PETROL JEOLOJİSİ KONU: 4 HİDROKARBON AKIŞI, İKİNCİL GÖÇ, KAPANLANMA ve SIZMA

İKİNCİL GÖÇ (Sekonder migrasyon) Petrolün hazne kaya içerisindeki hareketine ikincil göç adı verilir. İkincil göçü oluşturan güç ve mekanizmalar fiziksel ve kimyasal dinamiklerdir.

FİZİKSEL DİNAMİKLER Hidrokarbon yüksek basınç zonundan alçak basınç zonuna doğru hareket eder. Bu hareketi sağlayan kuvvet yüzdürme kuvveti ve hidrodinamizmdir. Petrol akiferden bağımsız hareket edebilir. Petrol, özgül ağırlığı sudan az olduğundan ıslatılmış taşıyıcı akifer içerisinden kolayca akabilir. Hidrodinamik koşullar akiferdeki göçü petrolün lehine ya da aleyhine etkileyebilir. Bazı hallerde su petrol ve gazı eriyik halde de taşıyabilir. İkincil göç rezervuarın petrofiziksel karakteristiklerine, permeabilitesine, enjeksiyon basıncına ve kapilarite basıncına bağlıdır.

Bir petrol damlacığının gözenekten geçmesi kendi çapı ile gözenek çapının büyüklüğüne bağlıdır. Petrol gözenek çapından büyükse deforme olmak zorundadır.Yüzey gerilme kuvveti böyle bir harekete ve deformasyona karşı koyar. Karşı yüzey gerilme kuvveti ince taneli kayalarda daha etkindir.

Göç, havzanın yapısına ve özelliklerine bağlıdır. Taşıyıcı tabakanın eğimi, sürekliliği, fay ve çatlaklar göçü etkileyen başlıca faktörlerdir. Eğim ve dalımlardaki farklılık, çökme ve yükselmeye bağlı basınç farklılıkları ve tektonik gerilme ve basınçlar ikincil göçün yönünü etkilerler.

KİMYASAL DİNAMİKLER Porozitesi az ve geçirgen olmayan kayalar içerisinde petrol ağırlaşır, sülfür, aromatik ve iz elementler açısından zenginleşir, konsantre olur. Bazı hallerde petrol ikincil migrasyon esnasında uçucu ve hafif elementlerce zenginleşir. Bu değişimlerin nedeni hafif veya ağır bileşenlerin petrol- su veya petrol-mineral yüzeylerinde absorbe edilerek tutulmasıdır.

GÖÇ ve KAPANLANMA ŞEKİLLERİ

HAVZA İÇERİSİNDE GÖÇ Havza içerisinde göçü denetleyen faktörler Sedimanter ve paleocoğrafik kriterler Yapısal kriterler Hidrojeolojidir.

SEDİMANTER ve PALEOCOĞRAFİK KRİTERLER Transgresif seriler üste doğru tane boyundaki incelme nedeniyle petrolün üste doğru göçünü ve petrol kaçağını önler. Kırıntılı bir temel üstüne aşma (overlap) ile gelen istiflerde göç, kaçma ve sızma fazlalaşır. Evaporitlerle biten istiflerde sızma engellenir. Regresif seriler genellikle sızıntılara neden olurlar.

YAPISAL KRİTERLER Havzayı sınırlayan büyük faylar göç için önemli bariyerler oluşturabilirler. Gerilme rejimi altındaki havzalarda gelişen açık çatlak ve kırıklar göç için önemli yollar oluştururlar.

HİDROJEOLOJİK KRİTERLER Genç çökeller, havzalar veya çökmekte olan havzalarda santrifüj tipi hidrojeolojik gradyan vardır. Bu nedenle en fazla su basıncı havza ortasında yani derinlerde bulunur. Yapısal olarak deforme olan, kıvrılan ve yükselen havzalarda ise su hareketi merkeze doğrudur. Yani hidrolik gradyan sentripetaldir ve merkezi alanlarda su basıncı düşüktür. Petrol göçü ve yığışımı fazla basınçtan düşük basınca doğru olduğuna göre her iki halde farklı göç şekilleri gelişecektir.

