Kaya gazı , şeyl gazı

2. ġeyl Gazı (Kaya Gazı) Nedir
Doğal gaz olarak bildiğimiz ve tanıdığımız metan
gazı, kömür, petrol ve doğal gazın ana bileşenidir.
Kömür, petrol, doğal gaz gibi kaynaklar konvansiyonel enerji
kaynakları olarak anılırlar. Son yıllarda ülkemizde kömür ve
bitümlü şeyl (oil shale) gibi yerli enerji kaynağı fosil yakıt
arayışları sırasında şeyl gazı (shale gas) gündeme gelmiştir.
Konvansiyonel olmayan enerji kaynakları
sınıflamasında yer alan ve ülkemizde kaya gazı olarak da
anılan şeyl gazı, adını içinde bulunduğu kayaç türünden
almaktadır. Kaya gazı, şeyl (shale) adı verilen, kil ile kuvars
ve kalsit minerallerinden oluşan tortul kayacın küçük
gözeneklerinde bulunan gazdır. Konvansiyonel olmayan
enerji kaynakları içinde şeyl gazı ile birlikte sıkı kumtaşı ve
kömür kökenli gaz da yer almaktadır.

3. Genellikle ince taneli ve tabakalı bir yapıya
sahip, ayrıca kerojen adı verilen organik madde içermesinden
dolayı ısıtıldığında petrol ve gaz üretilebilen tortul kayalar
Bitümlü Şeyl olarak, bu kayalar içerisindeki gazlar ise
Şeyl Gazları olarak adlandırılır.
Bütün dünyada petrol ve doğal gazdan kaynaklanan
sıkıntılar, petrol ve doğal gaz oluşturmuş kayaların
bünyesindeki gazın üretilebilirliğini gündeme getirmiştir.
Ancak bütün şeyller, şeyl gazı (kaya gazı) içermez. Bu
kayaların belirli oranda organik madde içermesi ve yeterli
olgunluğa ulaşmış olması gerekir. Petrol ve doğal
gaz, oluştuğu ana kayayı terk ederek farklı kayaçlar içerisine
yerleşir. Ancak bu göç sırasında oluşan petrol veya doğal
gazın bir bölümü ana kayada kalır. Sözü edilen şeyl gazı
(kaya gazı) oluştuğu ana kayayı terk etmeyen ve oluştuğu
kayacın gözeneklerinde kalan petrolden elde edilen gazdır.

5. 20. yüzyılın ortalarından bu yana bilinen kaya gazının
alternatif bir enerji kaynağı olarak gündeme gelmesinin ana
nedeni, konvansiyonel doğal gazın stratejik öneminden dolayı
dünyada yarattığı krizler yanında günümüzde şeyl gazı eldesinin
geçmişe göre daha ekonomik düzeyde yapılabilir olmasıdır. Ana
kaya doğal haliyle geçirgen olmadığından gaz üretimine elverişli
değildir. Bu kayacın öncelikle hapsettiği gazı serbest bırakacak
duruma getirilmesi gerekmektedir. Bunun için yüksek basınçla
hidrolik çatlatma işlemi uygulanır. İlk olarak 1950’li yıllarda
ABD’nin Ohaio Eyaletinde uygulanmış olduğu bilinen hidrolik
çatlatma yöntemi günümüzde çok gelişmiştir. Bugün ABD’deki
yaklaşık bir milyon kuyuda bu yöntemin kullanıldığı ileri
sürülmektedir. ABD’de hâlihazırda 34 eyalette toplam 450.000
kaya gazı kuyusu faaliyet halindedir.

