FBE- Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 68
-
ÖgeKısmi aralıklarla tamamlanmış kuyuların performansı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995)Petrol ve doğal gaz sahalarında, üretim formasyonunun genellikle belirli bir kısmı akışa açılır. Bu işlem; kuyuya su ve/veya gaz girişini geciktirmek ya da özellikle formasyonun hidrokarbon bakımından yüksek kapasiteli kısımlarını üretmek gibi belli başlı nedenlerden dolayı yapılmaktadır. Akışa açık olan kısım, formasyonun herhangi bir yerinde tek üretim aralığında olabileceği gibi (kısmen tamamlanmış kuyular), birden fazla üretim aralığında da olabilir (kısmi aralıklarla tamamlanmış kuyular). Bir rezervuardan bu şekilde akışa açılmış kuyulara olan akışkan akışının matematiksel olarak çözümlenmesi, petrol mühendisliği literatüründe kuyuların üretim performansının incelenmesi ve kuyu testlerinin analizleri açısından önemlidir. Bu çalışmada, homojen ve anizotropik (farklı geçirgenlikli) bir rezervuardan, kısmi aralıklarla tamamlanmış bir kuyuya olan akışkan akışını tanımlayan matematiksel model geliştirilmiştir. Akışkan olarak tek fazlı, sabit ve küçük sıkıştınlabilirliğe sahip bir sıvı gözönüne alınmıştır. Matematiksel model, iki boyutlu diffiizyon denkleminin Laplace dönüşümü ve değişkenlerin ayrımı yöntemleri kullanılarak çözülmesi ile elde edilmiştir. Bulunan çözüm Fourier-Bessel serileri formunda olup, kişisel bilgisayarlar kullanılarak kuyu basıncı ve kısmi debiler hesaplanabilir. Kuyu hasan ve kuyuiçi depolanması da çözüme literatürdeki yöntemlerle eklenmiştir. Matematiksel model, literatürde varolan kısmen tamamlanmış kuyu modelleri ile karşılaştırılmış ve uyum içinde olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, Larsen [30] tarafından geliştirilen kısmi aralıklarla tamamlanmış kuyu modeli ile de karşılaştırılmış ve her iki modelin de basınç davranışlarının aynı olduğu görülmüştür. Ancak Larsen 'in modelinde, erken zamanlardaki kısmi debilerin dağılımında beklenmeyen sonuçlar dikkat çekmiştir. Matematiksel model geliştirilirken, eş akı çözümünden kuyuda sabit bir basınç elde edebilmek için (sonsuz iletken kuyu yaklaşımı), basınç ortalaması yaklaşımı kullanılmıştır. Basınç ortalaması, literatürde varolan diğer yöntemlerle karşılaştırılmış ve diğer yöntemlerden, tümleme zamanı bakımından avantajlı olduğu saptanmıştır. Kısmi aralıklarla tamamlanmış kuyuların üretim performansı da incelenmiştir. Üretim aralığı sayısının ve formasyona dağılımının, penetrasyon oranının ve kuyu hasarının ya da canlandırmanın üretim performansı üzerindeki etkileri grafiklerle verilmiştir. Sonsuz bir rezervuar için elde edilen kararsız akış çözümünden gidilerek erken ve geç zamanlardaki yaklaşımlar bulunmuştur. Son bölümde, yapay bir kuyu testi verisi oluşturularak, literatürde varolan teknikler yardımıyla kuyu testi analizleri yapılmıştır.
