FBE- Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/136

Gözat

Başlık ile FBE- Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Ağır Petrol Sahalarında Sagd Uygulamalarında Kuyu Testleri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-06-26) Aian, Elnaz Ghafouri ; Satman, Abdurrahman ; 10078035 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Küresel ham petrol fiyatlarının yükselmesi nedeniyle petrol kumları gibi alışılagelmemiş ağır petrollerin üretilmesi oldukça kârlı bir düzeye erişmiştir.Venezuela, Kanada ve Suudi Arabistan petrol kaynak rezervi olarak dünyada ilk üç ülke olarak sıralanmaktadır. Kanada’nın 174 milyar varil olan ham petrol rezervinin %97’si sadece Alberta Eyaleti petrol kumlarıdır.  Isıl üretim arttırma yöntemi petrol üretim arttırma yöntemlerinden birisidir. Dünyada ağır petroller ve bitumen gibi oldukca ağır petrolleri üretmek için en çok kullanılan yöntem, ısıl üretim arttırma yöntemidir. Isıl üretim arttırma yöntemleri; yerinde yakma, surekli buhar, ve çevrimsel buhar yöntemleri olarak sınıflandırılmaktadır. Kanada Alberta Eyaleti petrol kumlarını ısıl üretim arttırma yöntemi olarak buhar destekli yerçekimi drenajı (SAGD) yöntemiyle üretmektedir.  SAGD yöntemi, petrol kumları yatağı içerisinde beş metre aralıklı iki yatay kuyu (enjeksiyon kuyusu üretim kuyusunun üstünde) olarak uygulanmaktadır. SAGD yönteminde, buhar enjeksiyonu yöntemi kullanıldığında, 570 ˚F’dan yüksek sıcaklıklı ve yüksek basınçlı buhar, yaklaşik 1000-1500 ft derinliklerindeki enjeksiyon kuyusuna basılmakta, ağır petrolü ısıtmakta ve sıvılaşmasına neden olmaktadır.  SAGD yöntemi; yatay kuyu kullanılarak rezervuarın buharla çok büyük alanda temasta olması sağlandığından dolayı tercih edilmektedir. Buhar basma ile petrol üretiminde, buharla dolu zonun hacmini bilmek uygulamaların verimliliğini incelerken önemlidir.  Bu araştırmada ısıl üretim arttırma yöntemlerinden buhar destekli yerçekimi drenajı (SAGD) yöntemi incelenmiştir. Öncelikle buhar destekli yerçekimi drenajı prosesi ve üretim mekanizmaları göz önunde bulundurulmakta, daha sonra bu yöntem uygulanırken yapılan kuyu testleri konusu incelenmektedir. Çeşitli mühendislik parametreleri; farklı yönlerde rezervuar geçirgenliği (anisotropy) , zar faktörü (skin factor), gözeneklilik (porosity), v.b., parametreler ve etkileri incelenmektedir. Modellemede iki farklı grid yaklaşımı kullanılarak, buhar enjeksiyonu süresi, su buharı enjeksiyon debileri ve farklı kalitelerde buhar basma dikkate alınarak senaryolar oluşturulmuştur Bu senaryolar için kuyu dibi basıncının zamanla değişimi gözlemlendi ve kuyu testlerinde kullanıldı. Bu tez araştirmasi Computer Modeling Group (CMG) STARS 2012.12 simulator programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Rezervuar simülasyonunda 3D modeli oluşturuldu ve rezervuar ve akışkan özellikleri veri olarak modele girildi. Simülasyon modelinde sadece düşey enjeksiyon kuyusu incelendi. Bu enjeksiyon kuyu konumu için yukarıda bahsedilen parametreleri dikkate alarak, simülasyondan elde edilen ve Satman et al. (1980) yöntemi ile en iyi hangisinin uyuşduğunu göz altına alındı. Kuyu testleri analizinde genellikle basınç yükselim dönemine ait basınç ve basınç-türev sinyalleri analiz edilir. İncelenen yöntemde (SAGD) enjeksiyon/basınç düşüm (“injection/falloff”) testi, tek kuyu kullanımı ile yapılan testlerdir ve genellikle testlerde kapama zamanında ölçülen basınçların analizi daha güvenilir sonuçlar vermektedir. Bu testin analizi ile enjeksiyon kuyularının verimliği ve enjekte edilen buharın rezervuar içerisindeki yayılımı (cephesi) belirlenmektedir.  Kuyu basınç testleri analizinde, kuyu geometrisine, rezervuar yapısına ve sınır koşullarına, akış ve akışkan türüne bağlı olarak kullanılabilecek pek çok model mevcuttur ama bu araştirmada MDH (Miller-Dyes-Hutchinson) kuyu testlerinin yöntemi, temel ilkeleri, test tipleri ve analizleri hakkında bilgiler verildi ve kullanıldı. Basınç-zaman veya basınçtürevi-zaman verileri, log-log, yarılog ve kartezyen  grafiklerde çizilir ve analiz yaparken, kuyu içi depolama, çevrel akış, doğrusal akış, küresel akış, vs. akış rejimleri tanımlanır. Rezervuar-kuyu sisteminin basınç üzerinde meydana getirdiği değişimlerin türev eğrisinde, basınç-türev fonksiyonu kullanılır. Bu nedenle, kuyu basınç testleri analizinde, basınca ek olarak basınç-türev eğrilerinin kullanımı standart bir araç olmuştur. Basınç-türev fonksiyonu, kaydedilmiş kuyu dibi basıncının (veya sabit bir basınç değeri; basınç azalım testlerinde ilk basınç, basınç yükselim testlerinde ise kapama anındaki kuyu dibi akış basıncı, referans alınarak oluşturulan basınç değişiminin) zamanın doğal logaritmasına göre türevi olarak tanımlanır. Basıncın zamanın logaritmasına göre türevi alınmasının iki temel nedeni vardır. Birincisi doğal logaritmaya göre türev alındığında, basınç-türev fonksiyonun fiziksel birimi basıncın birimiyle (örneğin psi, bar, vs) ile aynı olur. İkincisi ise, kuyuya çevrel akışın (“radial flow”) olduğu durumlarda, basınç (veya basınç değişimi) zamanın doğal logaritması ile değiştiğınden, bu akış rejimi döneminde basınç-türev eğrisi sabit bir değer alır.  Basınç-türev fonksiyonun test zamanı t’ ye karşı log-log grafiğinde çevrel akış dönemi sıfır eğimli bir doğru ile tanınır. Erken zamanlarda gözlemlenen kuyu içi depolaması etkileri basınç/zaman ve basınç-türev/zaman log-log grafiklerinde +1 (birim) eğimli doğru ile tanınır. Geç zamanlarda kuyuya yakın beslenmeli bir sınır ya da fay kendini basınç-türev/zaman log-log grafiğinde +1 eğimli doğru ile gösterir. Basınç düşüm testlerinde (falloff) Δt kapama anından itibaren ölçülen zamanı temsil eder.  Bu araştırmada 500 STB/day debide toplam 30 gün buhar enjeksiyonu yapılmakta ve 1 gün (24 saat) kapatılmaktadır. Δp basınç yükselim testlerinde kapama anındaki kuyu dibi akış basıncı ile kaydedilmiş kuyu dibi basıncının farkıdır. Her akış ve kapama dönemine ait basınç-zaman verilerinin uygun şekilde analizi ile akışkan/kayaç/zar faktörü parametrelerine ait değerler belirlenebilir. Buhar zonunun hacimi, basınç-zaman grafiğinden elde edilen eğimden yararlanarak hesaplanabilir. Basınç-zaman yarılog eğimi ise etken geçirgenliğin hesaplamasında kullanilir. Zar faktörü basınç-zaman yarılog grafiğinin uzerinde 1 saat kapama zamanindaki basınç değerini okuyarak ve gerekli denklem  kullanarak hesaplanabilir. Çeşitli su buharı enjeksiyon debileri, farklı kaliteli buharlar ve farklı  enjeksiyon zamanı dikkate alınarak senaryolar oluşturulmuştur.  Buhar enjeksiyon süresi 20, 30, 40 ve 50 gün alınarak buhar zonunün hacmine ve mobilitesine etkisı incelendi. Buhar enjeksiyonun debisi 200, 500, 1000 ve 1500 STB/gün alındı ve buhar zonunün hacmine ve mobilitesine etkisi değiştiği incelendi. Enjekte edilen buharin kalitesi % 60, 70 ve 80 alınarak, buhar zonunün hacmine ve mobilitesine etkisi incelendi.  Bütün bu sonuçlar yarı kararlı akiş yöntemi ile (PSS) karşılaştırıldı. Simulatorden elde edilen sonuçlarla kullandiğimiz yöntemin (Satman-Eggenschwiler-Ramey yöntemi ile çok iyi uyuştuğu görüntülendi. Sadece kisa enjeksiyon zamanlarında ve duşuk kaliteli buhar kullanıldiğinda sonuçlar arasında fark gözlendi. Bunun nedeni kısa enjeksiyon zamanlarinda ve duşuk kaliteli buhar kullandiğimizda iyi bir buhar zonu oluşmadiği için, yari kararlı akiş davraniş eğimlerinin okumasında ki hatalar olarak düşünülmektedir.
  • Öge
    Alışılagelmemiş Gaz Rezervuarlarında Üretim Debisi Azalım Eğrisi Yöntemlerinin Karşılaştırılması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-09-13) Orang, Ali Jahed ; Çınar, Murat ; 10015248 ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Son yıllarda petrol ve doğal gazdaki talep artışı özellikle düşük geçirgenlikli gaz ve şeyl gazı gibi alışılagelmemiş enerji kaynaklarının geliştirilmesine yol açmıştır. Düşük geçirgenlikli gaz rezervuarlarının geçirgenlik değerleri, hidrolik çatlatma olmadan üretimin ekonomik değerlere ulaşmasını mümkün kılmamaktadır. Tanım gereği bu tip rezervuarların geçirgenlik değerleri 0.1 mD’den (0.9869×10-15 m2) gözeneklilik değerleri ise yüzde 10’dan küçüktür. Bu tip rezervuarların geçirgenliklerinin çok düşük olmasından dolayı yarı kararlı akışa geçiş süreleri alışılagelmiş rezervuarlar kıyaslandığında çok uzundur. Bu tezde dört yöntem tamamı MATLAB (2010) yazılımında yazılan programlarla değerlendirilmiştir. Sonuçlar dokuz kuyunun saha verileri ve ECRIN (2012) yazılımında üretilen 3 sentetik örnek ile karşılaştırılmıştır. Yazılan programlar akış debilerini, özetlenen matematiksel modeller ile simule etmektedir. Kümülatif üretim değerleri her model için hesaplanmış ve çıktılar kuyu bazında karşılaştırılmıştır. Üretim debisi azalım eğrisi yöntemleri alışılagelmiş olarak ancak verilerin sınır etkilerini hissettikleri yarı kararlı akış bölgesine uygulanabilir.
