elde edilen bilgi ve verilerin kullanıldığı model çalışmalarından, değişik üretim politikalarına göre, jeotermal rezervuarımn uzun dönem performası tahmin edilmiştir. Son aşamada değişik yöntemler kullanılarak sahanın kapasitesi ve buna bağlı olarak ömrü belirlenmeye çalışılmıştır. Kızıldere jeotermal rezervuarından üretilen atık suyun durumu incelenerek, B. Menderes nehrine atılan jeotermal suyun her mevsim kirlilik yarattığı ve bu önemli havzada tarıma zararlı olacağı tesbit edilmiş ve çare olarak bu suyun rezervuara tekrar-basılması önerilmiştir. Bu bağlamda tekrar-basma işlemi Kızıldere için daha önceki çalışmalardan da faydalanılarak kuramsal olarak incelenmiştir. Kızıldere rezervuarında gerçekleştirilen tekrar-basma deneyleri ve tekrar-basma sırasında soğuk ve sıcak enjeksiyon nedeniyle oluşabilecek olası çökelme de dikkate alınarak alternatif tekrar-basma stratejileri oluşturulmuştur. Kızıldere rezervuarından akışkan üretimi sırasında oluşan çökelme, kimyasal ve ekonomik boyutlarıyla incelenerek, sorunla birlikte yaşamanın en uygun yolunun mekanik yöntemler yerine inhibitor kullanımıyla olacağı kanısına varılmıştır. Ayrıca, derin termal rezervuardan yapılacak üretimde kalsit çökelmesinin oluşmayabileceğine işaret edilmiş ve bunun nedenleri üzerinde durulmuştur. Kızıldere jeotermal sahasında şimdiye dek uygulanan sondaj ve kuyu tamamlama yöntemleri, donanımları, malzemeleri ve pratiklerinin bir eleştirisi yapılarak, yeni keşfedilen derin termal rezervuardaki sıcaklığı da dikkate alan yöntem, donanım ve malzemelerin kullanılması gereğinden bahsedilmiştir. Bu bağlamda, çatlak geçirgen zonların tıkanmasını önlemek amacıyla, kullanılan klasik dolaşım sıvısı olan tatlısu- bentonit çamuru yerine laboratuvarımızda geliştirilen sepiolit ve diğer bazı killerden oluşan bir karışım önerilmiştir. Ayrıca, hızlı ve günümüzün bilgi birikimi, donanım ve teknolojisine sahip yeni bir sondaj yüklenicisinin yararlı olacağı ifade edilmiştir. Bunun yanında, kuyu canlandırma tekniği olarak kullanılan asitleme uygulamaları da incelenerek daha etken asitleme yöntemi konusunda önerilerde bulunulmuştur. Jeotermal enerji ekonomisi ve değerlendirme kriterleri konusunda genel bilgiler sunulmuştur. Kızıldere jeotermal kaynağının ekonomik değerlendirilmesi, klasik karlılık ölçütleri kullanımının yanında, hızlandırılmış proje değerlendirilmesi, risk analizi ve maliyet analizleri uygulanarak yapılmıştır. Kızıldere'de şimdiyedek yapılan yatırımları dikkate alan bir ekonomik analizde projenin bugün itibariyle kendini ödemiş görünmesine rağmen, devletin yatırımları sürüncemede bırakması, kurulu gücün yarısının üretilmesi vb. nedenlerle aslında zarar ettiği ortaya çıkmıştır. Atık sudan bir "binary" sistemle elektrik üretilmesi durumunda, bunun karlı ve yapılabilir bir hızlandırılmış proje olabileceği gösterilmiştir. Kızıldere jeotermal kaynağının elektrik enerjisi üretimiyle birlikte ısı üretiminin entegre bir şekilde kullanma olanakları için ekonomik analiz yapılmıştır. Bu bağlamda uzak ve yakın yerleşim bölgeleri ele alınarak, buralarda konut ısıtmasının ekonomisi incelenmiştir. Uzak olan Denizli kentinin ısıtılması projesi marjinal olarak nitelendirilirken, yakın bölgelerde ısıtmanın ekonomik olduğu, hatta yakın yerleşim yeri olan Sarayköy'ün soğuk tekrar-basma ile birlikte düşünüldüğünde, yapılabilir olduğu gözlenmiştir. Denizli kent ısıtmasının ekonomik olarak marjinal olması XV111 yanında, rezervuarda ciddi soğuma yaratacağı için, bu konuda Kızıldere atık suyunun kullanılmasının doğru olmadığı ifade edilmiştir. Öte yandan, gerçekleştirilen bir risk analizi sonunda, kuyular için en uygun üretim koruma borusu çapının 95/8" olduğu ortaya çıkmıştır. Yapılan bir maliyet analizinde de TPAO'nın deleceği kuyuların maliyetlerinin çok daha düşük olacağı gösterilmiştir. Kaynağın termodinamik olarak incelenmesinde kullanım veriminin %12, çevrim veriminin de %25 olduğu hesaplanmıştır. Santralın yapılan incelemesinde özellikle kondansörün optimize edilmediği ve CCh'in kondansörden alınması için fazla güç harcandığı tahmin edilmiştir. Aslında santralın bir "binary" sistem olarak kurulması durumunda % 50 daha fazla güç üretme imkanı olduğu belirtilmiştir. Sonuç olarak, Kızıldere jeotermal sisteminin bir derin termal ve bir de sığ sıcak su rezervuarından ibaret olduğu, derin rezervuarın devreye girmesiyle kurulu güç kapasitesiyle üretim yapılabileceği belirtilmiştir. Bunun yanında, rezervuar işletilmesi, sondaj ve kuyu tamamlama pratikleri konusunda da bazı öneriler sunulmuştur.