-
ÖgeKısmi aralıklarla akışa açılmış yatay kuyuların verimliliği(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995)Literatürde yatay kuyuların akış performansıyla ilgili olarak bulunan çalışmaları üçe ayırmak mümkündür: (1) saha tecrübelerine dayanan, belirli bir sahada yapılanları, karşılaşılan problemleri ve bunların çözümlenmesinde izlenen yöntemleri açıklayan rapor niteliğinde çalışmalar; (2) saha davranışını genel olarak canlandırmaya çalışan nümerik simulatörler ve (3) akış performanslarını hesaplamaya yönelik analitik formüller öneren çalışmalar. Bu çalışmada ilk tip çalışmalar üzerinde durulmamıştır. Simulatörler hakkında ise sadece bir kaç örnek verilip analitik modeller üzerinde durulmuştur. Fakat bunların da sadece birkaçı yatay kuyuların seçilmiş aralıklarla tamamlanmış olması durumunu gözönüne almaktadır. Ancak bu formüller de içerdikleri karmaşık fonksiyonlar nedeniyle pek kullanışlı değildirler. Bu çalışmada, kısmi aralıklarla tamamlanmış yatay kuyuların kararlı akış koşullarındaki akış performansı için kullanışlı matematiksel bir model önerilmektedir. Bu formülün çözümünde Fourier serileri ve değişkenlerin ayranı tekniği kullanılmıştır. Modelin çalışması için akış debisinin açık aralıklara olan dağılımı konusunda bir ön bilgi veya tahmin gerekli değildir. Dikdörtgen prizma şekilli bir rezarvuarda, y doğrultusunda rezervuann tam orta noktasında olması şartıyla, x ve z doğrultularında, herhangi bir noktaya yerleştirilmiş, kısmi aralıklarla tamamlanmış bir yatay kuyunun kararlı akış koşullarındaki akış performansım hesaplamak için bir model türetilmiştir. Rezervuann alt ve üst sınırları akışa kapalıdır ve bütün yanal sınırlarda sabit basınç vardır. Yatay kuyu üzerinde N adet akışa açık aralık bulunmaktadır. Bu aralıklar kuyu üzerinde istenildiği gibi dağıtılabilir ve istenilen uzunlukta olabilirler. Kuyu boyunca her açık aralıkta birbirine eşit veya farklı büyüklükte bir zar faktörü olabileceği de gözönünde bulundurulmuştur. Ayrıca yatay kuyunun sabit ve belirli bir debide üretim yaptığı kabul edilmiştir. Model çözümünde kullanılan bilgisayar programında ayrıca her arahktan gelen akışkan miktarı da hesaplanabilmektedir. Genel olarak şu sonuçlar elde edilmiştir: yatay kuyunun verimliliği, tamamlama şekline göre, akışa açık olan intervallerin toplam uzunluğu ile artar. Ayrıca bu intervallerin kuyu üzerindeki dağılımı da verimliliği etkilemektedir. Belirtilmelidir ki; kuyunun akışa açık mtervaUerinin toplam uzunluğu ile kuyu verimliliği arasındaki ilişki doğrusal değildir.
-
ÖgeDeğişken debili testlerin analizi ve dekonvolüsyon(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2000)Dekonvolüsyon yönteminde, kuyu dibinde ölçülen basınç ve akış debisi verileri kullanılarak rezervuar sisteminin sabit debili basmç davranışı hesaplanmaktadır. Dekonvolüsyon ters bir problem olduğundan dolayı, basınç ve akış debisi verileri üzerindeki ölçüm hatalarından etkilenmesi beklenmektedir. Bu çalışmada, basmç ve akış debisi verileri üzerindeki ölçüm hatalarının dekonvolüsyon üzerine etkisi ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Literatürde sunulan dekonvolüsyon algoritmaları, Laplace uzaylı ve gerçek zaman uzaylı dekonvolüsyon algoritmaları şeklinde iki ana grup altında sınıflandırılabilir. Bu çalışmada, literatürde "debi" dekonvolüsyon ve "sentetik" dekonvolüsyon olarak isimlendirilen Laplace kökenli iki dekonvolüsyon algoritmasıyla birlikte Kuchuk ve Ayestaran tarafından sunulan gerçek zaman uzaylı dekonvolüsyon algoritması göz önünde bulundurulmuştur. Basınç ve akış debisi verileri üzerine, literatürde yaygın olarak kullanıldığından dolayı, belirli varyanslı ve sıfır ortalamah normal dağılım gösteren hatalar rasgele olarak eklenmiştir. Rezervuar modeli bilindiğinde kuyu dibinde ölçülen basmç verileri kullanılarak akış debisi hesaplanabilir ve ölçülen akış debisi verileri ile kıyaslanabilir. Bu tezde bu konuyla ilgili olarak çeşitli uygulamalar yapılmıştır. Değişken yüzey debili kuyu basmç testlerinde, kuyu dibinde bütün periyotlara ait basınç verileri kaydedildiğinde, değişken debi etkileri dekonvolüsyon sayesinde ortadan kaldırılabilir. Değişken yüzey debili yapay basmç testleri ile dekonvolüsyon uygulamaları yapılarak, değişken debi etkileri ortadan kaldırılmaya çalışılmıştır. Son olarak, yayınlanmış bir saha verisi için doğrusal olmayan regresyon analizi ile parametre tahmini yapılmıştır. İlk olarak, basınç verileri üzerine çeşitli oranlarda ölçüm hatası eklenerek debi dekonvolüsyonu uygulamaları yapılmıştır. Basmç verileri üzerinde % 0.1 oranında ölçüm hatası olması durumunda, dekonvolüsyon işleminden hesaplanan sabit debili basmç verilerinin türevi rezervuar modelinin tanınmasına olanaklı kılmasına rağmen basmç verileri üzerinde % 1 hata olması durumunda dekonvolüsyon işleminden hesaplanan türev verileri modelin tanınmasını mümkün kılmamaktadır. Hata içeren basınç verileri ile yapılan uygulamalarda olduğu gibi akış debisi verileri üzerine % 0. 1 hata eklenildiğinde, rezervuar modeli tanınabilmekle birlikte % 1 hata olması durumunda türev verileri rezervuar modeli tanınamayacak şekilde bir sacdım yapmaktadır. Sonuç olarak basmç ve akış debisi üzerindeki ölçüm hataları benzer etkileri göstermiştir. XV Basınç ve akış debisi verileri üzerine aynı anda hata eklenerek debi dekonvolüsyon uygulaması yapılmıştır. Aynı tohum değeri kullanılarak basınç ve akış debisi verileri üzerine aynı seviyede hata eklenildiğinde, dekonvolüsyon işleminden elde edilen türev verileri rezervuar modeline ait karakteristik davranışı mükemmel bir şekilde gerçeklemektedir. Tohum değeri değiştirilerek aynı seviyede hata eklendiğinde, dekonvolüsyon işleminden elde edilen türev verileri, erken zamanlarda saçılım göstermekte ancak son iki logaritmik devirde modele ait davranışı yakalayabilmektedir. Genellikle kuyu testleri literatüründe akış debisi verilerinin basmç verilerine göre daha fazla hata içerdiği kabul edilmektedir. Bundan dolayı akış debisi verileri üzerine % 1 oranında, basmç verileri üzerine % 0. 1 oranında hata eklemiş ve dekonvolüsyon uygulaması yapılmıştır. Dekonvolüsyon işleminden elde edilen türev verileri büyük bir saçılım yapmakta ve rezervuar modeli tanınamamaktadır. Laplace kökenli dekonvolüsyon algoritmaları kullanılırken, Laplace fonksiyonu şeklinde sunulan basmç ve akış debisi verilerini gerçek zaman uzayında ifade edebilmek için ters sayısal Laplace dönüşüm algoritmalarının kullanılması gerekir. Bu çalışmada etkinliği literatürde kanıtlanmış olduğundan Stehfest algoritması kullanılmıştır. Stehfest parametresi, Laplace fonksiyonu şeklinde