  • Öge
    Batı Raman Petrolünün Yerinde Yanma Kinetiğine Basıncın Etkisinin Alışılagelmiş Ve Eşdönüşüm Yöntemleri İle İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-01-12) Anto-darkwah, Evans ; Çınar, Murat ; 10097180 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Ham petroller özgül ağırlıklarına göre genellikle üç kategoriye ayrılırlar; ağır petrol (10o – 20o API), orta düzey petrol (20o – 30o API) veya hafif petrol (> 30o API). API dereceleri  10’dan düşük petroller extra ağır petrol (bitümen) olarak adlandırılmakla birlikte bu petrollerin akmazlıkları oldukça yüksektir. Ağır petrollerin moleküler ağırlıkları yüksektir ve daha büyük bileşenleri içermekle birlikte akmazlıkları yüksektir (> 100cp). Alışılagelmiş petroller (hafif petroller) dünya petrol kaynalarının sadece %30’unu içerirler. Bu nedenle teknolojinin ve kaynakların, dünyanın çeşitli yerlerindeki, bol ağır petrol ve bitümen kaynaklarının çıkartılmasına yoğunlaşması beklenir. Ağır petrol ve bitümen kaynaklarının çıkartılmasına kullanılar mevcut yöntemler soğuk ve ısıl yöntemler olarak ikiye ayrılır.  Akmazlığı çok yüksek petroller için, akmazlığı düşürmeyi hedefleyen ısıl yöntemler tercih edilir. Isıl yöntemler buhar basma, yerinde yanma ve sıcak su basmayı kapsar. Diğer yandan, akmazlığı daha düşük ağır petroller içi madencilik, su basma gibi soğuk yöntemler uygulanır. Yüzey madenciliği rezervuar koşullarında mobilitesi olmayan bitümen  çıkarımında tercih edilirken, su basma Kuzey Denizi gibi ağır petrollerin akmazlığı daha düşük olduğu yerlerde tercih edilir. En yaygın kullanılan ısıl yöntem buhar basma, bir enjeksiyon kuyusundan buharın rezervuara iletimi ve buharın etkisi ile mobilitesi artan petrolün üretim kuyularından üretilmesini içerir. Buhar basma ile ilişkili en önemli problem ısı kayıplarıdır. Isı kayıpları esas olarak buharı kuyuya ulaştıran yüzey hatlarında, kuyu içerisinde kuyu boyunca ve rezervuarda üst ve alt formasyonlara gerçekleşir. Buna ek olarak göreli olarak kalın rezervuarlara yerçekimi ardalanması karşılaşılan diğer önemli bir problemdir. Uzun süredir bilinen yerinde yanma yöntemi buhar basma yönteminin bir çok sınırlamasını içermemektedir. Temel olarak kuru ileri basma şeklinde uygulanır. Bu uygulamada kuru buhar ile rezervuar süpürülür. Diğer bir yandan ıslak ileri yanma yönteminde hava ve su beraber veya sırayla basılırlar. Buradaki amaç geride kalan ısıyı su yardımı ile süpürüp taşımaktır. Diğer bir yöntem ise tersinir yanmadır. Bu yöntemde basılan hava ve yanma cephesi zıt yönlerde haraket ederler.  Yerinde yanmanın en önemli avantajı ısının yer altında üretilmesi ve yanma ürünlerini yer altında kalmasıdır. Yanma için gerekli hava ücretsiz olmakla birlikte heryerde ulaşılabilirdir – karada veya suda. Ancak yerinde yanma prosesi karmaşık olmakla birlikte mühendisliği zordur; kinetik modellerinin kurulması ve yanma özelliklerinin anlaşılması için birçok laboratuvar çalışması gereklidir. Bu çalışmanın temel amaçları; Türkiyenin güneydoğusunda yer alan Batı Raman sahasının 12o API’lık ağır petrolü için yanma kinetiği reaksiyon modelini oluşturmak, basıncın eş-dönüşüm yöntemi üzerine etkisini incelemek ve kullanılan petrolün yanmaya uygun olup olmadığını eş dönüşüm yöntemi ile incelemektir. Literatüredeki yanma kinetiği çalışmaları alışılagelmiş yöntemler ve eş dönüşüm yöntemleri olarak iki gruna ayrılabilir. Tadema (1959), Bousaid ve Ramey (1968) ve Fassihi (1981) tarafından gerçekleştirilen yerinde yanma kinetik çalışmalarının hepsi bir tür eğri-çakıştırma yöntemine dayanmaktadır. Bu çalışmalarda, reaksiyonlar gruplanır ve bir veya birden fazla reaksiyona indirgenirler. Ancak gerçekte yanma birçok karmaşık reaksiyonu içermektedir.  Eş-dönüşüm yöntemi ise modelden bağımsız bir yöntem sunarak, karmaşık reaksiyon modelini devre dışı bırakarak aktivasyon enerjisinin tahminin sağlar. Ayrıca eş dönüşüm yöntemi kullanarak bir petrolün yanmaya uygun olup olmadığı incelenebilir. Daha önce geliştirilen alışılagelmiş ve eş dönüşüm yöntemleri üç grup reaksiyona işaret ederler. Bu reaksiyonlar düşük sıcaklıkta oksidasyon (DSO), orta sıcaklıktaki reaksiyonlar (OSO) ve yüksek sıcaklıkta oksidasyondur (YSO). LTO reaksiyonları petrol ve oksijenin  300oC altındaki reaksiyonlarıdır.Bu reaksiyonlar su ve kısmı olarak oksitlenmiş bileşenler ve carbon oksitler üretir. Orta sıcaklıktaki reaksiyonlar 300o-400oC (573.15– 673.15 K)  arasında gerçekleşirler ve sıcaklığın artarken, oksijen tüketiminin azaldığı negatif sıcaklık gradyanı bölgesi içerir. Bu reaksiyonlar sırasında kok katı kayaç matrisi üzerine çökelir. HTO reaksiyonlar çökelen kokun oksijenle reaksiyonu sonucu oluşur ve 400oC’nin (673.15 K) üzerinde gerçekleşir. Yakıtın (kok) yanması bu dönemde gerçekleşir ve karbonmonoksit, kardondioksit ve su, bu dönemin en önemli ürünleridir. HTO reaksiyonları ısı üreten reaksiyonlardır.  Bu çalışmada 100, 150, 200 ve 250 psig basınç altında ve farklı ısıtma hızlarında deneyler gerçekleştirilmiş ve Batı Raman petrolünün yanma kinetiği irdelenmiş, buna ek olarak basıncın eş dönüşüm yöntemi üzerine etkisi incelenmiştir. Gerçekleştirilen deneylerde sıcaklık artırımlı oksidasyon yöntemi uygulanmış ve üretilen gazlardan karbon oksitler ve oksijen, sıcaklık ölçümleri ile birlikte analiz edilmiştir. Bu deneylerde örnek (petrol, kum ve su karışımı) reaktörün içerisine konulur. Ardından reaktör fırının içine yerleştrilir ve sıcaklık daha önceden belirlenen ısıtma hızına göre ısıtılır. Reaktör içerisine yerleştirilen sıcaklık sensörleri aracılığıyla sıcaklık deney boyunca kayıt edilir. Deneyler boyunda reaktöre sabit debide hava basılır. Rektör içerisinde sıcaklığın artmasıyla birlikte öncelikle su buharlaşır. Ardından petrolün ayrışması başlar ve sıcaklık yeterince yükselince kinetik reaksiyonları gerçekleşir. Sistem basıncı, geri basınç regülatörü sayesinde kontrol edilir.  Reaktörden çıkan gaz bir dizi filtreden geçerek sudan, yoğuşan hidrokarbonlardan ve parçaçıklardan temizlenir ve çıkan gazın içerindeki CO2, CO, O2 ve CH4 derişimleri kayıt edilir. Elde edilen oksijen tüketim verileri zamana göre çizildiğinde bütün ısıtma hızlarında ve bütün basınçlarda üç ana reaksiyon bölgesi olduğu görülmüştür: DSO, OSO sıcaklıktaki reaksiyonlar ve YSO. Isıtma hızı arttıkça oksijen tüketiminin ulaştığı maksimum değer artmaktadır. Alışılagelmiş yöntemler, doğrusal eğri-çakıştırma yöntemlerini kullanmaktadır. Aktivasyon enerjisi YSO bölgesi için Fassihi modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Fassihi yöntemi ile elde edilen aktivasyon değerleri irdelendiğinde, artan ısıtma hızıyla hesaplanan aktivasyon enerjisi değerlerinin azaldığı, artan basınçla birlikte arttığı gözlemlenmiştir. Buna ilaveten modeleden bağımsız ve reaksiyon gruplarını ayrıştırabilen eş-dönüşüm yöntemi kullanılarak aktivasyon enerjisi hesaplanmış ve Fassihi yönteminden elde edilen değerlerle kıyaslanmıştır. Fassihi yöntemi ile elde edilen aktivasyon enerjisi değerlerinin daha yüksek olduğu görülmüştür.  Basıncın etkisi eş-dönüşüm yöntemi ile hem oksijen ölçümleri hem de karbonoksit ölçümleri kullanılarak incelenmiştir. Eş-dönüşüm eğrileri farklı basınçlarda karşılaştırıldığında, Batı Raman petrolünün YSO bölgesinde basıncın artmasıyla daha yüksek aktivasyon enerjilerinin hesaplandığı görülmüştür. Bunlara ek olarak, bütün basınçlar için reaksiyon modelleri oluşturulmuştır. Son olarak eş dönüşüm eğrileri değerlendirilerek Batı Raman petrolünün yanma için iyi bir aday olduğu sonucuna varılmıştır.
  • Öge
    Boru Hatları Ekonomisi Tarife Belirleme Kriterleri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-03-08) Cebeci, Efe Barış ; Serpen, Umran ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Bu çalışmada, Türkiye’nin mevcut jeopolitik konumu nedeni ile oluşan enerjinin Asya’dan Avrupa’ya iletilmesi konusunda yapılacak boru hattı çalışmaları için temel olacak yatırım maliyet modelleri, maliyetlerin bugünkü değerine indirgeme metodu ile geliştirilmiş ve geliştirilen modeller çerçevesinde boru hattının işletilmesinde oluşacak tarifenin belirlenmesini sağlamıştır. Çalışmada ayırca önerilen tarife modelleri için üç farklı boru hattı için hesaplamalar yapılmış ve karşılaştırmaları sunulmuştur. Örnekleme için otuz yılı aşkın süredir çalışan Irak Türkiye ham petrol boru hattı, henüz dört senedir işletmede olan Bakü Tiflis Ceyhan ham petrol boru hattı ve yakın zamanda yapılması planlanan NABUCCO doğal gaz hattı projeleri irdelenmiştir. Bu üç farklı proje ile bundan sonra oluşabilecek her türlü boru hattı yatırımları ve işletmeleri için tarifeler belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Ayrıca son bölümde boru hattı dizaynı sırasında göz önüne alınması gereken faktörler sıralanarak gelecekte yapılması planlanan projelere temel bilgiler hazırlanmıştır.