6. Doğal Gaz Kaynakları

7. ġeyllerin ġeyl (Kaya Gazı) Gazı Ġçermesi Ġçin Gerekli ġartlar;
• Kayalardaki Toplam Organik Karbon (TOC) miktarı %2‟den
büyük olmalıdır.
• Kayalardaki organik madde gaz oluşturacak olgunluğa erişmiş
olmalıdır
• Kayalar, olgunlaşmayı sağlayacak kadar yaşlı olmalı veya
yeterince derine gömülmüş olmalıdır.
• Kayalardaki kil oranı mümkün olduğunca düşük, kuvars ve
kalsit gibi kırılganlığı arttıran minerallerin oranı ise
olabildiğince yüksek olmalıdır. Kaya içerisindeki stres dağılımı
mümkün olduğunca çift yönlü olmalıdır. Bu yönlere dik olarak
oluşturulacak yapay çatlaklar kanatlarda gelişmelidir.
• Kayaç içerisinde gaz oluşumuna bağlı “normalden yüksek
basınç” zonu bulunmalıdır.

8. Konvansiyonel Doğal Gaz Kaynakları
a. Termojenik Metan
Bitki ve hayvan kalıntıları gibi organik maddelerin
yer altında çok yüksek basınçlarda binlerce yıl sıkışıp
kalmasıyla oluştuğudur. Buna “termojenik metan” denir..
b. Biyojenik Metan
Organik maddelerin “metanojen” denilen
mikroorganizmalar tarafından kimyasal olarak
parçalanmasıyla oluşan metandır.
c. Abiyojenik Metan
Yer kabuğunun çok derinlerinde hidrojence zengin
gazlar ve karbonlu moleküller bulunur.

9. Bu gazlar yavaş yavaş yeryüzüne doğru yükselirken
yine yeraltında bulunan ve oksijen içermeyen minerallerle
karşılaşırlar ve çeşitli reaksiyonlara girerler; reaksiyonlar
sonunda nitrojen, oksijen, argon gibi elementler ile karbon
dioksit ve su meydana gelir. Bu gazlar yüzeye doğru
yükselirken çok yüksek basınç altındaysalar, termojenik
metana benzer şekilde metan oluşumuna yönlenirler.

10. Konvansiyonel Olmayan Doğal Gaz
Kaynakları
a. Derin Doğal Gaz
Derin doğal gaz 15000 feet‟den daha derinlerde
bulunan gazlardır
b. SıkıĢmıĢ (Tight) Doğal Gaz
Geçirimsiz ve poröz olmayan sert kayaçlar, kumtaşları
veya kireç taşları gibi oluşumlar arasında sıkışmış doğal
gazdır.
c. Kömür Madeni Metanı
Diğer bir fosil yakıtı olan kömür de, yeraltında doğal
gaz ve petrole benzer jeolojik koşullarda
oluşan gazdır.

11. d. Jeopres Bölgeleri
10000‐25000 feet gibi çok derinlerde olduğundan aşırı
basınç altındaki doğal yeraltı oluşumlarıdır.
e. Devonik ġeyl (Shale) Doğal Gaz
Devonik şeyller 350 milyon yıl kadar önceki sığ
denizlerdeki çamurlardan oluşmuşlardır. Shale çok ince
tabakalara kırılabilen tortul kayaçlardır; yumuşaktır fakat
nemli olduğundan dağılmaz. Bu kayaçlar özellikle iki tanesi
sandviç yapısında bir araya geldiklerinde doğal gazı kolaylıkla
tutar. Şeyllerin yapılarında absorblanmış olan ya da
gözeneklerinde ve kırıklarında serbest halde bulunan doğal
gazın bir kısmı yakınlardaki kum taşlarına doğru göç eder ve
buralarda tutularak konvansiyonel gaz oluşumuna dönüşür.

12. ġEYL GAZI NASIL ÜRETĠLĠR?
1. Teknik olarak hidrolik kırılma olarak bilinen “Fracking”
işlemi gaz taşıyan kaya katmanlarının içinde kırılmalar üretip
yer yüzüne çıkarmak için su basıncını kullanıyor.
2. Bu noktada su öncelikle toprakla ve süreci hızlandırmak için
kullanılan katkı maddeleriyle karıştırılıyor. Bunlar, akiferle
(yeraltı suyunu tutan ve ileten kayaç ortamı) temas etmemesi
için bir yere betonla sabitlenmiş çelik boruların içinden
kilometrelerce aşağıya doğru gaz içeren katmanın içine enjekte
ediliyor.

