SlideShare a Scribd company logo
1 of 6
FRACKING DEPREMLERİN İZLENMESİ
(HIGH RATE INJECTION IS ASSOCIATED WITH THE INCREASE IN U.S MID-CONTINENT SEISMICITY)
Seda TEMEL1
ve Ali Osman ÖNCEL 1
1
İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü
GİRİŞ
Dünya’da depremlerin nedeni olarak öne hep
tektonik fay sınırlarında meydana gelen depremler
çıkmıştır. Büyük depremlerden sonra insanların
meydana gelen depremlere katkısı olup olmadığı
tartışılmıştır. Özellikle, ülkemizde meydana gelen
17 Ağustos İzmit depreminden sonra bu depremin
insan oldaklı olup olmadığıyla ilişkili tartışmalar
yapılmıştır. Son zamanlara kadar insan odaklı
etkilerin deprem oluşumuna etkisi noktasında fazla
bilinen bilgiler yoktu. Özellikle, Amerika’da kaya
gazı üretim sahasının bulunduğu Oklahama’da
meydana gelen depremlerin (M>3.0) Kaliforniya
Deprem Fay Zonunda meydana gelen deprem
sayısından fazla olmasıyla bilim insanlarının
tartışma gündemine Beşeri Depremler (Fracking
Depremler) girdi. Önemli bilimsel yayınlar da
Beşeri Depremlerin (BD) petrol ve doğal gaz
sahalarında yüksek basınçlı suyun yerin altına
yüklenmesiyle meydana geldiği ispat edildi
(Keranen ve dig. 2014; Ellsworth,2013; Skoumal ve
dig. 2015; Hornbach ve dig. 2015)
ÖZET
Kuyu içine büyük hacimlerde su, kum ya da
kimyasal bir madde enjekte edilerek yüksek
basınç altında kayacın kırıklanması ile doğal gaz
ve petrol tespit edilebilmektedir. Yapılan son
çalışmalarla üretim sırasında açığa çıkan atık
suyun kuyu içine tekrar geri enjekte edilmesinin
depremler ile ilişkili olduğu gösterilmiştir.
Bu çalışma için örnek çalışma Amerika kıtasının
orta kısmında olan bir bölgeye aittir. İnceleme
yapılan alanda oluşan depremlerin sayısı 2009
yılından itibaren büyük ölçüde yükseliş
göstermiştir. Bu depremlerin birçoğunun atık
suyun yer içine enjekte edilmesinden ötürü
oluştuğu rapor edilmiştir. Yapılan çalışmada
Enjeksiyon Kuyuları Veri Tabanı güncellenerek
atık su enjeksiyonu ile sismik aktivite arasındaki
ilişki anlatılmaya çalışılmıştır. Ayda 300 bin
varilden fazla enjeksiyon yapılan kuyuların
deprem oluşturma olasılığının daha yüksek
olduğu belirlenmiştir. Kuyulara enjekte edilen
toplam sıvı hacmi, aylık kuyu başı basıncı,
derinlik, kristalize olmuş temel kayaya yakınlık
parametrelerinin deprem ile güçlü bir ilişkisi
olmadığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Tetiklenmiş deprem,
enjeksiyon kuyuları
Şekil 1: Bölgede aktif halde işletilen ve depremlerle
ilişkili 2.sınıf enjeksiyon kuyularının harita üzerinde
gösterimi.
1960’lı yılların ortalarından beri yer içine sıvı
enjekte etme işleminin tetiklenmiş deprem
oluşturduğu bilinmektedir. Amerika kıtasının
merkez ve doğu kısmında deprem oluşum sıklığının
artması, kuyulardan yer içine sıvı enjeksiyonu
yapılması işleminin sismik aktiviteyi tetiklediği
konusunu gündeme getirmiş ve bu konuda
çalışmalar yapılmıştır. Bu yolla oluşan 2011 M 5.6
Prague depremi, 2011 M 5.3 Trinidad depremi,
2012 M 4.8 Timpson depremleri örnek olarak
sayılabilir.
YÖNTEM
Yapılan çalışmada bölgede meydana gelen
depremlerin enjeksiyon işlemi yapılan kuyulara
yakınlığı, enjeksiyon işleminin yapılma zamanı ve
sismik aktivite arasındaki ilişkiler incelenmiştir.
Bölgede bulunan enjeksiyon işlemi yapılan
kuyularda yürütülen işlemler, jeolojik, hidrojeolojik
farklılıklarına göre kuyular sınıflandırılmıştır. Bu
kuyuların deprem oluşturma potansiyelleri
araştırılmıştır. Yapılan filtreleme işlemi sonrası
çoğu Oklohama ve Teksas’da olmak üzere 18,757
adet enjeksiyon kuyusu bulunmuştur. 2000 yılından
itibaren enjeksiyon kuyularının sayısı 3 kat
artmıştır. İkinci sınıf enjeksiyon kuyularının
tetiklemiş olduğu düşünülen sismik aktiviteler
literatür taraması ile bulunmuş buna göre kuyular
zamansal ve konumsal olarak ayrıştırılmıştır.
EPA yönetmeliklerinde 6 adet enjeksiyon kuyusu
tanımlamıştır.1.sınıf enjeksiyon kuyuları kentsel ve
endüstriyel atıkların içme suyu kaynaklarının altına
basıldığı kuyulardır. 2. Sınıf enjeksiyon
kuyularında hidrololik kırıklanmadan ötürü açığa
çıkan sıvılar petrol ve doğal gaz üretimi için kuyu
içine basılmaktadır. 3. Sınıf kuyular yer altındaki
içme suyu kaynaklarında minerallerin çözülmesi
için kuyu içine sıvı basılmaktadır. 4. Sınıf kuyular
1. Sınıf kuyulara benzerdir. Tehlikeli atıklar yer altı
su kaynaklarının üst kısmına enjekte edilmektedir.
5.sınıf kuyular zararlı olmayan sıvıların enjekte
edildiği (örneğin sel sularının) kuyulardır. 6. sınıf
enjeksiyon kuyuları ise C02 gazının saklanması için
açılmış kuyulardır1
.
Şekil 1’de Amerika’nın merkez ve doğu kısmında
bulunan enjeksiyon kuyularının yeri, bu kuyularda
yürütülen işlemler ile depremlerin oluş yerleri ve
zamanları arasındaki bağlantılar açıklanmaya
çalışılmıştır. Bölgede bulunan kuyulara ait veri
tabanı tekrar derlenip güncellenmiş, çalışma
kapsamında kullanılacak olan ikinci sınıf kuyular
bulundukları yer ve enjeksiyon işlemi
parametrelerine göre sınıflandırılmışlardır. Aralık
2014’te veri tabanı 187,570 adet kuyu içermektedir.
Bu kuyuların yüzde 56 ‘sı aktif olarak
kullanılmaktadır. Aktif haldeki 2.sınıf enjeksiyon
kuyularının %75’i geliştirilmiş petrol üretimi için
1
https://en.wikipedia.org/wiki/Injection_well
kullanılmaktadır (EOR: Enhance Oil Recovery).
Bunların dışında kalan kuyuların neredeyse tamamı
tuzlu suyun boşaltıldığı kuyulardır (SWD: Salt
Water Deposit). Geliştirilmiş petrol üretimi için
açılan kuyular içine sıvı, rezervuardaki petrol
üretimini arttırmak için pompalanmaktadır. Tuzlu
su boşaltım kuyularına (SWD) petrol ve gaz
üretiminde açığa çıkan atık sular, yeryüzündeki
sulara ya da yer altındaki içme suyuna karışmaması
için pompalanmaktadır. Coğrafik anlamda
enjeksiyon kuyularının dağılımı basenlerde ve
petrol ve gaz operasyonlarının yapıldığı bölgelerde
bulunmaktadır. Amerika’nın merkezi ve doğu
kısmında bulunan 2. Sınıf enjeksiyon kuyularının
%85’i Teksas, Oklahoma, Kansas ve Wyoming’de
bulunmaktadır.
Çalışma alanında 1973-2014 yılları arasında ANSS
(Advanced National Seismic System’s
Comprehensive Earthquake Catalog) katalogundan
alınmış büyüklüğü 3’ten fazla olan deprem veri seti
kullanılmıştır (Şekil 2).
Şekil 2. ANSS katalogundan derlenmiş 1973-2014
yılları arasında M ≥0,0 büyüklüğünde depremlerin
oluş yerleri gösterilmektedir. Beyaz renkli daireler
enjeksiyon kuyuları ile ilişkili olmayan depremleri
kırmızı daireler bölgede oluşan depremler ile
konumsal ve zamansal olarak ilişkili depremleri
göstermektedir.
2000 yılından önce bölgede olan sismik aktivitenin
%20’si enjeksiyon kuyuları ile ilişkilidir. 2011-
2014 yılları arasında bu oran %87 olarak hızla