  • Öge
    Çok-kuyulu Tek-faz Petrol Ve Doğal Gaz Rezervuar Basınç Davranışlarının Tahmini İçin Kütle-korunumu Temelli Yeni Analitik Modeller
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-06-18) Bidaibayev, Sabit ; Onur, Mustafa ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Dünyadaki birçok ülkelerin ekonomisini enerji sektörü, özellikle, petrol endüstrisi oluşturmaktadır. Şimdiki zamanda birçok eski ve yeni petrol ve doğal gaz sahalarının araştırılması ve geliştirilmesi gerekmektedir. Birçok büyük şirketler üretim tahmini için oldukça fazla yatırımlar yapmaktadır. Bunun yanında, şirketler kuyu azami performansını yükseltmek için kendi teknolojilerini ilerletmektedir. Bu nedenle, birtakım çalışmalar burdaki sunulan çalışma gibi teknoloji süreç için geçerli ve gerçek şartlara dönüştürülebilir. Bu çalışmada sıvı ve kuru gaz rezervuar performansları için kütle-korunum temelli analitik modeller geliştirilmiş ve sunulmuştur. Analitik modeller, genelde, kolaylığından dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, dış sınırları akışa kapalı dikdörtgen şekilli rezervuar modelleri göz önünde bulundurulmuştur. Bu çalışmada izotrop ve anizotrop rezervuar koşullardaki dikey, eğimli ve yatay kuyular için çözümleri içeren FORTRAN program dilinde kodlar oluşturuldu. Üstelik, bu parametreler tek kuyu ve çok kuyu kombinasyonlar için de kullanıldı. Sonuç olarak, biz bu durumlar için kümülatif sıvı (petrol) veya doğal gaz üretimini, ortalama rezervuar basıncını, kuyu dibi akış basıncını buluyoruz. Bu araştırma düzeyinde FORTRAN programının verdiği neticeleri Ecrin 4.10 programının sonuçları ile kıyasldık. Nitekim, biz farklı durumlarda çalışmamızın verdiği sonuçları kontrol ettik ve bu çalışma sonuçları uygulamarda gösterdik. Bu çalışmada geliştirilen model doğal gazın gözenekli ortamlarda yeraltında depolanması için kullanılabilir.
  • Öge
    Değirmenköy Yeraltı Gaz Depolama Sahasının Modellenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-06-20) Sagnalıyeva, Gulzada ; Türeyen, Ömer İnanç ; 10112841 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    İnsanlığın en önemli ve vazgeçilmez ihtiyaclarından birisi enerjidir. Doğalgaz dünya enerji sektöründe yaygın olarak kullanılan bir petrol türevidir. Dünyada, ama özellikle Avrupa piyasasında doğalgazın önemi gittikçe artıyor. Bunun çeşitli nedenleri var ama bunlardan en önemlisi, doğalgazın diğer tüm yakıtlara nazaran daha fazla çevre dostu olması ile birlikte doğalgaz haricindeki birçok enerji kaynağının rezervlerinin geleceğe yönelik kaygılar oluşturmasıdır. Uluslararası Enerji Ajansı'nın (IEA) verilerine göre 70'lerin başından 2008 yılına kadar dünya enerji dengesinde gazın payı %16'dan %21'e çıkmıştır. British Petroleum'in (BP) Dünya Enerji İstatistiksel araştırmalarına göre bu gaz payı 2010-2014 yıllar arasında küresel enerji tüketiminde daha yüksek, yaklaşık %24 olmuştur. BP doğalgazın önümüzdeki 25 yıl içinde hızlı büyüyen bir yakıt tipi olacağı belirtilmektedir. IEA uzmanlarına göre dünya enerjisindeki gazın payı 2035'te %25'e kadar artacağı ve gazın petrolden sonraki ikinci enerji kaynağı olacağı tahmin edilmektedir. Gaz tüketicilerine gazın güvenilir bir şekilde sağlanması özellikle önemlidir. Bu nedenle gaz sağlama güvenliği arttırılmasının bir çözüm yolu olarak yeraltı gaz depolama tesisleri seçilmiştir. Gaz endüstrisinin bir alt sektörü olarak, yeraltı gaz depolaması acil durumlarda gazın temininde önemli bir rol oynamaktadır. Gaz basınç altında en yaygın üç türlü yeraltı tesislerde depolanmaktadır. Bu yeraltı tesisleri, petrol veya doğalgaz tükenmiş rezervuarları, akiferler ve yeraltında açılan tuz oyuklarında depolama tesisleridir. Doğal gazın yeraltı rezervuarlarına depolanmasında temel amaç mevsimsel tüketim farklılıklarını gidermektir. Doğal gaz, talebin düşük olduğu dönemlerde depo ortamına basılıp ihtiyacın yüksek olduğu dönemlerde ise depodan geri üretilir. Doğalgaz, ayrıca yerüstü tanklarında sıvılaşmış halde depolanabilmektedir. Gaz, Türkiye'nin önemli bir enerji kaynağıdır. Günümüzde Türkiye'de artan talebi karşılamak için, kendi enerji kaynağı yeterli olmadığından dolayı, enerjiyi başka ülkelerden ithal etmek zorundadır. Bu yüzden, gerekli olan enerjinin zamanlı, güvenli, düşük maliyetli, çevre açısından sağlıklı ve yüksek kalitede olmasının sağlaması Türk enerji politikalarının ana hedefi olarak belirlenmiştir. Türkiye'nin enerji güvenliğinde gazın depolanan miktarı önem kazanmaktadır. Türkiye'de tank şeklinde olan yüzey depolama ve yeraltı gaz depolama tesisleri mevcut bulunmaktadır. Yeraltı gaz depolama önemli ölçüde büyük bir hacim sağlar ve çeşitli stratejik gereksinimleri karşılamaktadır. Şu anda Türkiye'nin doğal gaz sektörü gelişmiş diğer ülkelerdeki gibi önemli gaz depolama hacimleri yoktur. Buna rağmen, Türkiye jeolojisi hem tuz oyuklarında depolama, hem de tükenmiş rezervuar depolaması için uygundur. Değirmenköy Silivri yeraltı doğalgaz depolama tesisinin iki rezervuarından biridir. Saha Trakya bölgesinde yer almaktadır; Küzey Marmara sahasının 16 km küzeybatısında yer alan bir on-shore gaz sahasıdır. Saha 1994 yılında kesfedilmiş olup 21.18 bscf olarak hesaplanan yerinde gaz miktarı belli bir süre gaz üretiminden sonra 27.53 bscf olarak düzeltilmiştir. Kuzey Marmara ve Degirmenköy dogal gaz sahaları, BOTAŞ ana dogalgaz iletim hattına ve İstanbul’a yakın olması ve sahaların rezervuar ve üretim özelliklerinin depolama rezervuarı için kullanıma uygun olması nedeniyle, Trakya Yarımadasında gaz deposu olarak geliştirilmek üzere en uygun sahalar olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, Değirmenköy yeraltı doğalgaz depolama sahasının modellenmesi RUBIS simülatörü kullanılarak yapılmıştır. Bir yeraltı depolama rezervuarının tasarım amacı, belirli bir rezervuar yapılandırması ve yüzey özellikleri için maksimum işletilen gaz kapasitesini elde etmektir. Bu nedenle kuyuların uygun sayısı, kuyubaşı basıncı ve yastık gaz gereksinimleri gibi parametreler bu çalışmada dikkate alınmaktadır. Değirmenköy yeraltı gaz depolama sahasının modelleme yöntemleri aşağıdaki gibi olmuştur: - İşletilen gaz kapasitesini 14.37 bscf tutarak Değirmenköy gaz sahasının mevcut durumun modellemek. - İlave kuyuların ekleyerek rezervuarın performansını incelemek. Değirmenköy yeraltı gaz depolama sahasında depolama süresi bir yıllık periyot kapsamında, ilk 180 gün enjeksiyon yapılması, sonrasında 35 gün akışa kapatılması, daha sonra 150 gün üretıim yapılması şeklinde planlanmıştır. Değirmenköy #5 kuyusuyla sahadaki bütün kuyular aynı akış özelliklerine sahip olduğu varsayılmıştır, ve model verileri #5 kuyusundan elde edilmiştir. İstenilen sonucu elde etmek için, öncelikle mevcut olan altı kuyu ile modelimiz simüle edilmiştir. 14.37 bscf’lik işletilen gaz kapasitesini elde edebilmek için enjeksiyon ve üretim dönemleri boyunca sabit akış debileri ve sabit kuyudibi ile kuyubaşı basınçları incelenmiştir. Bundan sonra, rezervuarun maksimum kapasitesini elde etmek için yeni altı kuyu ilave olarak eklenmiştir. Ayrıca, Değirmenköy yeraltı gaz depolama rezervuar performansına mekanik zar faktörü etkisi incelenmiştir. Bunun sonucu olarak zar faktörün arttığında işletilen gaz kapasitesinin azaldığı öğrenilmiştir. Aynı şekilde, kuyubaşı basıncının rezervuar performasına etkisi incelenmiştir. Kuyubaşı basıncının azalması işletilen gaz kapasitesinin artışı nedenidir. Ayrıca ortalama rezervuar basıncı ve yüzey akış debisi performansına kuyubaşı basıncının etkisi incelenmiştir.