sunulan bir değişkenin (basınç veya debi) gerçek zaman uzayına doğru şekilde dönüştürülmesinde oldukça etkilidir. Hata içeren basmç ve debi verileri ile yapılan dekonvolüsyon uygulamaları yapılırken farklı Stehfest parametreleri kullanılarak uygulamalar yapılmıştır. Homojen rezervuar modeline göre üretilen basınç ve akış debisi verileri üzerinde hata olması durumunda, Stehfest parametresi yaygın olarak kullanılan (N=8) değerinden küçük (N=2 veya 4) seçildiğinde dekonvolüsyondan daha düzgün sonuçlar hesaplanmıştır. Warren & Root'un çift gözenekli rezervuar modeline göre üretilen basmç ve akış debisi verileri üzerinde hata olması durumunda, Stehfest parametresini yaygın olarak kullanılan değerinden daha küçük seçildiğinde homojen rezervuar modeline göre yapılan uygulamalarda olduğu gibi düzgün sonuçlar elde edilememiştir. Genel olarak ölçüm hatalarından homojen rezervuar modeline göre üretilen basmç ve akış debisi verileri, çift gözenekli rezervuar modeline göre üretilen basmç ve akış debisi verilerine göre daha az etkilenmektedir. Kuyu içi depolanma dekonvolüsyon işleminden hesaplanan sabit debili basmç verileri ve sabit debili basmç verilerinin türevinin erken zamanlarda saçılım yaptığı hem yapay hem de yayınlanmış saha verileri ile yapılan dekonvolüsyon uygulamalarında görülmüştür. Kuyu içi depolanma dekonvolüsyonu, kuyu içi depolanma etkilerini hiçbir zaman tam olarak ortadan kaldıramamaktadır. Basmç verileri üzerine çeşitli oranlarda hata eklenerek yapılan kuyu içi depolanma (sentetik) dekonvolüsyonu uygulamaları, ölçüm hatalarından kuyu içi depolanma dekonvolüsyonun debi dekonvolüsyona göre daha fazla etkilendiğini göstermiştir. Kuyu içi depolanma dekonvolüsyonunda, kuyu içi depolanma katsayısının doğru değerinden daha küçük bir değer seçilerek basınç verileri üzerindeki kuyu içi depolanma etkilerinin bir bölümü ortadan kaldırılabilir. Kuyu içi depolanma etkilerinin bir bölümünün ortadan kaldırıldığına ilişkin çeşitli uygulamalar yapılmıştır. Basınç ve akış debisi verileri üzerindeki ölçüm hatalarının gerçek zaman uzaylı dekonvolüsyon algoritmasına etkisini incelemek amacıyla Kuchuk ve Ayestaran tarafindan sunulan algoritma kullanılmıştır. Basınç veya akış debisi verileri üzerine % 0. 1 oranında hata eklenerek yapılan dekonvolüsyon uygulamasından hesaplanan türev xvı verileri rezervuar modeli taranmayacak şekilde saçılım yapmaktadır. Basınç veya akış debisi verileri üzerindeki hata seviyesi arttırıldığında gerçek uzaylı dekonvolüsyon işleminden elde edilen türev verileri çok büyük bir saçılım yapmaktadır. Basmç ve akış debisi verileri üzerine aynı tohum değeri kullanılarak aynı seviyede ölçüm hatası eklendiğinde dekonvolüsyon işleminden elde edilen türev verileri rezervuar modelini tanınmasını olanaklı kılmaktadır. Akış debisi verileri üzerine basmç verilerine göre daha fazla hata yüklendiğinde dekonvolüsyon işleminden elde edilen türev verileri büyük bir saçılım göstermektedir. Genel olarak basınç ve akış debisi verileri üzerindeki ölçüm hatalarından gerçek zaman uzaylı dekonvolüsyon algoritması, Laplace uzaylı dekonvolüsyon algoritmalarına göre daha fazla etkilenmektedir. Basmç ve akış debisi üzerindeki ölçüm hatalarından en az debi dekonvolüsyonu, en fazla gerçek zaman uzaylı dekonvolüsyon algoritması etkilenmektedir. Çalışmada