artmıştır. Bölgede olan deprem sayısındaki artış
enjeksiyon kuyularına yakın yerlerde olan sismik
aktiviteyi işaret etmektedir. Depremlerin artış
oranının bir kısmı kuyu sayısının artışı ile ilgili
olabilir ama bu etki minimum düzeyde hesaba
katılmıştır çünkü kuyu sayısının artış oranı en fazla
1960 ile 1980 yılları arasındadır (Şekil 4).
Şekil 3: Bölgede yer içine sıvı enjekte edilmesi ile
tetiklenen ilişkili ve ilişkisiz depremler
gösterilmektedir. Gri sütunlar Amerika’nın orta
kısmında olan 3’ten büyük depremleri
göstermektedir. Kırmızı sütunlar ise konumsal ve
zamansal olarak enjeksiyon kuyuları ile ilişkili
depremleri göstermektedir. Grafikte siyah çizgi
kuyular ile ilişkisiz deprem sayılarını
göstermektedir.
Katologdan seçilen zaman zarfı içerisinde
enjeksiyon kuyuları ile ilişkisiz oluşan depremlerin
sayısı sabite yakın bir yönelim gösterirken,
enjeksiyon kuyularının oluşturduğu düşünülen
depremlerin sayısında büyük oranda artış olmuştur
(Şekil 3).
Şekil 4: Zamana bağlı sismik aktivite ile
ilişkilendirilen kuyuların sayısının artışı. 2000
yılında ilişkili kuyu sayısı 6129 iken 2014 yılında
ilişkili kuyu sayısı 18757 olmuştur.
Enjeksiyon işlemi sonucu oluştuğu düşünülen
depremlerin %66’sı gelişmiş petrol üretimi yapılan
kuyulara yakın yerlerde oluşmuştur. Fakat kuyu
sayısı itibarı ile aktif haldeki tuzlu su enjeksiyonu
yapılan kuyular 1.5 kat daha fazla deprem ile ilişkili
olduğu saptanmıştır. SWD kuyuları kuyu işlemleri
daha farklı olduğu için depremlerle daha ilişkili
görülmüştür. SWD kuyuları rezervuarda pozitif
basınç değişimine neden olurken, gelişmiş petrol
üretim kuyuları enjeksiyon ya da üretim sırasında
kuyularda rezervuar basıncını dengelemek için
enjeksiyon miktarı ayarlanarak yapılmaktadır.
Geçen 40 yıl içerisinde çalışma alanında olan
sismik aktivitenin (büyüklüğü 3’den fazla)
%60’dan fazlası filtreleme işlemi yapıldıktan sonra
enjeksiyon kuyuları ile ilişkili olduğu ortaya
konmuştur.
Şekil 5: 1973-2014 yılları arasında olan
depremlerin ANSS deprem katalogundan alınarak
konumsal filtre uygulanması. Enjeksiyon kuyuları
ile ilişkili depremlerin konumsal filtre yarıçapı ile
ilişkisi doğrusal değildir. 15 km yarıçap ve 30 km
yarıçap birbirine yakın ilişkili deprem sayıları
çıkmıştır. Konumsal uzaklık arttıkça deprem
sayısının artacağı beklendiğinden bu sonuç şaşırtıcı
bulunmuştur. Bu yüzden çalışma kapsamında
konumsal filtre 15 km olarak seçilmiştir..
Çalışma alanında enjeksiyon işlemi yapılan
kuyuların depremlerle ilişkisini anlamak için
zamana ve konuma bağlı ayrıştırma uygulanmıştır.
Enjeksiyon kuyusunun bulunduğu 15 km’lik alanda
deprem olmuş ise kuyu ile ilişkili olduğu
varsayılmıştır. 5 kilometrelik yarıçap içerisinde
kalan depremler tetiklenmiş deprem olarak kabul
edilmektedir. Çalışma alanında depremin oluş
yerinin konumsal belirsizliği 10 km civarındadır.
Enjeksiyon kuyuları ile ilişkili depremlerin
konumsal filtre yarıçapı ile ilişkisi doğrusal
değildir. 15 km yarıçap ve 30 km yarıçap
seçildiğinde birbirine yakın ilişkili deprem sayıları
çıkmıştır. Konumsal uzaklık arttıkça deprem
sayısının artacağı beklendiğinden bu veri beklenen
bir sonuç değildir. Bu yüzden çalışma kapsamında
konumsal filtre 15 km olarak seçilmiştir (Şekil 5).
Tetiklenmiş sismik aktivite yoğunluğuna etki eden
parametreler; enjeksiyon oranı, toplam enjeksiyon
hacmi, kuyu başı enjeksiyon basıncı ve enjeksiyon
yapılan yerin kristalize olmuş temel kayaya olan
yakınlığıdır. Oklahoma, Arkansas, Colorado ve
New Mexico’da doğal ve tetiklenmiş depremler için
15 yıldan fazla bir süredir toplanmış enjeksiyon
kuyu verileri bulunmaktadır.
Şekil 6: Çalışma yapılan bölgede meydana gelen
(M ≥ 3.0) depremlerin enjeksiyon kuyuları ile
ilişkisini göstermektedir. 2000’li yıllardan itibaren
bu artış %22 civarında iken 2014 yılında bu artış
%98 oranında olmuştur.
Bu verilerden aylık enjeksiyon oranı ve kuyu başı
işlemlerde basınç değişimi bilgilerine
ulaşılabilmektedir. Bu bilgiler kullanılarak tuzlu su
enjeksiyon ve gelişmiş petrol üretim kuyularında
enjeksiyon işlemi parametreleri ile depremler
arasındaki ilişki araştırılmaktadır.
Şekil 7’de A) Oklohama, Arkansas, Colorado ve
New Mexico’da bulunan tuzlu su enjeksiyonu
yapılan kuyulara ait maksimum aylık enjeksiyon
oranıdır. Mavi ve sarı renkli sütunlar bütün kuyular
için ve depremlerle ilişkili olduğu düşünülen tuzlu
su enjeksiyon kuyuları için aylık enjeksiyon oranını
göstermektedir. B) Aynı bölgeler için kümülatif
enjeksiyon hacmini göstermektedir. C) Maksimum
enjeksiyon oranının depremler ile ilişkisi
incelenmiştir. d)Kuyularda kümülatif enjeksiyon
hacminin depremler ile ilişkisi incelenmektedir.
Grafikte bulunan gri bölge ilgili hacim aralığında
kuyu bulunmadığını göstermektedir.
Şekil 7: Maksimum enjeksiyon oranı ve toplam sıvı
enjeksiyon hacmine göre sismik aktivite ile kuyular
arasındaki ilişkiyi gösterim grafikleri.
Oklohama, Arkansas, Colorado ve New Mexico’da
bölgelerinde bulunan kuyularda yapılan maksimum
enjeksiyon oranı büyüklüğün değişimine bağlı
olarak aylık 100 varil ile 2 milyon varil arasında
değişmektedir.
Çalışma kapsamında araştırılan diğer konu kuyulara
enjekte edilen kümülatif toplam sıvı hacminin
depremlerle ilişkili olup olmadığıdır. Araştırma
yapılan 4 alanda 1973-2014 yılları arasında
kümülatif enjekte edilen sıvı toplamı 1000 bbl2
ile
100 milyon bbl arasında değişmektedir. Yüksek
toplam enjeksiyon hacmi olan kuyular ile depremler
arasındaki ilişkiler rastgele değişim göstermiştir.
Sonuç olarak toplam enjekte edilen sıvı miktarının
deprem oluşumuna büyük etkilerinin olmadığı
gözlenmiştir.
Kuyu başı basıncı parametresi ile depremler
arasındaki ilişki incelenmeye başlandığında aylık
kuyu raporlarında bu değerlerin güvenilir olarak
ölçülmediği görülmüştür. Bunun nedeni enjeksiyon
işlemi sırasında da bu değer sabit yazılmıştır. Kuyu
içi enjeksiyon basıncı verisi enjeksiyon yapılan
formasyonların gözenek basıncının koşullarının
değişimini kuyu duvarındaki kırıklanmadan ötürü
doğru yansıtmayabilir. Ayrıca kuyu başı basıncının
sıfır olarak rapor edilmesine rağmen kuyu içindeki
hidrostatik sıvıdan ötürü kuyu dibinde hidrostatik
basınç oluşturmasının depremlerin tetiklenmesi için
yeterli olduğu düşünülmektedir. Yüzden fazla
kuyuda kuyu başı basıncının sıfır olarak
raporlanmasına rağmen depremlerle ilişkili olduğu
saptanmıştır (Şekil 8).
2
https://en.wikipedia.org/wiki/Barrel_(unit)
Şekil 8: A) Oklahoma, New Mexico, Arkansas ve
Colorado da bulunan tuzlu su enjeksiyon
kuyularında ölçülen maksimum kuyu başı basıncı.
B) Aynı bölgede gelişmiş petrol üretimi yapılan
kuyularda ölçülen kuyu başı basınçları. C ve D) Bu