  • Öge
    Destek Vektör Regresyonu Yöntemi İle İlerleme Hızı Optimizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-07-01) Kor, Korhan ; Altun, Gürşat ; 10077444 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Günümüzde enerji kaynaklarına olan talep artışı nedeniyle petrol, gaz ve jeotermal kaynak arayışları önemini daha da arttırarak korumaktadır. Bu talep artışını karşılamak amacıyla daha önce araştırma yapılmamış yeraltı derinliklerinde ve su derinliğinin 3000 metreyi bulduğu açık denizlerde yeni kaynak araştırmaları devam etmektedir. Bu araştırma giderlerinin büyük bir çoğunluğunu sondaj operasyonları oluşturmaktadır. Doğası gereği, sondaj esnasında kulenin ve sondaj dizisinin en çok aşınmaya uğrayan, çabuk eskiyip değiştirilmesine ihtiyaç duyulan elemanı matkaptır. Sondajın metraj veya perfornas maliyetini düşürmek için bir matkabın hem uzun süre çalışması, hem de iyi iş yapması istenir. Matkap çalıştıkça aşınacağı için ilerleme hızı azalır ve sondaj maliyeti artmaya başlar. Bu sebepten dolayı, matkabın aşınma durumunun dikkatle takip edilmesi gerekmektedir. Eğer matkap zamanından önce kuyudan çıkarılırsa, başka kuyularda tekrar kullanılma özelliğini çoğunlukla kaybeder. Eğer matkap fazla aşınır ve bu durum fark edilmezse, bazı kısımları (diş, kon, vs.) parçalanarak kuyunun içinde kalır. Bu kalan parçalar çıkarılıp kuyu temizlenmeden sondaja devam edilemeyeceği için tahlisiye olarak adlandırılan kurtarma operasyonlarının yapılmasını zorunlu kılar. Bu durum, zaman ve para kaybına yol açtığı gibi tahlisiye operasyonunun yüzde yüz başarı ile gerçekleşeceğinin garantisi de yoktur. Sondaj esnasındaki ilerleme hızı birçok parametreye bağlıdır. Bu sebeple, ilerleme hızını tahmin veya optimize etmek oldukça karışıktır. Ancak yaygın optimizasyon yöntemleri kullanılarak, oyma dişli matkaplar için en iyi parametre kombinasyonlarının seçilmesiyle en düşük maliyeti oluşturan matematiksel modeller türetilmiştir. Bu matematiksel modellerden en kapsamlı ve en yaygın olanı Bourgoyne ve Young (BY) yöntemidir. BY yönteminde en iyi ilerleme hızını tahmin edebilmek için sekiz parametre içeren en az otuz girdi veri setine ihtiyaç vardır. Bu otuz veri seti, ya bir sahadaki otuz farklı kuyudan ayrı ayrı şeyl zonlarından alınmış olmalı ya da bir kuyuda otuz farklı derinlikteki şeyl noktalarından elde edilmiş olmalıdır. Herhangi bir sebeple elde yeterli veri olmadığı durumlarda BvY yönteminin doğruluğu azalmakta ve önemli hatalara yol açmaktadır. Bu nedenle, verinin yetersiz olduğu durumlarda alternatif yöntemler kullanılması zorunludur. Bu alternatif yöntemlerden en yaygın olanı, yapay öğrenme yöntemlerinin en etkililerinden biri olan Destek Vektör Regresyonu (DVR)'dur. DVR'nin ilerleme hızı tahmini problemine uygulanabilirliği literatürde ilk kez bu çalışma ile gösterilecektir. Bu çalışmada, ilerleme hızını tahmin etmek için iki farklı regresyon tekniği kullanılmıştır. İlk teknik, BvY'nin uyguladığı çoklu regresyon analizidir. İlerleme hızı probleminde bir bağımlı parametreyi tek bir bağımsız parametre ile bağdaştırmak mümkün değildir. Ayrıca, bu parametreler aynı zamanda birbirlerini de etkilemektedir. Bu nedenle, bu şekilde birden çok parametrenin bulunduğu durumlarda tekli regresyon analizi yapmak mümkün olmamaktadır. Çoklu regresyon analizi, parametrelerin birbirleri ile olan ilişkilerini çeşitli yöntemlerle belirleyip, her bir parametre için korelasyon katsayısı hesaplar. Daha sonra bu korelasyon katsayıları sayesinde tahmin modeli oluşturulur. Tahmin modeli oluşturulduktan sonra uygunluk katsayısı adı verilen R2 değeri hesaplanır. Bu sayede katsayıların geçerliliği ve modelin uygunluğu gözlemlenir. R2 değeri 1'e ne kadar yakınsa oluşturulan model o kadar geçerlidir. Çalışmada irdelenmiş olan ilerleme hızı probleminde birbiriyle ilişkili sekiz parametre bulunmaktadır. Her bir sekiz parametre için ise otuz adet veri seti vardır. Bu otuz veri seti, en küçük kareler yöntemi kullanılarak modellenir ve sekiz adet korelasyon katsayısı bulunur. İkinci teknik ise güçlü bir yapay öğrenme yöntemi olan Destek Vektör Makinesi (DVM)'nin regresyon modelidir. Büyük miktarlardaki verilerin elle işlenmesi ve analizinin yapılması mümkün değildir. Bu tür problemlere çözüm olması amacıyla yapay öğrenme (makine öğrenmesi) yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemler, eldeki (geçmiş) verileri kullanarak, bu verilere en uygun modeli bulmaya çalışırlar. Bu işleme, öğrenme işlemi adı verilir. Model oluşturulduktan sonra yeni gelen (gelecek) veriler, bu modele göre analiz edilip sonuç üretilir. Yapay öğrenme yöntemleri farklı uygulamalara, analizlere ve beklentilere göre gruplara ayrılır. Bu gruplardan en yaygın olanları sınıflandırma, kümeleme ve regresyondur. DVM, sınıflandırma konusunda kullanılan oldukça etkili ve basit yöntemlerden birisidir. DVM'de sınıflandırma işlemi için aynı düzlemde bulunan iki grup, aralarına bir sınır çekilerek birbirinden ayrılır. Sınırın çekileceği yer ise iki grubun da elemanlarına en uzak olan yer olması gerekmektedir. Bu işlem, iki gruba da yakın ve birbirine paralel iki sınır çizgisi çekilerek yapılır. Daha sonra bu sınır çizgileri birbirlerine yaklaştırılarak ortak sınır çizgisi üretilir. DVM'de sınıflandırma işlemi iki grup arasında yapılabileceği gibi ikiden çok grup arasında da yapılabilir. DVM'de regresyon ile sınıflandırma arasında matematiksel olarak çok fark bulunmamaktadır. İki yöntem de yapısal risk minimizasyonu ve istatistiksel öğrenme teorisi ile çalışır. Çıktı olarak sınıflandırma bir çeşit etiket (label) verirken, regresyon bir sayı verir. Bu çalışmada, tahmin edilmesi istenen değer ilerleme hızı, yani sayısal bir değer olduğu için DVM'nin regresyon modeli kullanılmıştır. Bu model Destek Vektör Regresyonu (DVR) olarak adlandırılır. Yöntem, kullanılmak istenen veri setinin öğrenme (train) ve test olmak üzere iki alt veri setlerine bölünmesi ile uygulanır. Öğrenme veri seti kullanılarak, ilgili parametreler ve gözlemler arasındaki ilişki belirlenerek bir regresyon modeli oluşturulur. Daha sonra test veri seti, oluşturulan bu model üzerine uygulanarak hedef değer tahmin edilir. Bu çalışmada DVR'nin yaygın modellerinden biri olan Epsilon-duyarsız kayıp fonksiyonu ve nü kontrol parametreli model kullanılmıştır. Bu modelde, öğrenme veri setindeki her bir gözlem değerinden en fazla Epsilon kadar sapma yapacak ve mümkün olduğunca düz olacak şekilde bir fonksiyon bulunur. Diğer bir deyişle, Epsilon'dan küçük olan hatalar göz ardı edilir; fakat Epsilon'dan büyük sapmalar kabul edilmez. Belirlenen epsilon bandı civarında da gevşek değerlerin tolare edilebilirliğini belirleyen bir penaltı parametresi belirlenir. υ parametresi ise epsilon bandını kontrol edebilen kullanıcı tarafından belirlenen bir parametredir. Bu tez çalışmasında DVR yöntemi kullanılarak ilerleme hızı tahminleri BvY çalışmasındaki veri seti kullanımıyla gerçekleştirilmiştir. Veriler sekiz parametre kapsamında tanımlandığı için genel bir yaklaşım olarak parametre sayısının iki katı olan 16 veri, üç katı olan 24 veri ve tamamı girdi verisi olarak kullanılmıştır. Geri kalan veriler ise test seti olarak kullanılmıştır. Veri seçimi rastgele olabildiği için çok sayıda analiz kombinasyonu ortaya çıkmaktadır. Veri seçiminde tercih edilen yaklaşıma bağlı olarak DVR yönteminin uygulanması farklı durumlar ve senaryolar için incelenmiştir. Farklı yöntemler ile elde edilen sonuçlar, her bir senaryo için ait olduğu durum altında irdelenmiştir. Sonuçlarda en iyi tahmin yapan yöntemin seçilen veri setine bağlı olduğu görülmüştür. Öğrenme veri setinin az olduğu durumlarda ilerleme hızı tahmini yapmak için DVR'nin çoklu regresyon yerine alternatif olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Makine öğrenmesi yöntemlerinin en etkililerinden biri olan DVR, ilerleme hızı optimizasyonu için literatürde ilk kez bu tez çalışmasında kullanılmıştır. Böylelikle, DVR'nin ilerleme hızı optimizasyonu problemine genelleştirilmiş bir çözüm sunabileceğinin araştırılması gibi yeni araştırma alanı ortaya çıkmıştır.
  • Öge
    Doğal Gaz Basınç Düşürme İstasyonlarından Elektrik Üretiminin Çorlu-kayseri Ve Yalova Rms-a İstasyonları İçin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-08) Deniz, Özer ; Altun, Gürşat ; 10043072 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Gazların daha az enerji sarfiyatı ile daha ekonomik bir şekilde taşınabilmeleri için özgül hacimlerinin küçültülmeleri gerekir. Gazların özgül hacimlerinin küçültülmesi ise basınçlandırılarak ya da sıvılaştırılarak yapılabilir. Günümüzde doğal gazın taşınabilmesi için kullanılan iki ana metod vardır. Bunlar sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) ve yüksek basınç altında boru hattı ile taşıma metodlarıdır. Sıvılaştırılmış doğal gaz metodu boru hattının olmadığı yerlerde ve deniz aşırı taşımalarda kullanılır. Boru hatları ile taşıma metodu ise genellikle karasal alanda yapılmasına rağmen, zaman zaman denizaltından da yapılmaktadır. Uzun mesafe taşıma metodu her ne olursa olsun tüketiciye temin edilecek doğal gaz, düşük basınçlı şehir içi doğal gaz dağıtım hatlarıyla yapılır. Ülkemizde üretilen ve ithal edilen doğal gaz, BOTAŞ iletim şebekesi vasıtasıyla 50 – 75 bar basınç altında şehir giriş istasyonları olarak tanımladığımız RMS-A tipi istasyonlarda 18 – 25 bar basınca düşürülerek şehir doğal gaz dağıtım şebekesine ulaştırılır. Bu istasyonlarda yaklaşık 50 bar basınç düşürme işlemi, kullanılabilir enerjiyi üretmeden gerçekleşir. Bu problem termodinamik açıdan incelendiğinde, klasik basınç düşürme işlemleri yerine genleşme türbini (turbo-expander) kullanarak elektrik üretiminin yapılmasını, hatta küçük ölçekli sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) ünitesinin çalıştırılmasını mümkün kılabilir. Genleşme türbini vasıtasıyla elektrik üretimi, enerji kaynaklarının kısıtlılığı ve çevresel değerler dikkate alındığında hızla önem kazanmaktadır. Bu yolla yapılacak sistemin kapasitesi, giriş basıncı, giriş sıcaklığı, debi ve çıkış basıncına bağlı olarak birkaç yüz kW’dan birkaç MW’a kadar değişebilir. Bu konuda Amerika, İngiltere, İtalya, Çekoslovakya ve Rusya gibi ülkelerde çeşitli çalışmalar ve araştırma amaçlı uygulamalar yapılmıştır. San Diego (California), Memphis (Tennessee) ve Hamilton (New Jersey) ilk uygulamalar arasındadır, (Bloach ve Soares, 2001). Bu teknolojinin, Türkiye’deki iletim ve dağıtım sisteminin ve ekonomik koşullarının dikkate alınarak kullanılması durumunda potansiyel elektrik üretimi ve bir kazanç elde edilebileceği analizi bu çalışmanın temelini oluşturmaktadır.