Laplace kökenli dekonvolüsyon için Stehfest dışındaki ters Laplace dönüşüm algoritmaları kullanılmamıştır. Dolayısıyla, Laplace uzaylı dekonvolüsyon işleminin her zaman gerçek uzaylı dekonvolüsyon işlemine göre hatalardan daha az etkilendiği genel bir sonuç değildir. Diğer bir ifadeyle, başka dönüşüm algoritmalarının ölçüm hatalarına duyarlılığı Stehfest algoritmasınınki gibi olmayabilir. Bu bir ayrı araştırma konusudur. Her ne kadar diğer dönüşüm algoritmaları bu çalışmada denenmemişse de, Laplace kökenli dekonvolüsyonun gerçek uzaylı dekonvolüsyona göre daha düzgün sonuçlar vermesi, sadece Stehfest algoritmasının bir sonucu da olabilir. Rezervuar modeli bilindiğinde, kuyu dibinde ölçülen basmç verileri kullanılarak formasyon yüzeyi akış debisi hesaplanabilir ve ölçülen akış debisi verileri ile kıyaslanabilir. Bu çalışmada çift gözenekli rezervuar modeli için üretilen kuyu dibi basmç verileri ile birlikte homojen rezervuar modeline ait analitik çözümler kullanılarak akış debisi hesaplanmıştır. Çift gözenekli rezervuar modeline göre üretilen akış debisi profili ve homojen rezervuar modeline göre hesaplanan akış debisi profili birbirine oldukça yakındır. Çift gözenekli rezervuar modeline göre üretilen basmç verileri ve homojen rezervuar modeline göre hesaplanan akış debisi verileri kullanılarak yapılan dekonvolüsyon uygulamasından elde edilen türev verileri homojen rezervuar modeline ait davranışı göstermektedir. Bu işlemler yayınlanmış saha örneği içinde tekrarlanmış ve benzer sonuçlar elde edilmiştir. Yapılan uygulamalardan kullanılan debi verilerinin debi dekonvolüsyonda ne kadar etkili olduğu görülmüştür. Kuyu başında ölçülen akış debisi birim adım değişikliği şeklinde olduğunda, dekonvolüsyon farklı debilerle üretim yapılması sonucu elde edilen basmç sinyalim, belli bir referans akış debisi ile üretim yapıldığında elde edilecek basmç sinyaline dönüştürür. Değişken yüzey debili basmç testleri için yapılan dekonvolüsyon işleminden hesaplanan türev verileri son logaritmik devirde radyal akış periyoduna ait davranıştan sapmaktadır. Bunun nedeni, akış debisi verilerinin sayısal Laplace dönüşümü sırasındaki geç zaman etkilerinden kaynaklanmaktadır. Basmç verileri üzerine % 0.5 oranında hata ekleyerek yapılan dekonvolüsyon uygulamalarında Stehfest parametresinin küçük değerlerinin (örneğin N=4) seçilmesi durumunda türev verilerinde görülen saçılım azalmaktadır. xvu Değişken debili testlerin analizi yapılırken bu çalışmada doğrusal olmayan en küçük kareler yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemle yayınlanmış bir saha örneği (değişken debili basınç yükselim testi) analiz edilmiştir. Değişken debili basmç yükselim testi Aganval değişken debili eşdeğer zamanı kullanılarak, eşdeğer basmç azalım testine dönüştürdükten sonra analizi yapılmıştır. Aynı veriler değişken debi etkileri göz önünde bulundurularak tekrar analiz edilmiştir. Eşdeğer zaman kullanılarak yapılan analizle elde edilen geçirgenlik ve zar faktörü değerleri, test zamanına göre analiz sonucu elde edilen geçirgenlik ve zar faktörü değerlerinden farklıdır. Test zamanına göre analiz sonucu elde edilen parametrelerin güvenilirlik aralıkları, eşdeğer zamana göre analiz sonucu elde edilen parametrelerin güvenilirlik aralıklarından daha küçük çıkmıştır.