kuyularda ölçülen maksimum kuyu başı basıncının
depremlerle ilişkisi. Kuyu başı basıncının
depremlerle doğrudan ilişkili olduğu hakkında açık
bir yönelim görememişlerdir.
Enjeksiyon derinliği ve kristalize olmuş temel
kayaya yakınlıkta kuyuların depremler ile ilişkisini
etkileyen faktörler olduğu varsayılmaktadır.
Çalışma alanı için ikinci sınıf enjeksiyon
kuyularında izin verilen enjeksiyon derinliği 300 ile
4000 metre arasında değişmektedir. Tuzlu su ve
gelişmiş petrol üretim kuyularının derinlikleri
çoğunlukla 300 ile 1500 metre arasında
değişmektedir. Depremlerle ilişkili enjeksiyon
kuyularında benzer enjeksiyon derinliklerinden
daha fazla enjeksiyon yapılmaktadır. Çalışmada
tam bir ilişki bulunamasa da enjeksiyon derinliğinin
artması sismik aktivite olasılığını arttırmaktadır.
Kuyuların depremlerle olan ilişkisinin enjeksiyon
derinliğinin artması ile büyümediği görülmüştür.
SONUÇLAR
Yapılan analizlerde enjeksiyon oranının kuyu işlem
parametreleri arasında tetiklenen sismik aktivite ile
en çok ilişkili olan parametre olduğu görülmüştür.
Yüksek enjeksiyon oranı olan tuzlu su enjeksiyon
kuyularının yakınlarında iki kat daha fazla deprem
oluşmaktadır. Enjeksiyon oranının yüksek olması
çevresel rezervuar basıncını büyük oranda
etkilemekte bunun sonucu olarak deprem olasılığı
artmakta, faydaki gerilme değişmektedir.
Enjeksiyon oranı ve toplam enjeksiyon hacmi gibi
işlem parametreleri arasındaki farkın yeni üretim
teknikleri geliştirdiği görülmüştür. Petrol ve gaz
endüstrisi bu işlem parametrelerini kullanarak
enjeksiyon kuyuları nedeni ile oluşan deprem
sayılarını azaltabilirler.
*Enjeksiyon kuyularının bölgede oluşan depremler
ile ilişkisini kurarken konumsal ve zamansal süzgeç
uygulamak bu tür çalışmalarda çok önemlidir.
*Amerika kıtasının orta bölümünde görülen sismik
aktivite artışı hem zamanda hem de konumda
enjeksiyon kuyuları ile ilişkilidir.
*Aylık 300 bin bbl’den yüksek enjeksiyon yapılan
kuyuların depremle ilişki olasılığı artmaktadır.
*Yapılan çalışma ölçeğinde kümülatif enjeksiyon
hacmi, enjeksiyon basıncı ve temel kayaya olan
yakınlık bölgedeki sismik aktiviteyi
etkilememektedir.
*Kuyuda yapılan işlemler, kuyuya enjekte edilen
sıvı oranından sonra en önemli ikinci parametredir.
KAYNAKLAR
*Weingarten, M., Ge, S., Godt, J. W., Bekins, B.
A., & Rubinstein, J. L. (2015). High-rate injection
is associated with the increase in US mid-continent
seismicity. Science, 348(6241), 1336-1340.
*https://www.youtube.com/watch?v=nxERv867ipY
Keranen, K. M., Weingarten, M., Abers, G. A.,
Bekins, B. A., & Ge, S. (2014). Sharp increase in
central Oklahoma seismicity since 2008 induced by
massive wastewater injection. Science, 345(6195),
448-451.
Ellsworth, William L. "Injection-induced
earthquakes." Science 341.6142 (2013): 1225942.
Skoumal, Robert J., Michael R. Brudzinski, and
Brian S. Currie. "Earthquakes induced by hydraulic
fracturing in Poland Township, Ohio." Bulletin of
the Seismological Society of America (2015).
Hornbach, M. J., DeShon, H. R., Ellsworth, W. L.,
Stump, B. W., Hayward, C., Frohlich, C., ... &
Luetgert, J. H. (2015). Causal factors for seismicity
near Azle, Texas. Nature communications, 6.
Şekil 8: A) Oklahoma, New Mexico, Arkansas ve
Colorado da bulunan tuzlu su enjeksiyon
kuyularında ölçülen maksimum kuyu başı basıncı.
B) Aynı bölgede gelişmiş petrol üretimi yapılan
kuyularda ölçülen kuyu başı basınçları. C ve D) Bu
kuyularda ölçülen maksimum kuyu başı basıncının
depremlerle ilişkisi. Kuyu başı basıncının
depremlerle doğrudan ilişkili olduğu hakkında açık
bir yönelim görememişlerdir.
Enjeksiyon derinliği ve kristalize olmuş temel
kayaya yakınlıkta kuyuların depremler ile ilişkisini
etkileyen faktörler olduğu varsayılmaktadır.
Çalışma alanı için ikinci sınıf enjeksiyon
kuyularında izin verilen enjeksiyon derinliği 300 ile
4000 metre arasında değişmektedir. Tuzlu su ve
gelişmiş petrol üretim kuyularının derinlikleri
çoğunlukla 300 ile 1500 metre arasında
değişmektedir. Depremlerle ilişkili enjeksiyon
kuyularında benzer enjeksiyon derinliklerinden
daha fazla enjeksiyon yapılmaktadır. Çalışmada
tam bir ilişki bulunamasa da enjeksiyon derinliğinin
artması sismik aktivite olasılığını arttırmaktadır.
Kuyuların depremlerle olan ilişkisinin enjeksiyon
derinliğinin artması ile büyümediği görülmüştür.
SONUÇLAR
Yapılan analizlerde enjeksiyon oranının kuyu işlem
parametreleri arasında tetiklenen sismik aktivite ile
en çok ilişkili olan parametre olduğu görülmüştür.
Yüksek enjeksiyon oranı olan tuzlu su enjeksiyon
kuyularının yakınlarında iki kat daha fazla deprem
oluşmaktadır. Enjeksiyon oranının yüksek olması
çevresel rezervuar basıncını büyük oranda
etkilemekte bunun sonucu olarak deprem olasılığı
artmakta, faydaki gerilme değişmektedir.
Enjeksiyon oranı ve toplam enjeksiyon hacmi gibi
işlem parametreleri arasındaki farkın yeni üretim
teknikleri geliştirdiği görülmüştür. Petrol ve gaz
endüstrisi bu işlem parametrelerini kullanarak
enjeksiyon kuyuları nedeni ile oluşan deprem
sayılarını azaltabilirler.
*Enjeksiyon kuyularının bölgede oluşan depremler
ile ilişkisini kurarken konumsal ve zamansal süzgeç
uygulamak bu tür çalışmalarda çok önemlidir.
*Amerika kıtasının orta bölümünde görülen sismik
aktivite artışı hem zamanda hem de konumda
enjeksiyon kuyuları ile ilişkilidir.
*Aylık 300 bin bbl’den yüksek enjeksiyon yapılan
kuyuların depremle ilişki olasılığı artmaktadır.
*Yapılan çalışma ölçeğinde kümülatif enjeksiyon
hacmi, enjeksiyon basıncı ve temel kayaya olan
yakınlık bölgedeki sismik aktiviteyi
etkilememektedir.
*Kuyuda yapılan işlemler, kuyuya enjekte edilen
sıvı oranından sonra en önemli ikinci parametredir.
KAYNAKLAR
*Weingarten, M., Ge, S., Godt, J. W., Bekins, B.
A., & Rubinstein, J. L. (2015). High-rate injection
is associated with the increase in US mid-continent
seismicity. Science, 348(6241), 1336-1340.
*https://www.youtube.com/watch?v=nxERv867ipY
Keranen, K. M., Weingarten, M., Abers, G. A.,
Bekins, B. A., & Ge, S. (2014). Sharp increase in
central Oklahoma seismicity since 2008 induced by
massive wastewater injection. Science, 345(6195),
448-451.
Ellsworth, William L. "Injection-induced
earthquakes." Science 341.6142 (2013): 1225942.
Skoumal, Robert J., Michael R. Brudzinski, and
Brian S. Currie. "Earthquakes induced by hydraulic
fracturing in Poland Township, Ohio." Bulletin of
the Seismological Society of America (2015).
Hornbach, M. J., DeShon, H. R., Ellsworth, W. L.,
Stump, B. W., Hayward, C., Frohlich, C., ... &
Luetgert, J. H. (2015). Causal factors for seismicity
near Azle, Texas. Nature communications, 6.