  • Öge
    Doğal Gaz Boru Tesisatlarının Tasarımında Kullanılan Yöntemlerin Geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995) Durak, Levent ; Zeybek, Murat ; 46479 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Bilindiği gibi konutlarda doğal gaz şebekesinin tasarımında basınç kaybını hesap etmek için 7363 sayılı Türk Standardındaki Grafik 1 ve 2 kullanılmaktadır. Bu grafiklerin hazırlanmasında kullanılan doğal gaz yoğunluğu Türkiyede kullanılan doğal gaz yoğunluğundan daha fazladır, ayrıca hesaplamalarda oldukça yüksek bir pürüzlülük değeri alınmaktadır. Bu çalışmada doğal gaz yoğunluğunun ve boruların mutlak pürüzlülüğünün duyarlılığı araştırılmakta ve TS 7363, menü ile kolay kullanılabilir bir yazılım programına dönüştürülmektedir. Gerçek yoğunluk ve mutlak pürüzlülük değerleri kullanıldığında basınç kaybında önemli azalmaların olduğu gözlenmiştir. Bu değişiklikler sonucunda boru çaplarında azaltmaların yapılabileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak konutlarda doğal gaz şebekesinin maliyeti bir ölçüde azaltılabilir. Bunlara ilaveten laminer ve türbülans rejimler arasındaki kritik bölge de hesaplamalar için grafiklerde tanımlı hale getirilmekte ve gereğinden büyük boru çapı seçimini önlemektedir. TS 6565, kapsamı gereği yanıcı gazların taşınması ve dağıtımı sırasında hatlardaki basınç kayıplarınının hesaplanmasında kullanılmalıdır. Ancak piyasada konutsal gaz şebekeleri için TS 7363 ve endüstriyel gaz şebekeleri için de Renouard denklemleri yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Piyasada TS 7363 ve TS 6565 'in farklı hesaplama yöntemleri içerdiği ve bu yüzden hangisinin kullanılması gerektiği yolunda bir soru işareti bulunmakta ve Türk Standartları Enstitüsünün aynı konuda birden fazla standart yayınladığı için kargaşaya sebebiyet verdiği iddia edilmektedir. Çalışmanın ikinci kısmında TS 6565 tam bir çözüme kavuşturulmaya çalışılmış ve alçak basınçlı hatlar hesap tekniğinin birkaç varsayım dışında TS 7363 ile tam bir uyum içinde olduğu gösterilmiştir. Yüksek basınçlı hatlar hesap tekniği de tekrar çözülerek eksiklikleri tartışılmıştır. Üçüncü kısımda boru hatları tasarımında çok kullanılan ve neredeyse temel denklem varsayılan analitik denklemler; Weymouth denklemi ve onun daha çağdaş bir uyarlaması olan Panhandle 'in iki denklemi TS 6565 ve TS 7363 'de kullanılan Darcy- Weisbach teorik denklemi ile karşılaştırılmışlardır. Ayrıca İGDAŞ tarafından bütün endüstriyel gaz tesislerin basınç kaybı hesaplarında kullanılan Renouard denklemleri de aynı karşılaştırılmaya tabi tutulmuşlardır. Bunlara ilaveten yukarıda adı geçen ve literatürde bu konuda verilmiş bazı denklemlerin türetilmesinde esas alman sürtünme etkeni denklemleri Moody çizgesinde (diyagramında) çizilerek gösterilmiştir.
  • Öge
    Doğal Gazın Yeraltında Depolanmasının Modellenmesi Ve Etkileyen Parametrelerin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-07-08) Erdoğan, Seyit Murat ; Türeyen, Ömer İnanç ; 405624 ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Enerji ihtiyacını karşılayan kaynaklar incelendiğinde, fosil kökenli yakıtların bu kaynakların başında geldiği görülmektedir. Petrol, kömür, doğalgaz gibi fosil kökenli enerji kaynakları toplam enerji ihtiyacının % 80 ninden fazlasını karşılamaktadır. Fosil kökenli kaynakların dörtte birinden fazlasını ise doğalgaz oluşturmaktadır. Günümüzde toplam enerji tüketiminin % 24 ünü karşılayan doğalgaz; stratejik değeri fazla olan önemli bir ekonomik kaynaktır. Yeryüzünde mevcut teknoloji ile ispat edilen toplam 180 trilyon metreküplük doğalgaz rezervi bulunmaktadır. Yılda, bu doğalgazın yaklaşık olarak 3 trilyon m³ bir kısmı çıkarılıp tüketilmektedir. Tüketilen bu doğalgazın 750 milyar metreküplük bir kısmı ise çıkarıldığı ülke sınırlarının dışına iletilmektedir. Yeryüzündeki kanıtlanmış doğalgaz rezervleri ve tüketim trendlerini incelediğimizde, yaklaşık 60 yıl yetebilecek kadar doğalgaz miktarı olduğu öngörülmektedir. Hızlı nüfus artışı, sanayileşme ve şehirleşme gibi nedenlerden dolayı Türkiye’de doğal gaza olan talep her sene artmaktadır. Talep edilen doğal gazın yaklaşık %50’si elektrik üretimi için kullanılmaktadır. Doğal gazın ısıtma amaçlı kullanımının artması, arz güvenliği ve de gelişen çevre bilinci gibi nedenlerden dolayı doğal gazın depolanması Türkiye için kaçınılmaz olmuştur. Türkiye için doğal gazın depolanmasının asıl amacı arz ve talep arasındaki olası dengesizlikleri gidermektir. Bunun yanında depolama, ana hatta meydana gelebilecek arızalara karşı arzın devamını sağlayacaktır. Talepte meydana gelen dalgalanmaları gidermek amacıyla depolama yer altında veya yer üstünde farklı şekillerde yapılabilir. En yaygın depolama yöntemleri boru hatlarında depolama, yüksek basınçlı tankalar da depolama, sıvılaştırılmış doğal gaz depolanması, yer altında açılan boşluklarda depolama, akifer depolama ve terk edilmiş petrol ve doğalgaz rezervuarlarında depolamadır. Doğal gaz depolamada en yaygın uygulama alanı terk edilmiş petrol ve doğal gaz rezervuarlarında depolamadır. Trakya bölgesinde bulunan Kuzey Marmara doğalgaz sahası depolama rezervuarına dönüştürülmüştür. Bu saha, civarda bulunan diğer sahalara göre daha yüksek geçirgenliğe sahip olmasından ve yüksek miktarlarda gaz kullanılan kentlere ve Türkiye’nin arzını sağlayan ana hatta olan yakınlığından dolayı seçilmiştir. Bu çalışmada depolama amaçlı kullanılmaya başlanan X doğalgaz sahası modellenmiştir. Modeldeki yaklaşım; belirli kuyu sayısı, rezervuar ve kuyu özellikleri için çalışma gazı kapasitesini en yüksek seviyede tutmaya yöneliktir. Hesaplamalarda ortalama basınca karşı yerinde gaz miktarı kullanılmıştır. Rezervuar içinde akış performansı US Bureau of Mines tarafından önerilen dağıtımlılık denklemiyle modellenmiştir. Denklemelerdeki rezervuar ve akışkan özelliklerini veren C katsayısı ise düşey ve yatay kuyular için Satman (1997) tarafından verilen denklemler yardımıyla bulunmuştur. Çalışma gazı hacmini maksimize etmek için McVay ve Spivey tarafından önerilen optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Modelleme sonuçları farklı durumlar için bulundu ve aşağıdaki gibi özetlenebilir: -Kuyu sayısının kabul edilen koşullarda depolama hacmine olan etkisinin tasarımda düşünülmesi gereken ana parametrelerden biri olduğu görülmüştür. Kuyu sayısının arttırılması depolama gazı hacmini ciddi şekilde değiştirmektedir. -Kuyu başı akış basıncının tasarımı belirleyici ana parametrelerden biri olduğu görülmüştür. Kuyu başı akış basıncının düşürülmesi belirli kuyu sayısında depolama gazı hacminde artışı sağlamıştır. -Depolama amaçlı kazılan kuyuların yatay olmasının depolama gazı hacmine önemli etkileri görülmüştür. -Mekanik zar faktörünün kuyu üretilebilirlğine ve depolama hacmine etkileri olduğu görülmüştür. Kuyu kirlenmesini engellemeye çalışmak üretilebilirliği ve depolama kapasitesini arttıracaktır. -Bu çalışmanın amacı bir depolama çalışmasının planlanmasıdır. Örneğin bu model kullanılarak verilen kuyu ve yüzey özellikleri için depo performansı tahmin edilebilmektedir.