13. 3. Amerika‟da tartışmalar bu kırılma sürecinde kullanılan katkı
maddelerinin kapsıyor. İngiltere‟de Caudrilla isimli şirket
herhangi bir sağlık problemine yol açmayan katkı maddelerinin ne
olduğunu ortaya çıkardı. Weeton bölgesinde su-kum karışımının
yüzde 99,75′i oldukça seyreltilmiş hidrolik asit, biyosid ve
poliakrilamid (birçok kozmetikte kullanılan kimyasal) ile birlikte
kullanıldı.
4. Yaklaşık 90 gün sonra, kırılma süreci duruyor ve gaz küçük
yüzey toplayıcılarının ve dağıtım ünitelerinin içine akmaya
başlıyor. Böylece bu süreç bu şekilde onlarca yıl devam ediyor.

14. • İstenen formasyona kadar
geleneksel yöntemle dikey
sondaj yapılır.
• Daha sonra gaz ihtiva eden
şeyller içinde hidrokarbon
üretim kalınlığını arttırmak için
ortalama 1000 – 1500 m. yatay
sondaj yapılır.
• Çatlatma yöntemi ile dikey
çatlaklar oluşturulur.
• Yüksek basınçlı su, yer altı su
kaynaklarının kirlenmemesi
için çelik boruların içinden
kilometrelerce aşağıya yerin
altına doğru, gaz içeren
katmanın içine enjekte ediliyor.

15. • 1000 m. yatay bir kuyuda 20-30 tane ayrı ayrı çatlatma
operasyonu yapmak gerekebilir.
• Her bir çatlatma kalınlığı en fazla 40 m. civarında
olmalıdır.
• Sondaj kuyusu içine indirilen perfore (delikli) boru
sayesinde basınçlı olarak kaya tabakasının içine belirli
oranda ve yüksek basınçlı kum ve jel bulunan su veya
diğer sıvılar enjekte edilir.(Fracking Yöntemi). Yaklaşık 90
gün sonra, kırılma süreci duruyor ve gaz küçük yüzey
toplayıcılarının ve dağıtım ünitelerinin içine akmaya
başlıyor.

16. • Kum , çatlakları açık
tutmak ve akışın devamını
sağlamak amacıyla
kullanılmaktadır.
• Böylece kuyunun gaz
üretmesi sağlanır.
• Her bir çatlatma
operasyonunun fiyatı
kuyunun derinliğine ve
formasyon basıncına göre
değişir.
• Ayrıca kuyular arası
mesafe çok kısa olmalıdır.
Her 0.5 km2 ye bir kuyu
açılabilir.
• Her bir çatlatma maliyeti
200,000-500,000 ABD $
arasında olabilir.

18. OPERASYONDAN BİR GÖRÜNTÜ

19. Dünyada ġeyl Gazı(Kaya Gazı)nın Durumu
Şeyl gazı (shale gas) kaynaklarının varlığı uzun yıllar
öncesinden bilinmesine rağmen endüstriyel olarak düşünülmesi
konvansiyonel doğal gaz sahalarındaki üretim düşüşleri ile petrol
ve doğal gaz fiyatlarındaki yükselişe bağlı olarak gelişmiştir.
İlk şeyl gazı üretimi, Amerika Birleşik Devletleri, New
York eyaletinde 1821 yılında gerçekleştirilmiş ve 1970 yılında
endüstriyel ölçekte üretim sağlanmıştır. Konvansiyonel
kaynakların maliyetlerinin göreceli olarak uygun olması nedeniyle
şeyl gazı üretimine devam edilmemiş, ancak 2000‟li yıllardan
sonra ekonomik olması nedeniyle şeyl gazı üretimi
gerçekleşmiştir. 2010 yılı sonu itibariyle, dünyada açılan toplam
15.467 kuyunun sadece on binde beşi Kuzey Amerika dışında
kazılmıştır. Bu olgu, şeyl gazı üretim teknolojisinin Amerika kıtası
dışında ne kadar yeni bir teknoloji olduğunu göstermektedir