More Related Content

What's hot

İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1
İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1
İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1Haluk Eyidoğan
 
Öncel Akademi: Uzmanlık Alan
Öncel Akademi: Uzmanlık AlanÖncel Akademi: Uzmanlık Alan
Öncel Akademi: Uzmanlık AlanAli Osman Öncel
 
A Century Earthquakes - Yüzyılın Depremleri
A Century Earthquakes - Yüzyılın DepremleriA Century Earthquakes - Yüzyılın Depremleri
A Century Earthquakes - Yüzyılın DepremleriAli Osman Öncel
 
ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009
ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009
ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009Haluk Eyidoğan
 
Diksiyon Seminer: Jeofizik Şehirleşme
Diksiyon Seminer: Jeofizik ŞehirleşmeDiksiyon Seminer: Jeofizik Şehirleşme
Diksiyon Seminer: Jeofizik ŞehirleşmeAli Osman Öncel
 
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİ
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİKENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİ
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİAli Osman Öncel
 
SONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİ
SONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİSONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİ
SONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİAli Osman Öncel
 

What's hot (8)

İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1
İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1
İNSAN MARİFETİYLE DEPREM TETİKLENİR Mİ? - BÖLÜM 1
 
Öncel Akademi: Uzmanlık Alan
Öncel Akademi: Uzmanlık AlanÖncel Akademi: Uzmanlık Alan
Öncel Akademi: Uzmanlık Alan
 
A Century Earthquakes - Yüzyılın Depremleri
A Century Earthquakes - Yüzyılın DepremleriA Century Earthquakes - Yüzyılın Depremleri
A Century Earthquakes - Yüzyılın Depremleri
 
ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009
ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009
ATATÜRK BARAJI SU DÜZEYİ VE TETİKLENMİŞ DEPREMSELLİK İLİŞKİLERİ, 1992-2009
 
Diksiyon Seminer: Jeofizik Şehirleşme
Diksiyon Seminer: Jeofizik ŞehirleşmeDiksiyon Seminer: Jeofizik Şehirleşme
Diksiyon Seminer: Jeofizik Şehirleşme
 
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİ
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİKENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİ
KENTSEL DÖNÜŞÜMDE YAPILAŞMA JEOFİZİĞİ VE SOSYAL RİSK BOYUTUNUN DEĞİŞİMİ
 
SONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİ
SONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİSONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİ
SONDAJ KUYULARINDA UYGULANAN SİSMİK DİREK DALGA YÖNTEMLERİ
 
Kaya Fiziği Sismolojisi
Kaya Fiziği SismolojisiKaya Fiziği Sismolojisi
Kaya Fiziği Sismolojisi
 

Viewers also liked

XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015
XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015
XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015Kareen Miranda
 
Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria
Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria
Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria Istituto nazionale di statistica
 
Bellakaplan
BellakaplanBellakaplan
BellakaplanIDoDots
 
Manuaal de gmail
Manuaal de gmailManuaal de gmail
Manuaal de gmailA B
 
Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...
Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...
Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...LabSharegroup
 
Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6
Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6
Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6Amelie Bonin
 

Viewers also liked (10)

XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015
XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015
XPos_Connect_HSIA_Gateway 6 Mar 2015
 
Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria
Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria
Valeria Tocchi, Un quadro dell’evoluzione demografica in Umbria
 
Bellakaplan
BellakaplanBellakaplan
Bellakaplan
 
Resume PRobertson
Resume   PRobertsonResume   PRobertson
Resume PRobertson
 
Paquete romantico
Paquete romanticoPaquete romantico
Paquete romantico
 
Manuaal de gmail
Manuaal de gmailManuaal de gmail
Manuaal de gmail
 
Bullying in ecuador
Bullying in ecuadorBullying in ecuador
Bullying in ecuador
 
Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...
Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...
Software security, secure software development in the age of IoT, smart thing...
 
Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6
Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6
Bonin_Amelie_Design_Choices_Week6
 
Study global sports_media nexus
Study global sports_media nexusStudy global sports_media nexus
Study global sports_media nexus
 

More from Ali Osman Öncel

Riskli Yapılar - Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar - Çevre ve ŞehircilikRiskli Yapılar - Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar - Çevre ve ŞehircilikAli Osman Öncel
 
Riskli Yapılar -Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar -Çevre ve ŞehircilikRiskli Yapılar -Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar -Çevre ve ŞehircilikAli Osman Öncel
 
Kar Kar Geothermal Field Work
Kar Kar Geothermal Field WorkKar Kar Geothermal Field Work
Kar Kar Geothermal Field WorkAli Osman Öncel
 
High Resolution Earth's Gravitational Field
High Resolution Earth's Gravitational FieldHigh Resolution Earth's Gravitational Field
High Resolution Earth's Gravitational FieldAli Osman Öncel
 
Gravity Predictions for Earthquakes
Gravity Predictions for EarthquakesGravity Predictions for Earthquakes
Gravity Predictions for EarthquakesAli Osman Öncel
 
Nakamura Technique for Soil Characterization
Nakamura Technique for Soil CharacterizationNakamura Technique for Soil Characterization
Nakamura Technique for Soil CharacterizationAli Osman Öncel
 
Geopsy: Seismic Vibration Processing
Geopsy: Seismic Vibration ProcessingGeopsy: Seismic Vibration Processing
Geopsy: Seismic Vibration ProcessingAli Osman Öncel
 

More from Ali Osman Öncel (20)

APA Yazım Kuralları
APA Yazım KurallarıAPA Yazım Kuralları
APA Yazım Kuralları
 
Gravimetri : Ders 14
Gravimetri : Ders 14Gravimetri : Ders 14
Gravimetri : Ders 14
 
Gravimetri : Ders 13
Gravimetri : Ders 13Gravimetri : Ders 13
Gravimetri : Ders 13
 
Gravimetri : Ders 12
Gravimetri : Ders 12Gravimetri : Ders 12
Gravimetri : Ders 12
 
Riskli Yapılar - Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar - Çevre ve ŞehircilikRiskli Yapılar - Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar - Çevre ve Şehircilik
 
Riskli Yapılar -Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar -Çevre ve ŞehircilikRiskli Yapılar -Çevre ve Şehircilik
Riskli Yapılar -Çevre ve Şehircilik
 
Gravimetri : Ders 07
Gravimetri : Ders 07Gravimetri : Ders 07
Gravimetri : Ders 07
 
Gravimetri : Ders 06
Gravimetri : Ders 06Gravimetri : Ders 06
Gravimetri : Ders 06
 
Gravimetri: Ders 05
Gravimetri: Ders 05Gravimetri: Ders 05
Gravimetri: Ders 05
 
Gravimetri : Ders 04
Gravimetri : Ders 04Gravimetri : Ders 04
Gravimetri : Ders 04
 
Gravimetri : Ders 03
Gravimetri : Ders 03Gravimetri : Ders 03
Gravimetri : Ders 03
 
Gravimetri Ders 02
Gravimetri Ders 02Gravimetri Ders 02
Gravimetri Ders 02
 
Gravimetri Ders 01
Gravimetri Ders 01Gravimetri Ders 01
Gravimetri Ders 01
 
Kar Kar Geothermal Field Work
Kar Kar Geothermal Field WorkKar Kar Geothermal Field Work
Kar Kar Geothermal Field Work
 
Beppu geothermal field
Beppu geothermal fieldBeppu geothermal field
Beppu geothermal field
 
High Resolution Earth's Gravitational Field
High Resolution Earth's Gravitational FieldHigh Resolution Earth's Gravitational Field
High Resolution Earth's Gravitational Field
 
Gravity Predictions for Earthquakes
Gravity Predictions for EarthquakesGravity Predictions for Earthquakes
Gravity Predictions for Earthquakes
 
Nakamura Technique for Soil Characterization
Nakamura Technique for Soil CharacterizationNakamura Technique for Soil Characterization
Nakamura Technique for Soil Characterization
 
H/V User Guidelines
H/V User Guidelines H/V User Guidelines
H/V User Guidelines
 
Geopsy: Seismic Vibration Processing
Geopsy: Seismic Vibration ProcessingGeopsy: Seismic Vibration Processing
Geopsy: Seismic Vibration Processing
 