  • Öge
    Elektrik Devre Sistemlerinin Bir Jeotermal Sisteme Uygulanması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Özyurtkan, Mustafa Hakan ; Altun, Gürşat ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Jeotermal sistemlerin üretime bağlı basınç ve sıcaklık değişimlerini bulabilmek için materyal balans ve/veya enerji balans yaklaşımı kullanılmaktadır. Ancak, jeotermal rezervuar sistem özelliklerinin zamana bağlı olması nedeniyle, analitik çözümü yoktur. Bu nedenle jeotermal sistemlerin davranışlarının incelenmesinde karmaşık yazılımlar kullanılmaktadır. Bu konuda genellikle petrol endüstrisinin sağladığı ticari yazılımlar mevcuttur. Ancak, bu yazılımlar hem pahalı hem de kullanımı uzmanlık gerektirmektedir. Elektrik devre çözümleri uygun elektriksel analojiler kullanılarak birçok mühendislik sistemin çözümünde ve incelenmesinde kullanılmaktadır. Literatürde elektriksel analoji kullanılarak mühendislik problemlerinin çözümünde daha çok mekanik sistemler göz önüne alınmış ve uygulamaları verilmiştir. Akışkan sistemi elektriksel analoji uygulamasında bir örnek dışında yapılmış çalışma yoktur ve bu çalışma da iki sabit akışkan seviyeli tank arasındaki akışı modellemek üzerinedir. Elektrik devrelerinin analizi için kullanılan yöntemler, bazı değişkenler göz önünde tutularak hidrolik sistemlerin analizinde de kullanılabilir. Sistem uygun olarak kullanıldığında, bu sistemler ile elektrik devre sistemlerinin arasında bir paralellik (analoji) kurmak söz konusudur. Bu paralelliği ortaya koymak üzere öncelikle fiziksel olarak, elektrik devrelerini oluşturan elemanlara karşılık hidrolik sistemlerde hangi elemanların bulunduğunu belirlemek gerekir. Bu elemanlar belirlendikten sonra, elektrik elemanları için kullanılan akım ve gerilim büyüklüklerine karşı düşecek iki hidrolik büyüklüğün tanımlanması ve bunların ölçülmesi söz konusu olacaktır. Bu çalışmada, hidrolik sistemleri elektrik devre sistemleri ile tanımlamanın ve çözmenin mümkün olabileceği gösterilmiştir. İki tank jeotermal rezervuar sistemini elektrik devre sistemleri ile modellemek farklı üretim debilerine karşılık oluşacak basınç düşüm senaryolarını hem teorik olarak hem de deneysel olarak simule edilmesini sağlayacaktır.
  • Öge
    Farklı Yöntemlerle Yapılan Petrol Ve Gaz Rezerv Tahminlerindeki Belirsizliklerin Değerlendirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-09) Tuğan, Murat Fatih ; Onur, Mustafa ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Petrol şirketlerinin ana hedefi petrol ve/veya gaz üreterek gelirlerini artırmaktır. Petrol/gaz üretimi için anahtar parametre ise lisans alımları, kuyu sondajları ve üretim tesisi inşaası gibi yatırımlardır. Şirketler belirli bir sahaya yatırımlarını, o sahadan elde edecekleri toplam üretime bakarak planlarlar. Bu çalışmada, rezervlerin hidrokarbon potansiyellerinin nasıl daha isabetli hesaplanabileceği ve kaçınılmaz olan belirsizliklerin nasıl sayısallaştırılabileceği ayrıntılı olarak incelenmektedir. Bu çalışmada, öncelikle çeşitli rezerv hesaplama yöntemleri, avantaj ve dezavantajlarıyla birlikte sunulmuştur. Bununla birlikte, bu yöntemleri farklı rezerv tiplerinin özelliklerine göre seçimi tartışılmıştır. En uygun yöntemleri seçiminin ardından, belirsizliklerin nerelerden kaynaklandığı ve bu belirsizliklerin sayısallaştırılması için yöntemler sunulmuştur. Son olarak, aritmetik toplamın, rezervlerin toplanmasında kullanılmasından ortaya çıkan hatalardan bahsedilmiş ve bu problemin çözümü olarak analitik belirsizlik yayılma yöntemi ile olasılıklı toplam yöntemi önerilmiştir.
  • Öge
    Girişimli Kuyu Basınç Testi Verilerinden Farklı Optimizasyon Tekniklerinin Kullanılmasıyla Parametre Tahmini
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Mengen, Ahmet Ergün ; Onur, Mustafa ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Bu çalışmada, Duhamel prensibinden yola çıkarak iki kuyulu ve çok tabakalı bir rezervuarda girişim kuyu basınç testlerini tasarlamak için bir model geliştirilmiştir. Özellikle kuyularda kuyuiçi depolama ve zar faktörü etkileri görüldüğü durumlarda, bu faktörlerin basınç sinyali ve de formasyon akış debi verileri üzerindeki etkileri incelenmeye çalışılmıştır. Çalışmanın ikinci adımı ters problem üzerine kuruludur. Geliştirmiş olduğumuz modelden elde edilen basınç ve formasyon debi verilerine optimizasyon algoritmalarının kullanılmasıyla regresyon yapılarak, kuyuiçi ve rezervuara ait önemli parametrelerin tahmini gerçekleştirilmiştir. Parametre tahmini probleminde regresyon yapılan veriler sentetik olarak oluşturulmuştur. Ters problem çözümünde üç farklı optimizasyon algoritması kullanılmış olup performanslarına göre kıyaslamaları yapılmıştır. Bunlardan Levenberg-Marquardt algoritmasının hesaplama süresi ve de global minimuma yakınsama kriterlerine göre en optimum bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır. Polytope ve simulated annealing algoritmalarının daha çok türevinin analitik olarak hesaplanmasının zor olduğu problemlerde, kullanılmalarının avantaj sağladıkları görülmüştür.
  • Öge
    Hershel-bulkley Modeli Kullanılarak Surge Basınçlarının Tahmini Ve Sonuçların Analitik Ve Yazılım Karşılaştırılması.
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-07-03) Arain, Muhammad Mubeen Ur Rehman ; Altun, Gürşat ; 10079031 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Yeraltı enerji kaynakaları araştırması (petrol, gaz ve jeotermal) dünya enerji gereksinimini karşılamaya bağlı olarak artmaktadır. Günümüzde teknik olarak doğru ve maliyeti düşük sondaj uygulamaları çok kritik bir hale gelmiştir. Son birkaç on yılda, kuyu hidroliği büyük dikkat çekmiş ve buna bağlı olarak yüksek eğimli kuyular, uzun erişimli ve yatay kuyuların sayısında büyük artış görülmektedir. Bu sondaj ortamlarında formasyon basıncı ve formasyon çatlatma gradyeni arasındaki operasyonel pencere veya açıklık marjini genel olarak daha azdır ve sondaj dizisinin kuyu içerisine veya kuyudan dışarıya doğru olan manevrası sırasında meydana gelen kuyu içi basınç değişimlerinin veya dalgalanmalarının (surge veya swab olarak bilinmektedir) doğru bir şekilde tahmin edilmesi gerektiğini yansıtmaktadır. Sondaj akışkanının aşağı ve yukarı hareketinden kaynaklanan ve kuyu içi basınç dalgalanması (surge veya swab) olarak bilinen bu basınç değişimleri genellikle sürtünme basınç kayıplarıdır. Sondaj dizisi kuyu dışına doğru çekildiği zaman kuyudaki akışkanı akışkanı yukarıya doğru sürükler (drag), bu nedenle kuyu dibinde hidrostatik basınçta swab olarak bilinen bir basınç azalmasına sebep olur. Bunun tersi harekette, dizi kuyu içerisinde aşağı doğru hareket ettirildiğinde akışkanı aşağı doğru sürükler ve surge olarak bilinen kuyu içi basıncının artmasına neden olur. Sondaj dizisinin manevra operasyonu diziye boru eklemek, aşınmış matkabı değiştirmek, kuyu içerisinde kalmış parçaları dışarı çıkarmak (tahlisiye operasyonu) veya kuyu ölçüm aletlerinin (log aletleri) kuyuya indirilmesi ve çıkarılması gibi nedenlerle yapılır. Manevra operasyonlarında harcanan zaman genel olarak tüm sondaj zamanı için harcanan zamanın önemli bir bölümünü oluşturur. Manevra nedeniyle oluşan bu basınçların doğru bir şekilde belirlenmesi ve bilinmesi, sorunların azaltılmasında ve düşük maliyetli etkin bir sondaj operasyonunun yapılmasında çok büyük bir önemi vardır. Manevra nedeniyle oluşan kuyu içi basınç dalgalanmalarının (surge ve swab basınçları) hesaplanması sondaj hidroliğinde çok önemlidir. Sondaj dizisinin manevrası nedeniyle oluşabilecek yüksek basınç dalgalanmaları formasyon hasarı ve kuyu fışkırmaları gibi çok ciddi sorunlara neden olabilir. Formasyon basıncı ve formasyon çatlatma basıncı arasındaki açıklığın genel olarak küçük olduğu derindeniz kuyularının, uzun erişimli kuyuların (ERD) ve yüksek açılı kuyuların sondajı sırasında basınç dalgalanmalarının uygun bir şekilde tahmini önemi yadsınamaz bir gerçektir. Bu çalışmada, dizi hareketinden kaynaklanan basınç dalgalanmalarını hesaplayan yöntem Herschel-Bulkley akışkan modeli kullanılarak sunulmuştur ve sonuçlar Paradigm Sysdrill yazılımı (V.10) ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada, basınç dalgalanmalarını bulmak için Merlo vd. (1995) tarafından tanıtılan sürtünme basınç kayıplarını Herschel-Bulkley akışkan için hesaplayan analitik denklemler kullanılmıştır. Sondaj dizisinin manevrası nedeniyle oluşan basınçların (surge ve swab) Herschel-Bulkley analitik modeli kullanılarak çözümü literatürde günümüze kadar yayınlanmamıştır ve bu yönüyle bu çalışma bir ilktir. Ancak, bu model denklemleri kullanılarak sondaj akışkanının sirkülasyonu sırasında meydana gelen sürtünme basınç kayıplarının (stand pipe pressure) belirlenmesine yönelik çalışmalar yayınlanmıştır. Çalışmada yapılan hesaplamalarda kuyunun düşey olduğu, kuyu anülüsünde dizinin merkezi olduğu (konsentrik), sondaj çamurunun sıkıştırılamaz akışkan olduğu ve kararlı akış durumları kabul edilmiştir. Ticari yazılım olan Paradigm Sysdrill (v.10) simülatörü sondaj kuyusunun planlanmasında, yön kontrolünde ve sondaj mühendisliği analizlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu program iki önemli modülden oluşmaktadır; bunlar (1) Sysdrill kuyu planlama ve yön kontrolü ve (2) Sysdrill sondaj mühendisliği. Bu çalışmada Sysdrill yazılımı Herschel-Bulkley modeli kullanılarak analitik olarak çözülen problem sonuçlarını karşılaştırmak için kullanılmıştır. Yazılımın dizi hareketi nedeniyle oluşan kuyu içi basınç dalgalanmalarını yanlış hesapladığı (sadece Herschel-Bulkley model değil, aynı zamanda Bingham Plastik ve Power Law gibi diğer reolojik modelleri içinde) belirlenmiştir. Konu hakkında yazılım firmasıyla irtibata geçilmiş ve programın yeni versiyonunda bu hatanın giderileceği bilgisi teyit edilmiştir. Barit-ağırlaştırılmış