21. Bu faaliyetler sonucunda, 2010 yılında Amerika Birleşik
Devletleri‟nde doğal gaz fiyatları % 35 oranında düşmüş ve ülke
doğal gaz ihraç edebilecek konuma ulaşmıştır. 2009 yılı itibariyle
Kuzey Amerika kıtasında yedi bölgede, 146 trilyon m3
yerinde, üretilebilir düzeyde ise 20 trilyon m3 şeyl gazı (shale
gas) ve sıkı kumtaşı rezervi tespit edilmiştir.
ABD‟de en yoğun çalışılan Teksas eyaletindeki Barnet
şeyllerinde 2010 yılı üretimi 51 milyar m3 olarak gerçekleşmiştir
Amerika‟da 1996 yılında 8,5 milyar m3 şeyl gazı üretimi
yapılırken, bu miktar 2006 yılında 31 milyar m3 olarak
gerçekleşmiştir. Diğer bir deyimle 2006 yılında Amerika‟nın
toplam doğal gaz üretiminin %5,9 u şeyl gazından sağlanmıştır.
Yapılan projeksiyonlar 2020 yılında Amerika‟nın toplam doğal
gaz üretiminin yarısının şeyl gazından sağlanacağını
göstermektedir.

23. Türkiye'de ġeyl Gazı(Kaya Gazı)’nın
Durumu
Ülkemizde şeyl gazı potansiyeline sahip alanların başında
Güneydoğu Anadolu Bölgesi ve Trakya Bölgesi yer almaktadır.
Her iki bölgede tahmin edilen yerinde şeyl ve sıkı kumtaşlarında
yer alan gaz rezervi 13 trilyon m3 tür. Bu rezervin üretilebilir
miktarının ise, ABD‟deki kurtarım oranları dikkate alınarak bir
hesaplama yapıldığında 1.8 trilyon m3 civarında olduğu tahmin
edilmektedir. Ülkemizin 2011 yılı doğal gaz tüketiminin 43.8
milyar m3 olduğu düşünülürse bu rezervin bugünkü tüketim
miktarı ile ülkemizin 40 yıllık ihtiyacını karşılayacak düzeyde
olduğu ortaya çıkmaktadır.

24. Maden Tetkik Arama (MTA) Genel Müdürlüğü 2010
yılında bazı bölgelerde yaptığı kaya gazı araması sonucunda
Konya-Ereğli ve Niğde-Bor havzasında, 8 milyar ton petrollü
shale potansiyel kaynak rezervi saptamış. Söz konusu
kayalardan 2.6 milyar varil ile 8.3 milyar varil arasında petrol
çıkarılabileceği hesaplanıyor. Jeologlar, Tuz Gölü alanı ve
denizlerde de kaya gazı yatakları olabileceği düşünüyor.
Ergani-Abdul Aziz Dağı arasında içinde organik
maddece zengin ana kaya niteliğinde şeyller (Dadaşformasyonu)
Bulunduğunu göstermiştir.Bu şeyller 1560 km2lik bir alana
yayılmıştır.Jeokimyasal olarak anakayanın içinden en fazla
%15-20 oranında petrol göç edebilir. Bu yaklaşımla halen ana
kaya içinde %80-85 arasında petrol veya ona eş değer gaz
olabileceği hesaplanmaktadır.