Fracking Depremlerin İzlenmesi

  • 1. FRACKING DEPREMLERİN İZLENMESİ (HIGH RATE INJECTION IS ASSOCIATED WITH THE INCREASE IN U.S MID-CONTINENT SEISMICITY) Seda TEMEL1 ve Ali Osman ÖNCEL 1 1 İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü GİRİŞ Dünya’da depremlerin nedeni olarak öne hep tektonik fay sınırlarında meydana gelen depremler çıkmıştır. Büyük depremlerden sonra insanların meydana gelen depremlere katkısı olup olmadığı tartışılmıştır. Özellikle, ülkemizde meydana gelen 17 Ağustos İzmit depreminden sonra bu depremin insan oldaklı olup olmadığıyla ilişkili tartışmalar yapılmıştır. Son zamanlara kadar insan odaklı etkilerin deprem oluşumuna etkisi noktasında fazla bilinen bilgiler yoktu. Özellikle, Amerika’da kaya gazı üretim sahasının bulunduğu Oklahama’da meydana gelen depremlerin (M>3.0) Kaliforniya Deprem Fay Zonunda meydana gelen deprem sayısından fazla olmasıyla bilim insanlarının tartışma gündemine Beşeri Depremler (Fracking Depremler) girdi. Önemli bilimsel yayınlar da Beşeri Depremlerin (BD) petrol ve doğal gaz sahalarında yüksek basınçlı suyun yerin altına yüklenmesiyle meydana geldiği ispat edildi (Keranen ve dig. 2014; Ellsworth,2013; Skoumal ve dig. 2015; Hornbach ve dig. 2015) ÖZET Kuyu içine büyük hacimlerde su, kum ya da kimyasal bir madde enjekte edilerek yüksek basınç altında kayacın kırıklanması ile doğal gaz ve petrol tespit edilebilmektedir. Yapılan son çalışmalarla üretim sırasında açığa çıkan atık suyun kuyu içine tekrar geri enjekte edilmesinin depremler ile ilişkili olduğu gösterilmiştir. Bu çalışma için örnek çalışma Amerika kıtasının orta kısmında olan bir bölgeye aittir. İnceleme yapılan alanda oluşan depremlerin sayısı 2009 yılından itibaren büyük ölçüde yükseliş göstermiştir. Bu depremlerin birçoğunun atık suyun yer içine enjekte edilmesinden ötürü oluştuğu rapor edilmiştir. Yapılan çalışmada Enjeksiyon Kuyuları Veri Tabanı güncellenerek atık su enjeksiyonu ile sismik aktivite arasındaki ilişki anlatılmaya çalışılmıştır. Ayda 300 bin varilden fazla enjeksiyon yapılan kuyuların deprem oluşturma olasılığının daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Kuyulara enjekte edilen toplam sıvı hacmi, aylık kuyu başı basıncı, derinlik, kristalize olmuş temel kayaya yakınlık parametrelerinin deprem ile güçlü bir ilişkisi olmadığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Tetiklenmiş deprem, enjeksiyon kuyuları Şekil 1: Bölgede aktif halde işletilen ve depremlerle ilişkili 2.sınıf enjeksiyon kuyularının harita üzerinde gösterimi.
  • 2. 1960’lı yılların ortalarından beri yer içine sıvı enjekte etme işleminin tetiklenmiş deprem oluşturduğu bilinmektedir. Amerika kıtasının merkez ve doğu kısmında deprem oluşum sıklığının artması, kuyulardan yer içine sıvı enjeksiyonu yapılması işleminin sismik aktiviteyi tetiklediği konusunu gündeme getirmiş ve bu konuda çalışmalar yapılmıştır. Bu yolla oluşan 2011 M 5.6 Prague depremi, 2011 M 5.3 Trinidad depremi, 2012 M 4.8 Timpson depremleri örnek olarak sayılabilir. YÖNTEM Yapılan çalışmada bölgede meydana gelen depremlerin enjeksiyon işlemi yapılan kuyulara yakınlığı, enjeksiyon işleminin yapılma zamanı ve sismik aktivite arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Bölgede bulunan enjeksiyon işlemi yapılan kuyularda yürütülen işlemler, jeolojik, hidrojeolojik farklılıklarına göre kuyular sınıflandırılmıştır. Bu kuyuların deprem oluşturma potansiyelleri araştırılmıştır. Yapılan filtreleme işlemi sonrası çoğu Oklohama ve Teksas’da olmak üzere 18,757 adet enjeksiyon kuyusu bulunmuştur. 2000 yılından itibaren enjeksiyon kuyularının sayısı 3 kat artmıştır. İkinci sınıf enjeksiyon kuyularının tetiklemiş olduğu düşünülen sismik aktiviteler literatür taraması ile bulunmuş buna göre kuyular zamansal ve konumsal olarak ayrıştırılmıştır. EPA yönetmeliklerinde 6 adet enjeksiyon kuyusu tanımlamıştır.1.sınıf enjeksiyon kuyuları kentsel ve endüstriyel atıkların içme suyu kaynaklarının altına basıldığı kuyulardır. 2. Sınıf enjeksiyon kuyularında hidrololik kırıklanmadan ötürü açığa çıkan sıvılar petrol ve doğal gaz üretimi için kuyu içine basılmaktadır. 3. Sınıf kuyular yer altındaki içme suyu kaynaklarında minerallerin çözülmesi için kuyu içine sıvı basılmaktadır. 4. Sınıf kuyular 1. Sınıf kuyulara benzerdir. Tehlikeli atıklar yer altı su kaynaklarının üst kısmına enjekte edilmektedir. 5.sınıf kuyular zararlı olmayan sıvıların enjekte edildiği (örneğin sel sularının) kuyulardır. 6. sınıf enjeksiyon kuyuları ise C02 gazının saklanması için açılmış kuyulardır1 . Şekil 1’de Amerika’nın merkez ve doğu kısmında bulunan enjeksiyon kuyularının yeri, bu kuyularda yürütülen işlemler ile depremlerin oluş yerleri ve zamanları arasındaki bağlantılar açıklanmaya çalışılmıştır. Bölgede bulunan kuyulara ait veri tabanı tekrar derlenip güncellenmiş, çalışma kapsamında kullanılacak olan ikinci sınıf kuyular bulundukları yer ve enjeksiyon işlemi parametrelerine göre sınıflandırılmışlardır. Aralık 2014’te veri tabanı 187,570 adet kuyu içermektedir. Bu kuyuların yüzde 56 ‘sı aktif olarak kullanılmaktadır. Aktif haldeki 2.sınıf enjeksiyon kuyularının %75’i geliştirilmiş petrol üretimi için 1 https://en.wikipedia.org/wiki/Injection_well kullanılmaktadır (EOR: Enhance Oil Recovery). Bunların dışında kalan kuyuların neredeyse tamamı tuzlu suyun boşaltıldığı kuyulardır (SWD: Salt Water Deposit). Geliştirilmiş petrol üretimi için açılan kuyular içine sıvı, rezervuardaki petrol üretimini arttırmak için pompalanmaktadır. Tuzlu su boşaltım kuyularına (SWD) petrol ve gaz üretiminde açığa çıkan atık sular, yeryüzündeki sulara ya da yer altındaki içme suyuna karışmaması için pompalanmaktadır. Coğrafik anlamda enjeksiyon kuyularının dağılımı basenlerde ve petrol ve gaz operasyonlarının yapıldığı bölgelerde bulunmaktadır. Amerika’nın merkezi ve doğu kısmında bulunan 2. Sınıf enjeksiyon kuyularının %85’i Teksas, Oklahoma, Kansas ve Wyoming’de bulunmaktadır. Çalışma alanında 1973-2014 yılları arasında ANSS (Advanced National Seismic System’s Comprehensive Earthquake Catalog) katalogundan alınmış büyüklüğü 3’ten fazla olan deprem veri seti kullanılmıştır (Şekil 2). Şekil 2. ANSS katalogundan derlenmiş 1973-2014 yılları arasında M ≥0,0 büyüklüğünde depremlerin oluş yerleri gösterilmektedir. Beyaz renkli daireler enjeksiyon kuyuları ile ilişkili olmayan depremleri kırmızı daireler bölgede oluşan depremler ile konumsal ve zamansal olarak ilişkili depremleri göstermektedir. 2000 yılından önce bölgede olan sismik aktivitenin %20’si enjeksiyon kuyuları ile ilişkilidir. 2011- 2014 yılları arasında bu oran %87 olarak hızla artmıştır. Bölgede olan deprem sayısındaki artış enjeksiyon kuyularına yakın yerlerde olan sismik aktiviteyi işaret etmektedir. Depremlerin artış oranının bir kısmı kuyu sayısının artışı ile ilgili olabilir ama bu etki minimum düzeyde hesaba katılmıştır çünkü kuyu sayısının artış oranı en fazla 1960 ile 1980 yılları arasındadır (Şekil 4).