ve ağırlaştırılmamış su bazlı sepiolit çamurlar çalışmada kullanılmıştır. Sysdril yazılımından tahmin edilen sonuçlar farklılık göstermiştir ve kuyu içi basınç dalgalanmaları değerleri analitik model sonuçlarından alınanlara göre daha düşüktür. Kuyuiçi basınç dalgalanmaları (surge basınçları) Bingham Plastik ve Power Law reolojik modelleri kullanılarakta tahmin edilmiş ve sonuçlar Herschel-Bulkley model sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ayrıca, bu basınç dalgalanması üzerine etki eden parametreleri incelemek için duyarlılık analizi de gerçekleştirilmiştir. Kuyuiçi basınç dalgalanmaları dizi manevra hızı ve akışkan yoğunluğu ile doğrusal bir ilişki etkisi gösterirken, kuyu açıklığı (borehole clearance) doğrusal olmayan bir ilişki göstermiştir. Çalışma göstermiştir ki, kuyu içi basınç dalgalanması belli bir sıcaklık değerine kadar artan sıcaklıkla azalırken, daha sonra bu sıcaklıktan yüksek sıcaklıklarda basınç değerlerinde bir artış göstermiştir. Formasyon sıcaklığının çamur reolojisi ve kuyu içi basınç dalgalanması üzerine olan etkisini daha iyi anlayabilmek için belirtilen çamur örneklerinin reolojik sabitleri hem Fann35A döner viskometre hem de Fann50SL yüksek sıcaklık ve yüksek basınç (YSYB) reometresi kullanılarak ölçülmüştür. Sıcaklık koşullarını daha doğru canlandıran reometre ölçümlerinden elde edilen sonuçların viskometre sonuçlarından oldukça farklı değerler verdiği belirlenmiştir. Yüksek sıcaklıklı kuyuların analizinde viskometreden elde edilen sonuçlara göre yapılacak olan mühendislik analizlerinin yanlışlıklara ve dolayısıyla istenmeyen sorunlara neden olabileceği de gösterilmiştir. 350oF formasyon sıcaklığına kadar hem ağırlaştırılmış hem de ağırlaştırılmamış sepiolit çamurlarının sondaj dizisinin manevra hızlarının artırılmasına izin verdiği de belirlenmiştir. Bunula birlikte, doğru manevra hızlarının belirlenebilmesi için reometreye dayalı reolojik sabitlerin belirlenmesi gerekmektedir. Çalışmadan elde edilen diğer önemli sonuçlar aşağıda özet olarak verilmektedir: • Herschel-Bulkley modelinin analitik çözümü sonuçlarından elde edilen kuyu içi basınç dalgalanmaları (surge/swab) ticari yazılımın sonuçlarından daha iyi sonuç vermektedir. Analitik çözüm sonuçları daha yüksektir ve sonuçlar daha korunaklı ve güvenlikli bir çözüm vermektedir. • Kuyu içi basınç dalgalanmalarının artışına neden olan en önemli parametre manevra sırasındaki dizi hızının değeridir. Artan dizi hızıyla birlikte bu basınçlarda artmaktadır. • Kuyu içi basınç dalgalanmaları artan çmaur yoğunluğuyla birlikte artmaktadır, ancak artış oranı dizi hızındaki kadar yüksek değildir. • Dizi ve formasyon arasındaki anüler açıklık ile basınç dalgalanma değeri arasında ters bir ilişki vardır ve artan anüler açıklıkla birlikte basınç dalgalanmaları hızlı bir şekilde düşmektedir. • Hem barit-ağırlaştırılmış hem de ağırlaştırılmamış sepiolit temelli sondaj akışkanı durumunda, formasyon sıcaklığının dolayısı ile sondaj akışkanının belli bir değerine kadar (çamur jelleşmesi etkisi görülünceye kadar olan sıcaklık artışları) kuyu içi basınç dalgalanma (surge ve swab) değerlerinde azalma görülmektedir ve bu sıcaklık eşiğine (350o F) kadar manevra hızları arttırılabilir. • Sıcaklık ile birlikte değişen sondaj akışkanının reolojik sabitlerinin kuyu içi basınç dalgalanmaları (surge/swab) değerleri üzerine büyük etkisi vardır. • Sürtünme basınç kayıplarını daha doğru tahmin etmek için Herschel-Bulkley modelini göz önüne alan çamur yapışma sabiti (mud clinging constant) denklemleri ve/veya grafikleri günümüze kadar geliştirilmemiş ve literatürde yoktur. Bu nedenle, çalışmada Power Law akışkan için geliştirilmiş olan denklemler kullanılmıştır. • Yüksek sıcaklık koşullarında bütün özellikleri reometreden belirlenen sadece sepiolit temelli çamur özellikleri bu çalışmada kullanılmıştır. Diğer çamur türleri için (KCL, polimer temelli çamurlar, Lignosülfonat gibi) bu çalışma tekraralanabilir ve sepiolit çamur sonuçlarıyla karşılaştırılabilir.
  • Öge
    İki Farklı Z-faktörü Korelasyonu Türev Davranışlarının Artık Ve Termofiziksel Büyüklükler Kullanılarak İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-12-31) Dilsiz, Eda Ay ; Yamanlar, Şenol ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Doğal gazın tek fazlı basınç-hacim-sıcaklık (BHS) davranışlarının modellemesinde basitliklerinden dolayı iki ve üç parametreli z faktörü korelasyonları tercih edilmektedir. Petrol ve doğal gaz endüstrisinde çok bileşenli hidrokarbon sistemleri ile yaygın olarak karşılaşılır. Çok bileşenli hidrokarbon sistemlerinde z faktörü korelasyonlarının kullanılabilmesi için karışımın sanal kritik sıcaklık ve sanal kritik basıncının hesaplanması gerekmektedir. Hidrokarbon gaz karışımının sanal kritik basınç ve sanal kritik sıcaklık değerlerinin hesaplanması karışım kuralları kullanılarak mümkün olmaktadır. Kay, Stewart-Burkhardt-Voo-Sutton (SBVS), Corredor-Piper-McCain (CPC) ve Lee-Kessler (LKMIX) olarak adlandırılan farklı karışım kuralları bulunmaktadır. Kay karışım kuralı kullanımı basit olmasına karşın yüksek graviteli hidrokarbon karışımları için hassas sonuçlar vermemektedir. Yüksek graviteli gaz karışımlarının sanal kritik özelliklerinin belirlenmesinde daha karmaşık algoritmalara sahip SBVS, CPC ve Lee-Kessler karışım kuralları daha duyarlı sonuçlar üretebilmektedir. z faktörünü belirlemede kullanılan korelasyonların duyarlılığı literatürde yaygın olarak araştırılırken, z faktörünün ve z faktörünün kısmi türevlerinin fonksiyonu olan termofiziksel özelliklerin belirlenmesinde karışım kurallarının etkisi ile ilgili araştırma son derece azdır. Bu çalışmada, iki farklı z faktörü korelasyonunun türev davranışları artık ve termofiziksel özellikler kullanılarak incelenmiştir. Çalışmada üretilen artık entalpi, artık entropi, ısı kapasitesi, ses yayılma hızı gibi z faktörünün türevlerine bağlı özellikler Peng-Robinson durum denklemi, Lee-Kessler tabloları ve National Institute of Standarts and Technology (NIST) tarafından geliştirilen referans programı sonuçları ile kıyaslanmıştır.
  • Öge
    İki Fazlı Petrol Ve Su Akışının Sayısal Simülasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-02-03) Sever, Atakan ; Onur, Mustafa ; 422917 ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    İki fazlı petrol ve su akışı, pek çok rezervuar mühendisliği uygulamasının konusunu oluşturmaktadır. Yaygın kullanımı ve önemi nedeniyle bu çalışmanın amacı, iki fazlı petrol ve su akışının temellerinin anlaşılması ve basınç-saturasyon davranışlarının gözlemlenebilmesi için tek kuyulu bir sistem için silindirik koordinat sisteminde simülatör geliştirmektir. Çalışmada geliştirilen simülatörün doğruluğu test edildikten sonra literatürde bulunan bazı örnek kuyu-testi verileri kullanılarak simülatör çalıştırılmış ve basınç farkı-basınç farkı türevi grafikleri simülatörden alınan basınç sonuçlarına göre çizilerek farklı parametrelerin etkileri incelenmiştir.
  • Öge
    İstanbul Avrupa Yakası Doğalgaz Dağıtım Şebekesinin Enyüksek Debide Çekişlerde Tpao Silivri Doğalgaz Depolarından Beslenmesinin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-09) Ünlüuysal, Fatih ; Satman, Abdurrahman ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Türkiye’de yıllık evsel kullanıma ait doğalgazın yaklaşık %35’i İstanbul’da tüketilmektedir. İGDAŞ, İstanbul Avrupa yakasındaki 2.7 milyon konuta doğalgaz arzı sağlamaktadır. Böyle bir şebekenin hizmet güvenilirliği için sağlam arz-talep dengesine ihtiyaç duyulmaktadır. Özellikle yüksek doğalgaz tüketimlerinin yaşandığı kış aylarında tedarik zincirinin sağlanması genellikle problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sebeple arz güvenirliğine yönelik olarak yeni gaz rezervlerinin araştırılması gerekmektedir. TPAO’nun Kuzey Marmara ve Değirmenköy doğalgaz üretim sahaları halen kış aylarındaki en yüksek debide gaz çekişlerinde BOTAŞ yüksek basınçlı iletim şebekesine doğalgaz arzı sağlayan yeraltı depoları olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, İstanbul Avrupa yakası doğalgaz şebekesinin en yüksek çekişlerde TPAO Kuzey Marmara ve Değirmenköy doğalgaz yeraltı depolarından beslenmesi incelenmiş, sonuçlar tartışılarak tavsiyede bulunulmuştur.
  • Öge
    İzmit Doğal Gaz Dağıtım Sistemi İçin Tasarım Katsayısı Ve Eş-zaman Kullanım Faktörünün Belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Ünal, Yavuz ; Satman, Abdurrahman ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Bu çalışmanın amacı doğal gaz dağıtım sistemlerinde şebekelerin ekonomik ve güvenli boyutlandırılabilmesi için gerekli olan tasarım faktörünün ortaya konabilmesi, pik tüketim değerinin ve pik tüketim hesaplarında çarpan etkisi olan eş-zaman kullanım faktörünün analitik olarak hesaplanmasıdır. Hesaplamalar Türkiye de SCADA Sistemini bütün şebekesine uygulamış olan İzmit Doğal Gaz Dağıtım A.Ş. (İZGAZ)’den sağlanan veriler ile yapılmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde genel olarak doğal gaz kavramı ve Türkiye’deki gelişimi anlatılarak Tasarım faktörü ve Eş–Zaman Kullanım Faktörünün önemine değinilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise doğal gaz dağıtım şebeke sistemleri irdelenmiştir. Üçüncü bölümde doğal gaz dağıtım sistemlerinde düzen ve kısıtlamalarla birlikte şebeke tasarımına yer verilmiştir. Dördüncü bölümde doğal gaz dağıtım sistemlerinde yük faktörlerinin iki yöntemle hesabına yer verilirken beşinci bölümde İzmit Doğal Gaz Dağıtım Sistemi ile ilgili genel bilgilere yer verilmiş daha sonra dördüncü bölümde anlatılan iki farklı yöntemle tasarım katsayıları hesaplanmış ve son olarak ta Eş–zaman kullanım faktörünün hesabı yapılmıştır. Altıncı ve son bölümde ise çalışmada elde edilen sonuçlara ve önerilere yer verilmiştir.
