Aksaray ili magmatik kayaçların çatlatma performansına etki eden mineralojik-petrografik, fiziksel ve mekanik özelliklerin araştırılması

Abstract

Hidrolik çatlatma uygulamaları petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtların üretim miktarlarını çarpıcı şekilde artırmış ve dünya enerji dengelerinin değişmesini sağlamıştır. Bu teknolojinin kullanım alanlarından biri de jeotermal enerjidir. Kızgın kuru kaya ortamlarında geçirimliliği artırmak ve sıcak su elde etmek için hidrolik çatlatma uygulamaları yakın zamanda denemeye başlanmıştır. Bu çalışmada, Aksaray ili magmatik kayaçlarında yapılacak hidrolik çatlatmaya kayaçların mineralojik, petrografik, fiziksel ve mekanik özelliklerinin etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, çalışma sahasından 5 farklı granit örneği alınmış, her bir örnek için standart kaya mekaniği deneyleri yapılarak fiziksel ve mekanik özellikleri tespit edilmiş, ayrıca ince kesit incelemeleri yapılarak mineralojik-petrografik özellikleri, kimyasal analizle de kimyasal bileşimleri tespit edilmiştir. Su jeti, yüksek basınçlı suyun dar bir aralıktan çıkmaya zorlanması sonucunda elde edilen yüksek hızlı su demetini ifade etmektedir. Bu çalışmada, su jetinin hidrolik çatlatma uygulamasında standart deneylere ilave bir yöntem olarak kullanılabileceği düşünülmüş ve çatlatma deneyleri su jeti ile gerçekleştirilmiştir. Granit örnekleri yüksek basınçta belli süre saf su jetine maruz bırakılarak suyun kayaçta nüfuz ettiği yayılma genişliği kaydedilmiştir. Daha sonra kayaç özellikleri ile hidrolik çatlatmada oluşan çatlak genişliği arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Böylelikle çatlatma performansında en çok etkisi olan kayaç özellikleri tespit edilmeye çalışılmıştır.

Hydraulic cracking applications have dramatically increased the production amounts of fossil fuels such as petroleum and natural gas, and have changed the world energy balances. One of the uses of this technology is geothermal energy. In order to increase permeability in hot dry rock environments and to obtain hot water, hydraulic cracking applications have recently started to be tried. In this study, the effects of mineralogical, petrographic, physical and mechanical properties of the rocks on the hydraulic fractures to be made in the igneous rocks of Aksaray province were investigated. For this purpose, 5 different granite samples were taken from the study area and physical and mechanical properties were determined by performing standard rock mechanics experiments for each sample. In addition, mineralogical-petrographical properties were determined by chemical analysis and chemical compositions were determined by thin section analyzes. Water jet refers to a high-speed water beam obtained by forcing high-pressure water out of a narrow gap. In this study, it is considered that water jet can be used as an additional method in hydraulic cracking application and cracking experiments were carried out with water jet. Granite samples were exposed to pure water jet at high pressure for a certain period of time and the spreading width of water penetrated into the rock was recorded. Then, the relationship between rock properties and crack width in hydraulic cracking was investigated. In this way, rock properties which have the most effect on cracking performance were tried to be determined.