  • 3. Şekil 3: Bölgede yer içine sıvı enjekte edilmesi ile tetiklenen ilişkili ve ilişkisiz depremler gösterilmektedir. Gri sütunlar Amerika’nın orta kısmında olan 3’ten büyük depremleri göstermektedir. Kırmızı sütunlar ise konumsal ve zamansal olarak enjeksiyon kuyuları ile ilişkili depremleri göstermektedir. Grafikte siyah çizgi kuyular ile ilişkisiz deprem sayılarını göstermektedir. Katologdan seçilen zaman zarfı içerisinde enjeksiyon kuyuları ile ilişkisiz oluşan depremlerin sayısı sabite yakın bir yönelim gösterirken, enjeksiyon kuyularının oluşturduğu düşünülen depremlerin sayısında büyük oranda artış olmuştur (Şekil 3). Şekil 4: Zamana bağlı sismik aktivite ile ilişkilendirilen kuyuların sayısının artışı. 2000 yılında ilişkili kuyu sayısı 6129 iken 2014 yılında ilişkili kuyu sayısı 18757 olmuştur. Enjeksiyon işlemi sonucu oluştuğu düşünülen depremlerin %66’sı gelişmiş petrol üretimi yapılan kuyulara yakın yerlerde oluşmuştur. Fakat kuyu sayısı itibarı ile aktif haldeki tuzlu su enjeksiyonu yapılan kuyular 1.5 kat daha fazla deprem ile ilişkili olduğu saptanmıştır. SWD kuyuları kuyu işlemleri daha farklı olduğu için depremlerle daha ilişkili görülmüştür. SWD kuyuları rezervuarda pozitif basınç değişimine neden olurken, gelişmiş petrol üretim kuyuları enjeksiyon ya da üretim sırasında kuyularda rezervuar basıncını dengelemek için enjeksiyon miktarı ayarlanarak yapılmaktadır. Geçen 40 yıl içerisinde çalışma alanında olan sismik aktivitenin (büyüklüğü 3’den fazla) %60’dan fazlası filtreleme işlemi yapıldıktan sonra enjeksiyon kuyuları ile ilişkili olduğu ortaya konmuştur. Şekil 5: 1973-2014 yılları arasında olan depremlerin ANSS deprem katalogundan alınarak konumsal filtre uygulanması. Enjeksiyon kuyuları ile ilişkili depremlerin konumsal filtre yarıçapı ile ilişkisi doğrusal değildir. 15 km yarıçap ve 30 km yarıçap birbirine yakın ilişkili deprem sayıları çıkmıştır. Konumsal uzaklık arttıkça deprem sayısının artacağı beklendiğinden bu sonuç şaşırtıcı bulunmuştur. Bu yüzden çalışma kapsamında konumsal filtre 15 km olarak seçilmiştir.. Çalışma alanında enjeksiyon işlemi yapılan kuyuların depremlerle ilişkisini anlamak için zamana ve konuma bağlı ayrıştırma uygulanmıştır. Enjeksiyon kuyusunun bulunduğu 15 km’lik alanda deprem olmuş ise kuyu ile ilişkili olduğu varsayılmıştır. 5 kilometrelik yarıçap içerisinde kalan depremler tetiklenmiş deprem olarak kabul edilmektedir. Çalışma alanında depremin oluş yerinin konumsal belirsizliği 10 km civarındadır. Enjeksiyon kuyuları ile ilişkili depremlerin konumsal filtre yarıçapı ile ilişkisi doğrusal değildir. 15 km yarıçap ve 30 km yarıçap seçildiğinde birbirine yakın ilişkili deprem sayıları çıkmıştır. Konumsal uzaklık arttıkça deprem sayısının artacağı beklendiğinden bu veri beklenen bir sonuç değildir. Bu yüzden çalışma kapsamında konumsal filtre 15 km olarak seçilmiştir (Şekil 5).
  • 4. Tetiklenmiş sismik aktivite yoğunluğuna etki eden parametreler; enjeksiyon oranı, toplam enjeksiyon hacmi, kuyu başı enjeksiyon basıncı ve enjeksiyon yapılan yerin kristalize olmuş temel kayaya olan yakınlığıdır. Oklahoma, Arkansas, Colorado ve New Mexico’da doğal ve tetiklenmiş depremler için 15 yıldan fazla bir süredir toplanmış enjeksiyon kuyu verileri bulunmaktadır. Şekil 6: Çalışma yapılan bölgede meydana gelen (M ≥ 3.0) depremlerin enjeksiyon kuyuları ile ilişkisini göstermektedir. 2000’li yıllardan itibaren bu artış %22 civarında iken 2014 yılında bu artış %98 oranında olmuştur. Bu verilerden aylık enjeksiyon oranı ve kuyu başı işlemlerde basınç değişimi bilgilerine ulaşılabilmektedir. Bu bilgiler kullanılarak tuzlu su enjeksiyon ve gelişmiş petrol üretim kuyularında enjeksiyon işlemi parametreleri ile depremler arasındaki ilişki araştırılmaktadır. Şekil 7’de A) Oklohama, Arkansas, Colorado ve New Mexico’da bulunan tuzlu su enjeksiyonu yapılan kuyulara ait maksimum aylık enjeksiyon oranıdır. Mavi ve sarı renkli sütunlar bütün kuyular için ve depremlerle ilişkili olduğu düşünülen tuzlu su enjeksiyon kuyuları için aylık enjeksiyon oranını göstermektedir. B) Aynı bölgeler için kümülatif enjeksiyon hacmini göstermektedir. C) Maksimum enjeksiyon oranının depremler ile ilişkisi incelenmiştir. d)Kuyularda kümülatif enjeksiyon hacminin depremler ile ilişkisi incelenmektedir. Grafikte bulunan gri bölge ilgili hacim aralığında kuyu bulunmadığını göstermektedir. Şekil 7: Maksimum enjeksiyon oranı ve toplam sıvı enjeksiyon hacmine göre sismik aktivite ile kuyular arasındaki ilişkiyi gösterim grafikleri. Oklohama, Arkansas, Colorado ve New Mexico’da bölgelerinde bulunan kuyularda yapılan maksimum enjeksiyon oranı büyüklüğün değişimine bağlı olarak aylık 100 varil ile 2 milyon varil arasında değişmektedir. Çalışma kapsamında araştırılan diğer konu kuyulara enjekte edilen kümülatif toplam sıvı hacminin depremlerle ilişkili olup olmadığıdır. Araştırma yapılan 4 alanda 1973-2014 yılları arasında kümülatif enjekte edilen sıvı toplamı 1000 bbl2 ile 100 milyon bbl arasında değişmektedir. Yüksek toplam enjeksiyon hacmi olan kuyular ile depremler arasındaki ilişkiler rastgele değişim göstermiştir. Sonuç olarak toplam enjekte edilen sıvı miktarının deprem oluşumuna büyük etkilerinin olmadığı gözlenmiştir. Kuyu başı basıncı parametresi ile depremler arasındaki ilişki incelenmeye başlandığında aylık kuyu raporlarında bu değerlerin güvenilir olarak ölçülmediği görülmüştür. Bunun nedeni enjeksiyon işlemi sırasında da bu değer sabit yazılmıştır. Kuyu içi enjeksiyon basıncı verisi enjeksiyon yapılan formasyonların gözenek basıncının koşullarının değişimini kuyu duvarındaki kırıklanmadan ötürü doğru yansıtmayabilir. Ayrıca kuyu başı basıncının sıfır olarak rapor edilmesine rağmen kuyu içindeki hidrostatik sıvıdan ötürü kuyu dibinde hidrostatik basınç oluşturmasının depremlerin tetiklenmesi için yeterli olduğu düşünülmektedir. Yüzden fazla kuyuda kuyu başı basıncının sıfır olarak raporlanmasına rağmen depremlerle ilişkili olduğu saptanmıştır (Şekil 8). 2 https://en.wikipedia.org/wiki/Barrel_(unit)
