Taybook Final

Sondaj Mühendisi Ahmet Tayyar
El Kitabı Balkaya
anısına,
Ahmet Tayyar Balkaya kendisinin
sondaj
sahasında
çalışırken
hazırladığı el-
kitapçığından
esinlenerek,
üniversite
sınıf
arkadaşları
tarafından
hazırlanmıştır.

Bu sayfa kasıtlı olarak boş bırakılmıştır.
1

Giriş/Önsöz

Ahmet Tayyar Balkaya anısına;
Tayyar kardeşimiz 26 Aralık 1989 tarihinde dünyaya geldi. Lise eğitimini Yıldırım Beyazıt Anadolu
Lisesi’nde tamamladıktan sonra, ODTÜ Jeoloji Mühendisliği’ni kazandı. Hazırlık ve 1. Sınıfı
tamamlamasının ardından Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği bölümüne geçiş yaptı. 2013’de
başarıyla mezun oldu. Mezun olmasının ardından, 5 yıllık kariyeri boyunca sondaj mühendisi
olarak çalıştı. Ne yazıkki çalıştığı bir sondaj operasyonunun tamamlanmasından sonra demontaj
ve nakliye sırasında gerçekleşen bir iş kazası sonucu hayatını kaybetti.
Bu el kitabında, Tayyar’ın sondaj mühendisliğine dair aldığı notlardan yola çıkılarak, sondaja dair
temel bilgiler derlenmiştir.
Tayyar Şef, çok tutkuyla yaptığı mesleğinde ve özel hayatında hiçbir zaman sıradan bir insan
olmadı. Büyük hayalleri, daha büyük enerjisi ve bunların hepsinden daha büyük bir gülüşü vardı.
Hep ailesine olan düşkünlüğüyle bilinirdi ve en büyük hedefi ailesini mutlu etmekti. Girdiği her
ortamda kendisinden bir iz, yüzlerde gülümseme bırakırdı. Onunla yapılan son gün çalışmaları,
tatiller, maçlar, yolculuklar, kar altında yürüyüşler, bağıra çağıra söylenen şarkılar; hepsi birer anı
oldu şimdi.
Aramızdan ayrılışının birinci yılı geride kaldı. Sensiz hiçbirşey eskisi gibi değil. Bir gün geçmiyor ki
senden bahsetmeyelim, dalmasın gözlerimiz uzaklara. Artık hep bir kişi eksiğiz. Hoşça kal
gözümüzün nuru aslan kardeşimiz, yol arkadaşımız. Nur içinde yat.
Ne güzeldi yollarda olmak şimdi...

2

İÇİNDEKİLER

GİRİŞ/ÖNSÖZ ...............................................................................................................................................................................2

ŞEKİL LİSTESİ.................................................................................................................................................................................5

TABLO LİSTESİ ..............................................................................................................................................................................6

1. SONDAJ MÜHENDİSLİĞİ NEDİR? ...................................................................................................................................8

2. SONDAJ ÇEŞİTLERİ ........................................................................................................................................................8

2.1. SIĞ SEVİYE SONDAJLAR........................................................................................................................................8
2.1.1. SU SONDAJI ..............................................................................................................................................8
2.1.2. MADEN ARAMA SONDAJLARI....................................................................................................................9

2.2. DERİN SONDAJLAR ..............................................................................................................................................9
2.2.1. JEOTERMAL SONDAJI ................................................................................................................................9
2.2.2. PETROL VE DOĞALGAZ KARA SONDAJI....................................................................................................10

2.3. DENİZ SONDAJLARI................................................................................................................................................11

2.3.1. SIĞ DENİZ SONDAJI .................................................................................................................................11
2.3.2. DERİN DENİZ SONDAJI ............................................................................................................................12

3. KULE EKİPMANLARI VE SİSTEMLERİ............................................................................................................................16

3.1. KULE GÜÇ SİSTEMİ ............................................................................................................................................16
3.1.1. DİZEL MOTORLAR.........................................................................................................................................16
3.2.
3.3. KULE KALDIRMA SİSTEMLERİ .............................................................................................................................17
3.3.1. DÖNDÜRME SİSTEMİ.........................................................................................................................................18
3.3.2.
KELLY SİSTEMİ ..............................................................................................................................................18
TOP DRİVE SİSTEMİ ......................................................................................................................................19

3.4. KUYU KONTROLÜ VE EKİPMANLARI ......................................................................................................................19