YATAY GÖÇ (Lateral Migrasyon) Yatay göç devamlı ve geçirgen seviyelerde taşıyıcı kaya ile örtü kaya dokanağı boyunca meydana gelir ve 10 ile 100 km arasında bir mesafede gerçekleşir. Yatay göç sızma ve tar kumlarının da oluşum nedenidir.

Petrol yatay göç ile hareket ederken önce en yakındaki kapanı doldurur. Bu kapanlar genellikle taşma noktasından fazla dolacağından petrol daha üstlerdeki kapanlara doğru gider. Böylece derin yerlerde sadece gaz, kenar zonlarda petrol, en kenarda ise su birikir. NW Michiganda Siluriyen resiflerinin kesit ve haritası

PETROL KAPANDA DA TEKRAR GÖÇE UĞRAYABİLİR 1- Kapana yeni petrol gelmesi ikinci bir göçe neden olur 2- Petrol kapanlarının deformasyona uğraması yeni bir göçe neden olur 3- Yükselme ve aşınma sonucunda tabaka basıncı azalırsa gaz şapkası hacmi artar ve sonuçta petrol kaçabilir.

DÜŞEY GÖÇ Gözenek içerisindeki hidrokarbon basıncı kendisini gözenek içerisinde tutmak isteyen basınç ve örtü tabaka içerisinde oluşan basınçtan daha fazla olduğu zaman düşey göç görülür. Düşey göç tektonik hareketler sonucu akışkan basıncının artması ile mümkün olur.

AŞAĞI DOĞRU GÖÇ Bilhassa transgresif istiflerde görülen bu göç ile alttaki daha iyi nitelikli rezervuar kayalar ve stratigrafik kapanlar doldurulur. Bu durum özellikle kapanın hemen üzerine gelen birimin aynı zamanda ana kaya nitelikli olması halinde daha yaygındır. Bu üst birim aynı zamanda örtü kayayı da oluşturuyorsa düşey göç daha da yaygındır.

YUKARI DOĞRU GÖÇ Örtü içerisindeki çatlak ve boşluklardan petrolün yukarı doğru göçmesidir. Faylar geçirimli olduğu zaman göç yolları, geçirimsiz ve dolu olduklarında ise permeabilite bariyeri oluştururlar. Eğer çatlak ve fay yoksa örtü kayanın zayıf zonlarından yukarı doğru göç gelişir. Bu zonlardaki akışkan basıncı kapanın enjeksiyon basıncından daha fazladır. Hidrokarbon hafif ise düşey göç daha kolay olur. Genellikle düşey ve yatay göç birarada gelişir. İlk önce yatay, daha sonra düşey göç gerçekleşir. Bunun sonucunda farklı düzeylerde kapanlanma veya sızıntılar oluşur.

PETROL SIZINTISI Sızıntı eğer kuyuda görülüyorsa bu orada göç olduğunu ve geçmekte olan bir petrolü ifade eder. Sızıntı yüzeyde görülüyorsa o bölgede kapanlanma koşullarının iyi olmadığını belirtir.

KAPANLANMA Petrolün göç ederek hareket edemeyecek şekilde sıkıştığı yerlere kapan denir. Kapalı bir sistem petrol biriktirir. Alt kısmı konkav bir örtü kolayca bariyer oluşturur ve petrolün akıntı yönünde daha ileri gitmesini önler. Böylece sistemin en üst kısmında petrol birikerek bir havuz meydana getirir. Kapanın alt kısmı genellikle düzlemseldir ve petrol-su dokanağı ile sınırlanır. Kapanlar geometrik ve dinamik olmak üzere iki tiptir.

GEOMETRİK KAPANLAR Kıvrımlanma ile Fasiyes değişimleri ile Faylanma ile Bunların birleşimi ile gelişen birleşik kapanlardır.

TEORİK ve PRATİK KAPANIM Teorik kapanım kapandaki yapısal bilgilere göre kapan içerisinde ne kadar petrol bulunduğunu hesaplamakla bulunur. Pratik kapanım ise alttaki su tablası ile örtü kaya arasında ne kadar gözenek boşluğunun bulunduğunun hesabıdır.