  • Öge
    Jeotermal Kuyular İçin Çok Girişli Kuyu İçi P-t Akış Modelinin Geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Çınar, Murat ; Satman, Abdurrahman ; Petrol ve Doğalgaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Birden çok tabakanın (veya rezervuarın) giriş yaptığı jeotermal kuyuların sıcaklık ve basınç profillerinin oluşturulabilmesi için kuyu içi basınç – sıcaklık (p-T) modeli geliştirilmiştir. Kuyuya farklı noktalardan, farklı sıcaklıklarda ve basınçta akışkan girişi olabilmektedir. Özellikle Türkiye’de, jeotermal suların birçoğu çözünmüş halde CO2 içermektedir. CO2’nin varlığı, suyun henüz buhar fazına geçmeye başlamadığı yüksek basınç koşullarında, iki fazlı akışın oluşmasına neden olmaktadır. Model geliştirilirken akışın kararlı olduğu ve CO2’nin kısmi basıncının hesaplanmasında Henry yasasının geçerli olduğu varsayılmaktadır. Modele girişlerin derinlikleri ile rezervuar özellikleri girilmekte ve çıktı olarak basınç ve sıcaklık profilleri alınmaktadır. Model, kuyunun ölçülmüş basınç ve sıcaklık profillerinin varlığında, CO2’nin derişimini hesaplayabilmektedir. Model, Afyon Ömer-Gecek sahasındaki AF-21 kuyusuyla test edildi. Bu kuyuya sıcaklıkları farklı iki noktadan giriş olmaktadır. Rezervuar suyu çözünmüş olarak kütlece % 0.4 oranında CO2 içermektedir. Model bu kuyuya uygulanmakta; sonuç olarak hesaplanan değerler çakıştırılarak, rezervuarların kuyuya giriş özellikleri ve suyun CO2 içeriği tahmin edilmektedir.
  • Öge
    Bir Jeotermal Rezervuarın Birimleştirilmiş Ve Rekabetçi Yararlanma Koşulları Altındaki Performansı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-11-26) Salia, Suleman ; Mıhçakan, İbrahim Metin ; 10093445 ; Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği ; Petroleum and Natural Gas Engineering
    Nüfus artışı ve yükselen yaşam standartları enerji talebine olan artışın yönlendirici unsuru iki olmayı sürdürmektedirler.  Bu talebin karşılanmasına yönelik olarak enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesinde teknolojideki ilerlemelerin can alıcı önemi olduğu kadar, var olan kaynakların kapasitelerinin etkin geliştirilmesinde uygun yönetim stratejilerinin uyarlanması gerekli olabilir. Yenilenebilir enerji kaynağı olarak sınıflandırılan jeotermal enerji, bu arayış içinde yaşamsal bir rol oynamaktadır; çünki sistem üretim düzeylerini uzun dönemler boyunca koruyabilmektedir.  Eldeki kaynağın özelik ve niteliklerine göre ortalama olarak nitelenebilecek çekiş debileri ile üretim düzeyinin korunması ve üretimin uzun ömürlü olması sağlanabilir. Bir jeotermal rezervuar doğası gereği bölünemez ve böyle bir rezervuar üzerinde farklı işletilen komşu ruhsatların kuralsız geliştirilmeleri yararlanılan kaynağın fiziksel ziyanı, ekonomik zarar, çevresel sorunlar ve etkinlikten uzak kaynak yönetimi ile sonuçlanır. Bu sorunun üstesinden gelmek için öne sürülen çözüm, birimleştirmedir. Birimleştirme, aynı rezervuar üzerinde yer alan ayrı ruhsatların işletme payı sahiplerinin kaynağı gönüllü veya gönülsüz bir antlaşma ile, paylaşımcı ve eşgüdümlü bir oluşum halinde, belirlenmiş bir işletmeci aracılığı ile kullanmaları ve işletmeleri olarak tanımlanır. Bu tez çalışmasının amacı, farklı rezervuar sıcaklıklarına sahip iki ruhsatın rekabetçi ve paylaşımcı işletim koşulları altında 20 MW güç üretebilmeleri için en uygun biçimde geliştirilmelerini tasarlamak üzere, zamana bağımlı üretim koşullarında rezervuarın davranışını ortaya koymaktır.  Bu çalışma iki aşamayı kapsamaktadır. Birinci aşama, rekabetçi ve paylaşımcı yararlanma planları için zamana bağlı olarak yapılan üretimde rezervuar davranışını karşılaştırma üzerinde durmaktadır.  Burada, rezervuarın basıncı ve sıcaklığı analizin kıstaslarıdır.  İkinci aşama ise, proje yaşamı boyunca durağan bir elektrik üretim kapasitesi varsayımı ile, iki ruhsat tarafından paylaşılan bir rezervuarın gerektiği gibi geliştirilmesine yaklaşım tasarımı üzerinedir. Boyutsuz LP (lumped parameter) modellemesi, bir jeotermal sistemden akışkan çekilmesi ile sistemin gösterdiği basınç davranışını yansıtmak için de kullanılan çözümsel (analitik) bir tekniktir.  Bu modellemede eşısıl (izotermal) olmayan tank modelinin araç olarak seçilmesiyle, rezervuar ve beslenme sıcaklıkları arasındaki belirgin farklara bağımlı dikkate değer sıcaklık değişimleri, enjeksiyon işlemleri sonucu olan değişimler ve rezervuar sıcaklığında akışkan üretiminden kaynaklanan düşüş açıklanabilmektedir. Durağan elektrik üretimi için iki ruhsatın rekabetçi ve paylaşımcı yönetim koşulları altında, üretilen akışkanın geri basılması da dikkate alınarak, akışkan üretimi ve zamana göre rezervuarın basınç ve sıcaklık davranışını araştırmak üzere, bir tank ve iki tank modellerini içeren üç hipotetik durum önerilmiş ve analiz edilmiştir.  Bu durumlar (a) Durum 1: iki ruhsatlı rekabetçi yaklaşım, (b) Durum 2: birimleştirilmiş iki ruhsatlı paylaşımcı yaklaşım, (c) Durum 3: birimleştirilmiş iki ruhsatlı paylaşımcı yaklaşım (bir ruhsatta üretim ve diğer ruhsatta geri basma) olarak belirlenmiştir. Bu çalışmadaki varsayımlar, (i) her iki ruhsat için de keyfi olarak seçilmiş kayaç ve akışkan özelikleri, (ii) çift-çevrim (binary cycle) güç santrallarından durağan elektrik üretimi, (iii) rezervuar sıcaklığı farklı ve rekabetçi her bir ruhsat üzerine kurulmuş, 10 MWe elektrik üretim kapasiteli bir çift-çevrim güç santralı; veya birimleştirilmiş ruhsatlar üzerine kurulmuş 20 MWe elektrik üretim kapasiteli bir çift-çevrim güç santralı, (iv) beslenme kaynağı (akifer) ve bağlı olduğu Ruhsat 1 altındaki rezervuar kesiminin sıcaklıkları tüm durumlarda eşit ve 180°C, (v) Ruhsat 2 altında bulunan rezervuar parçasının sıcaklığı 160°C, ve (vi) proje tasarım ömrü tüm durumlar için 10,000 gün ile sınırlı olarak sıralanmaktadır. Bu tezin anlamlılığı, işletme payı sahipleri farklı iki komşu ruhsatın yararlandığı bir rezervuar için en uygun geliştirme yaklaşımının seçiminde vurgulanmıştır.  Dikkate alınan tüm durumlar ortalama rezervuar basıncı, ortalama rezervuar sıcaklığı, üretilen net ısı ve güç santralının ısıl verimindeki değişimler bakımından değerlendirilmiştir. İrdelenen üç durumdan üçüncüsü olan, üretimin Ruhsat 1’den ve geri basımın Ruhsat 2’den yapıldığı birimleştirme yaklaşımı, elektrik üretimi amacıyla 20 MWe kapasiteli çift çevrim santralının beslenebilmesi için istenen işletim şekli olduğu bulunmuştur.  Bu durumun en başarılı işlemesinin nedeni, en uygun kuyu planlanmasının kapsamlı ve tümleşik verilerle ve bunların iyi eşgüdümü ve bilgilerine dayalı teknik kararlarla yapılmasıdır.  Sıcak akışkan bölgeleri üretim için belirlenir ve geri basım kuyularının konuşlanacağı daha serin kesimlerden gayet iyi ayrılabilir.  Kuyuları uygun yerlere konuşlandırmanın amacı en verimli ve sürdürülebilir enerji üretimidir.  Ruhsat 1’in altındaki rezervuar kesimi Ruhsat 2’de bulunan geri basım kuyusundan çok uzaktaki besleme kaynağına doğrudan bağlantılı olduğundan, üretilen akışkanların yerine gerekli debide olan dolum ortalama rezervuar basıncının yüksek kalmasını sağlar.  Ruhsat 2 içinde geri basım kuyularının üretim kuyularından güvenli bir uzaklıkta konuşlanmasıyla, sıcak su kesiminin sıcaklığı denetim altında tutulur.  Dolayısı ile, geri basılan akışkan Ruhsat 2 altındaki rezervuar kesimi boyunca kanallaşıp, sonsuz boyuttaki besleme kaynağından (akiferden) giren sıcak akışkandan yararlanan Ruhsat 1 altındaki rezervuar kesiminin sıcaklığında olası en düşük azalmayı güvence altına aldığından, net ısı üretimi çok olumlu düzeyde olur.  Ayrıca Durum 3, tasarım ömrü sonuna kadar çift çevrim santralının ısıl veriminde en düşük azalmayı yaşar. Sonuç olarak söylenebilir ki, komşu ruhsat sahiplerinin sahanın, jeotermal enerjinin, jeotermal suları çevreleyen herhangi bir ısı veya enerji kaynağının ve ekosistemin birimleştirilmiş yönetim ile paydaşlar için olası en büyük yararı türetmek ve toplum çıkarlarını korumak üzere, paylaşımcı bir strateji içinde birlikte hareket etmeleri için cesaretlendirilmeli veya buna zorlanmalıdırlar.