4. KULE DEMONTAJ VE NAKLİYESİ ..................................................................................................................................21

4.1. DEMONTAJ VE MOBİL KULELERDE KULE YATIRMA .............................................................................................21
4.2. NAKLİYE ÖNCESİ YENİ LOKASYON KONTROLÜ....................................................................................................22
4.3. NAKLİYE ............................................................................................................................................................24
4.4. MONTAJ............................................................................................................................................................25

5. SONDAJ ÇAMURU.......................................................................................................................................................26

5.1. KULLANIM AMACI .............................................................................................................................................26
5.2. SİRKÜLASYON SİSTEMİ ......................................................................................................................................27
5.3. ÇAMUR POMPALARI..........................................................................................................................................28
5.4. ÇAMUR ÇEŞİTLERİ .............................................................................................................................................29
5.5. ÇAMUR KATKI MALZEMELERİ ............................................................................................................................29
5.6. ÇAMUR ÖZELLİKLERİ VE TESTLERİ ......................................................................................................................30

5.6.1. ÇAMURUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ VE TESTLERİ .........................................................................................30
5.6.2. ÇAMURUN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE TESTLERİ......................................................................................35
5.7. SONDAJ ÇAMURUNUN HAZIRLANMASI .............................................................................................................36
5.8. KATI MADDE KONTROLÜ ...................................................................................................................................37

6. MUHAFAZA BORUSU VE ÇİMENTOLAMA ...................................................................................................................40

6.1. MUHAFAZA BORUSU.........................................................................................................................................40
6.1.1. MUHAFAZA BORUSU DİZAYNI TEMEL PRENSİPLERİ .................................................................................40

6.2. ÇİMENTOLAMA .................................................................................................................................................43
6.2.1. TEK KADEME ÇİMENTO OPERASYONU: ...................................................................................................43

3

7. MATKAPLAR VE ÇEŞİTLERİ ..........................................................................................................................................46

7.1. ROLLER CONE MATKAPLAR................................................................................................................................47
7.2. PDC MATKAPLAR...............................................................................................................................................47
7.3. DİĞER MATKAP TÜRLERİ....................................................................................................................................48
7.4. IADC MATKAP KODLARI.....................................................................................................................................49
7.5. MATKAP DEĞERLENDİRME................................................................................................................................49

8. TAHLİSİYE (FİSHİNG) OPERASYONLARI .......................................................................................................................50

8.1. OVERSHOT ........................................................................................................................................................51
8.1.1. EXTENSİON SUB ......................................................................................................................................52
8.1.2. OVERSİZE GUİDE .....................................................................................................................................52
8.1.3. A VE C TİPİ MİLLİNG GUİDE .....................................................................................................................52
8.1.4. YAKALANAN TAKIMIN YÜZEYDE SÖKÜLMESİ ...........................................................................................53

8.2. JUNK BASKET.....................................................................................................................................................53
8.2.1. ITCO TYPE JUNK BASKET .........................................................................................................................53
8.2.2. TERS SİRKÜLASYON JUNK BASKET ...........................................................................................................54

8.3. MAGNET ...........................................................................................................................................................55
8.4. TAPER TAP ........................................................................................................................................................56
8.5. TAPER MİLL .......................................................................................................................................................57
8.6. CASİNG ROLLER.................................................................................................................................................57

9. GENEL SONDAJ PROBLEMLERİ ....................................................................................................................................58

9.1. DİZİ SIKIŞMASI...................................................................................................................................................58
9.1.1. DİFFERRENTİAL STİCKİNG........................................................................................................................58
9.1.2. KEY SEAT.................................................................................................................................................58
9.1.3. PACK OFF................................................................................................................................................59
9.1.4. STABİL OLMAYAN KİLLER ........................................................................................................................59

9.2. DİZİ DELİNMESİ .................................................................................................................................................60
9.3. NOZUL TIKANMASI.......................................................................................................................................60

9.4. NOZUL DÜŞMESİ ...............................................................................................................................................61
9.5. JAR KULLANIMI .................................................................................................................................................61

10. YÖNLÜ SONDAJ ..........................................................................................................................................................62

10.1. PDM (POSİTİVE DİSPLACEMENT MOTOR) ..........................................................................................................62
10.2. RSS....................................................................................................................................................................62

11. SONDAJ HESAPLAMALARI ..........................................................................................................................................63