  • 5. Şekil 8: A) Oklahoma, New Mexico, Arkansas ve Colorado da bulunan tuzlu su enjeksiyon kuyularında ölçülen maksimum kuyu başı basıncı. B) Aynı bölgede gelişmiş petrol üretimi yapılan kuyularda ölçülen kuyu başı basınçları. C ve D) Bu kuyularda ölçülen maksimum kuyu başı basıncının depremlerle ilişkisi. Kuyu başı basıncının depremlerle doğrudan ilişkili olduğu hakkında açık bir yönelim görememişlerdir. Enjeksiyon derinliği ve kristalize olmuş temel kayaya yakınlıkta kuyuların depremler ile ilişkisini etkileyen faktörler olduğu varsayılmaktadır. Çalışma alanı için ikinci sınıf enjeksiyon kuyularında izin verilen enjeksiyon derinliği 300 ile 4000 metre arasında değişmektedir. Tuzlu su ve gelişmiş petrol üretim kuyularının derinlikleri çoğunlukla 300 ile 1500 metre arasında değişmektedir. Depremlerle ilişkili enjeksiyon kuyularında benzer enjeksiyon derinliklerinden daha fazla enjeksiyon yapılmaktadır. Çalışmada tam bir ilişki bulunamasa da enjeksiyon derinliğinin artması sismik aktivite olasılığını arttırmaktadır. Kuyuların depremlerle olan ilişkisinin enjeksiyon derinliğinin artması ile büyümediği görülmüştür. SONUÇLAR Yapılan analizlerde enjeksiyon oranının kuyu işlem parametreleri arasında tetiklenen sismik aktivite ile en çok ilişkili olan parametre olduğu görülmüştür. Yüksek enjeksiyon oranı olan tuzlu su enjeksiyon kuyularının yakınlarında iki kat daha fazla deprem oluşmaktadır. Enjeksiyon oranının yüksek olması çevresel rezervuar basıncını büyük oranda etkilemekte bunun sonucu olarak deprem olasılığı artmakta, faydaki gerilme değişmektedir. Enjeksiyon oranı ve toplam enjeksiyon hacmi gibi işlem parametreleri arasındaki farkın yeni üretim teknikleri geliştirdiği görülmüştür. Petrol ve gaz endüstrisi bu işlem parametrelerini kullanarak enjeksiyon kuyuları nedeni ile oluşan deprem sayılarını azaltabilirler. *Enjeksiyon kuyularının bölgede oluşan depremler ile ilişkisini kurarken konumsal ve zamansal süzgeç uygulamak bu tür çalışmalarda çok önemlidir. *Amerika kıtasının orta bölümünde görülen sismik aktivite artışı hem zamanda hem de konumda enjeksiyon kuyuları ile ilişkilidir. *Aylık 300 bin bbl’den yüksek enjeksiyon yapılan kuyuların depremle ilişki olasılığı artmaktadır. *Yapılan çalışma ölçeğinde kümülatif enjeksiyon hacmi, enjeksiyon basıncı ve temel kayaya olan yakınlık bölgedeki sismik aktiviteyi etkilememektedir. *Kuyuda yapılan işlemler, kuyuya enjekte edilen sıvı oranından sonra en önemli ikinci parametredir. KAYNAKLAR *Weingarten, M., Ge, S., Godt, J. W., Bekins, B. A., & Rubinstein, J. L. (2015). High-rate injection is associated with the increase in US mid-continent seismicity. Science, 348(6241), 1336-1340. *https://www.youtube.com/watch?v=nxERv867ipY Keranen, K. M., Weingarten, M., Abers, G. A., Bekins, B. A., & Ge, S. (2014). Sharp increase in central Oklahoma seismicity since 2008 induced by massive wastewater injection. Science, 345(6195), 448-451. Ellsworth, William L. "Injection-induced earthquakes." Science 341.6142 (2013): 1225942. Skoumal, Robert J., Michael R. Brudzinski, and Brian S. Currie. "Earthquakes induced by hydraulic fracturing in Poland Township, Ohio." Bulletin of the Seismological Society of America (2015). Hornbach, M. J., DeShon, H. R., Ellsworth, W. L., Stump, B. W., Hayward, C., Frohlich, C., ... & Luetgert, J. H. (2015). Causal factors for seismicity near Azle, Texas. Nature communications, 6.
  • 6. Şekil 8: A) Oklahoma, New Mexico, Arkansas ve Colorado da bulunan tuzlu su enjeksiyon kuyularında ölçülen maksimum kuyu başı basıncı. B) Aynı bölgede gelişmiş petrol üretimi yapılan kuyularda ölçülen kuyu başı basınçları. C ve D) Bu kuyularda ölçülen maksimum kuyu başı basıncının depremlerle ilişkisi. Kuyu başı basıncının depremlerle doğrudan ilişkili olduğu hakkında açık bir yönelim görememişlerdir. Enjeksiyon derinliği ve kristalize olmuş temel kayaya yakınlıkta kuyuların depremler ile ilişkisini etkileyen faktörler olduğu varsayılmaktadır. Çalışma alanı için ikinci sınıf enjeksiyon kuyularında izin verilen enjeksiyon derinliği 300 ile 4000 metre arasında değişmektedir. Tuzlu su ve gelişmiş petrol üretim kuyularının derinlikleri çoğunlukla 300 ile 1500 metre arasında değişmektedir. Depremlerle ilişkili enjeksiyon kuyularında benzer enjeksiyon derinliklerinden daha fazla enjeksiyon yapılmaktadır. Çalışmada tam bir ilişki bulunamasa da enjeksiyon derinliğinin artması sismik aktivite olasılığını arttırmaktadır. Kuyuların depremlerle olan ilişkisinin enjeksiyon derinliğinin artması ile büyümediği görülmüştür. SONUÇLAR Yapılan analizlerde enjeksiyon oranının kuyu işlem parametreleri arasında tetiklenen sismik aktivite ile en çok ilişkili olan parametre olduğu görülmüştür. Yüksek enjeksiyon oranı olan tuzlu su enjeksiyon kuyularının yakınlarında iki kat daha fazla deprem oluşmaktadır. Enjeksiyon oranının yüksek olması çevresel rezervuar basıncını büyük oranda etkilemekte bunun sonucu olarak deprem olasılığı artmakta, faydaki gerilme değişmektedir. Enjeksiyon oranı ve toplam enjeksiyon hacmi gibi işlem parametreleri arasındaki farkın yeni üretim teknikleri geliştirdiği görülmüştür. Petrol ve gaz endüstrisi bu işlem parametrelerini kullanarak enjeksiyon kuyuları nedeni ile oluşan deprem sayılarını azaltabilirler. *Enjeksiyon kuyularının bölgede oluşan depremler ile ilişkisini kurarken konumsal ve zamansal süzgeç uygulamak bu tür çalışmalarda çok önemlidir. *Amerika kıtasının orta bölümünde görülen sismik aktivite artışı hem zamanda hem de konumda enjeksiyon kuyuları ile ilişkilidir. *Aylık 300 bin bbl’den yüksek enjeksiyon yapılan kuyuların depremle ilişki olasılığı artmaktadır. *Yapılan çalışma ölçeğinde kümülatif enjeksiyon hacmi, enjeksiyon basıncı ve temel kayaya olan yakınlık bölgedeki sismik aktiviteyi etkilememektedir. *Kuyuda yapılan işlemler, kuyuya enjekte edilen sıvı oranından sonra en önemli ikinci parametredir. KAYNAKLAR *Weingarten, M., Ge, S., Godt, J. W., Bekins, B. A., & Rubinstein, J. L. (2015). High-rate injection is associated with the increase in US mid-continent seismicity. Science, 348(6241), 1336-1340. *https://www.youtube.com/watch?v=nxERv867ipY Keranen, K. M., Weingarten, M., Abers, G. A., Bekins, B. A., & Ge, S. (2014). Sharp increase in central Oklahoma seismicity since 2008 induced by massive wastewater injection. Science, 345(6195), 448-451. Ellsworth, William L. "Injection-induced earthquakes." Science 341.6142 (2013): 1225942. Skoumal, Robert J., Michael R. Brudzinski, and Brian S. Currie. "Earthquakes induced by hydraulic fracturing in Poland Township, Ohio." Bulletin of the Seismological Society of America (2015). Hornbach, M. J., DeShon, H. R., Ellsworth, W. L., Stump, B. W., Hayward, C., Frohlich, C., ... & Luetgert, J. H. (2015). Causal factors for seismicity near Azle, Texas. Nature communications, 6.