-
ÖgeKılcal emme mekanizmasının statik ve dinamik koşullarda deneysel incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995)Doğal çatlaklı rezervuarlarda (DÇR); tek ve çok fazlı akış homojen rezervuarlardakinden büyük farklılıklar gösterir. DÇR'da; yüksek gözenekliliği nedeniyle petrolün büyük kısmı matriks içerisinde yer alırken, akış yüksek geçirgenliğe sahip çatlak tarafından kontrol edilir ve matriksteki petrolü üretebilmek için matriks ve çatlak arasında akışkan transferi olayının gerçekleşmesi gerekir. Doğal bir su itişimi yoksa ve matriks su ıslatımlı ise; matrikste kalan petrolü üretebilmek için; su enjekte edilir ve suyun matriks tarafından emilerek aynı miktar petrolün çatlaklara bırakılması istenir. Bu mekanizmaya kılcal emme (capillary imbibition) adı verilir. Şimdiye kadar; bu olayda etken olan pekçok parametre değişik açılardan incelenmişse de, özellikle kontrol edilebilmesi veya değiştirilebilmesi açısından önemli olan akış ve akışkan özelliklerinin üzerinde daha fazla deneysel çalışmaya gerek duyulmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada akışkan (petrol ve su) ve akış (hızı ve yönü) özelliklerinin emme mekanizmasının verimine olan etkilerinin deneysel olarak incelenmesi hedef olarak belirlenmiştir. Deneyler hem statik hem de dinamik koşullarda gerçekleştirilmiştir. Statik deneyler, iki farklı grup altında ele alınmıştır. Birinci grup deneylerde, sıcaklığın emme ile olan üretim hızı ve kalıcı petrol doymuşluğu; ikinci grup deneylerde ise yüzey aktifleyici maddelerin (surfactant) kalıcı petrol doymuşluğu üzerindeki etkisi incelenmeye çalışılmıştır. Dinamik deneylerde ise; çatlak faktörü de gözönüne alınarak, enjeksiyon hızı, yönü ve çatlak özelliklerinin matriksteki doymuşluk profili üzerindeki etkisi görsel olarak incelenmiştir.
-
ÖgeBalçova jeotermal sahası yer altı sıcaklık dağılımlarının ve sığ derinliklerden yüzeye olan ısı akışının belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2001)İzmir ilinin Balçova yöresinde bulunan Balçova jeotermal sahası Türkiye'de geliştirilen ilk jeotermal sahadır. Saha çalışmalarının ilk kez 1962 yılında başladığı ve o günden beri içine bir çok jeotermal kuyunun delindiği bu jeotermal sistem, antik çağlardan beri sağlık amacıyla kullanılmakta olan Agamemnon kaplıcalarının bağlı olduğu sistemdir. Günümüzde bu sahadan, 1996 yılında kurulan bir merkezi sistem aracılığıyla, Balçova-Narlıdere yerleşim bölgelerindeki yaklaşık beşbin konuta ısıtma sağlanmaktadır. Balçova yöresindeki jeotermal sistemin özellikle daha verimli işletimi ve yaygın kullanımını sağlamak için, sahanın depolanmış ısıl enerji kapasitesini ve yerinde ısı akış mekanizmalarını iyi bilmek gerekir. Delinen kuyularda yapılan sıcaklık ölçümlerinin değerlendirmeleri bu amaca hizmet eden tek araçtır. O nedenle, sahadaki yatay ve düşey sıcaklık dağılımlarının irdelenmesi, haritalanması ve yorumu bu tez çalışmasının ana konusunu oluşturmaktadır. Bu sahanın sığ derinliklerine ait olarak bir yeraltı sıcaklık gradyanı haritası oluşturulması ve bunun kullanımıyla sahanın sığ katmanları boyunca yüzeye olan ısı kayıplarının ve ısı akısının hesaplanması ise bu tez çalışmasının diğer parçasıdır. Balçova jeotermal sahasında delinen ve derinlikleri 11 -m ile 1100-m arasında değişen kuyulardaki noktasal ya da sürekli sıcaklık ölçümleri 35°C ile 140°C arasında değişen değerler vermişlerdir. Sahadaki bütün resmî kuyular MTA (Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü) tarafından delinmiş, diğer kuyular ise herhangi bir resmî izin olmaksızın delinmişlerdir. Bu çalışmada bugüne kadar alınmış tüm sıcaklık ölçümleri değerlendirilmiş, haritalanmış ve irdelenmiştir. Sahadaki sıcaklık ve yeraltı sıcaklık gradyanı dağılımlarının haritalanmasında GMT (The Generic Mapping Tools) yazılımı kullanılmıştır. Bu çalışma karmaşık rezervuar sistemine sahip böyle bir sahadaki ısı kaynağının konumunun belirlenmesinde, ismin yayılma mekanizmasının ve karakteristiklerinin tanımlanmasında yukarıda sözü geçen haritaların önemini ve gerekliliğini ortaya koymuştur.