26. ġEYL GAZ VE ÇEVRE SAĞLIĞI
Çatlatma operasyonları için gerekli olan yüksek
basınçtan dolayı küçük ölçekte de olsa bazı lokal depremciklerin
ortaya çıkması.
Sığ derinlikler de yapılacak operasyonlar neticesinde
enjeksiyon sıvısı içinde bulunan bazı kimyasalların yer altı suyu
akiferlerine bazı fay veya çatlaklar vasıtasıyla ulaşacak olması.
Hidrolik Çatlatmada Su
Çatlatma işlemine kullanılan su (Tahminen 4 milyon
galon) yüzey su kaynaklarından veya bölgesel kuyulardan temin
edilmektedir. Bu durum kurak bölgelerde su tablasının
azalması, biyolojik çeşitliliğin etkilenmesi ve lokal ekosistemin
bozulması gibi evrensel etkilere neden olabilir.

27. Yapılan bu operasyon sonucunda yer altına basılan
sıvının %25 – 75’ı geri gelmektedir.Bu sıvının çevre ile
izolasyonu yapılmış yeteri kadar büyüklükte bir havuza
çevreyi kirletmesini önlemek amacıyla biriktirilmesi
gerekmektedir. Daha sonra bu sıvının çevre için tehlike
oluşturmayacak şekilde
• Arıtılarak
• Buharlaştırılarak
• Enjeksiyon kuyularına tekrar basılarak
zararsız hale getirilmesi gerekmektedir.

28. UYGULANAN SIVI NASIL
GERĠ GELĠYOR
Enjekte edilen çatlatma akışkanının %
25-% 75 arası bölümü yüzeye geri
döner. Potansiyel olarak, akiferlere ve
yüzey su kaynaklarına ulaşma yolu
bulabilir. Bu ihtimali sağlayan
faktörler aşağıda verilmiştir
• Kuyudaki arızalar
• Hatalı/zayıf borulanmış ve
çimentolanmış ya da hatalı
tapalanmış sondaj
• Hidrolik çatlatma işleminin
yarattığı çatlaklar
• Doğal faylar ve çatlaklar

29. Bir diğer önemli nokta da %4 civarında kaçak metan
emisyonlarıdır. Kaliforniya Üniversitesi’nden Paul Ekins “kaya
gazı emisyonlarının % 3-9 arasında olması durumunda termik
santral emisyon değerlerine eşit olacağını” bildiriyor. Ancak bu
kaçak emisyonların oluşmaması tam anlamıyla sağlanabilirse, o
zaman kaya gazı termik santrallerin yerine ciddi bir alternatif
oluşturabilir.
Üretim ve dağıtımın her aşamasında tonlarca toksik
(zehirli) uçucu bileşik kaçabilir ve dizel-yakıtla çalışan mobil ve
sabit ekipmanın tüketiminden kaynaklanan azot-oksitler (NOx)
ile karışarak yüzey katında ozon üretir. Böyle bir ortamda uzun
süre kalan kişilerde bazı rahatsızlıklara sebebiyet verebilir

30. Bu operasyonlar yerin 2500m
derinliğinde olmasından ve kapalı bir sistemde
yani muhafaza borusu içinde yapıldığı için
yeraltı sularına veya yer altı su tablosuna
ulaşma şansı yok gibidir.
Genelde çatlatma yatay yönde 500m
çaplı ve 200 metre boyunda bir silindir içinde
meydana gelir. Bu durum yeraltı sularını
kirletmez.
Ayrıca bu operasyonlar ya çok ince
tabakalı şeyillerde yada porositesi çok az olan
kumtaşlarında yapıldığı için zaten ortam
geçirimsizdir ve de şeyiller zaten örtü kaya
durumdadır. Oluşan çatlaklar en fazla 200m
dikey yönde gelişebilir. Yeraltı su tablası en
fazla yeryüzünden 300m derinde olduğuna
göre bir sakınca yoktur denebilir.