11.1. SONDAJ DİZİSİ TASARIMI ...................................................................................................................................63
11.1.1. KELLY ......................................................................................................................................................63
11.1.2. SONDAJ BORUSU ....................................................................................................................................63
11.1.3. AĞIRLIK BORUSU ....................................................................................................................................64
11.1.4. DİĞER AKSESUARLAR ..............................................................................................................................64
11.1.5. SONDAJ DİZİSİ TASARIM HESAPLARI .......................................................................................................66

11.2. MATKAP AĞIRLIĞI HESABI .................................................................................................................................67
11.3. MUHAFAZA BORUSU TASARIMI.........................................................................................................................67

11.3.1. GERİLME KUVVETİ DAYANIMI .................................................................................................................68
11.3.2. PATLAMA KUVVETİ DAYANIMI ................................................................................................................68
11.4. FLANŞ BAĞLANTILARI........................................................................................................................................68
11.5. HACİM VE KAPASİTE HESAPLARI ........................................................................................................................69
11.6. BİRİM ÇEVİRME HESAPLAMALARI......................................................................................................................70

ÖZET...........................................................................................................................................................................................72

4

Şekil Listesi

Şekil 1. Kamyon üstü su sondajı kulesi. ........................................................................................ 8
Şekil 2. Uzaktan kumandalı maden arama sondaj makinesi. ........................................................ 9
Şekil 3. Jeotermal kuyu sondajı yapan bir sondaj kulesi. ............................................................ 10
Şekil 4. Petrol üretim sondajı yapan bir sondaj kulesi ve sondaj sahası. .................................... 10
Şekil 5. Sığ deniz sondajlarında kullanılan jack-up, sondaj ve üretim platformları. .................... 12
Şekil 6. Fatih isimli Türkiye Petrolleri'ne ait sondaj gemisi. ........................................................ 12
Şekil 7. Demirleme sistemi. ........................................................................................................ 13
Şekil 8. Aktif konumlama sistemi................................................................................................ 14
Şekil 9. Riser sistemi. .................................................................................................................. 14
Şekil 10. Su-altı (sol) ve kara (sağ) emniyet vana sistemleri. ...................................................... 15
Şekil 11. Dizel motorların temel elemanları. .............................................................................. 16
Şekil 12. Kule kaldırma sistemi temel elemanları. ...................................................................... 17
Şekil 13. Kelly ile dizi döndürme sistemi..................................................................................... 18
Şekil 14. Kule üzerinde Top Drive sistemi................................................................................... 19
Şekil 15. Anüler BOP'yi oluşturan parçalar. ................................................................................ 20
Şekil 16. Poorboy degasser (gaz-ayrıştırıcı) iç şeması. ................................................................ 21
Şekil 17. Kule mastının yatırılması. ............................................................................................. 22
Şekil 18. Çamur tankı üzerine paketlenmiş stand-pipe ve korkuluklar. ...................................... 23
Şekil 19. Nakliye öncesi yeni lokasyon kontrolü. ........................................................................ 23
Şekil 20.Yüklenen malzemenin yola çıkmadan önce bağlanması. .............................................. 24
Şekil 21.Doğru konumlandırılmayan bir vinç nakliye sırasında büyük risk oluşturur. ................. 25
Şekil 22. Tali yolda yeni lokasyona nakledilen kulenin refakatçiliğini yapan ve carrier şoförüne yol
gösteren kule mühendisi Ahmet Tayyar Balkaya........................................................................ 26
Şekil 23. Sirkülasyon sistemi şeması........................................................................................... 27
Şekil 24. Tek hareketli triplex pompa. ........................................................................................ 28
Şekil 25. Tek ve çift hareketli pompa çalışma prensibi. .............................................................. 28
Şekil 26. Standart çamur terazisi (Fann, Model 140). ................................................................. 31
Şekil 27. Basınçlı Çamur Terazisi (Halliburton, TRU-WATE Model 141). ..................................... 31
Şekil 28. Marsh Hunisi ile viskozite ölçümü................................................................................ 32
Şekil 29. API Viskometre (Fann, Model 35SA). ........................................................................... 33
Şekil 30. Hopper santrifüjleri ve hunileri. ................................................................................... 37
Şekil 31. Elek (Derrick, FC-2000) ve elek telleri (140 API piramit)............................................... 38
Şekil 32. Kum ayrıştırıcı (10” hidrosiklon) ve silt ayrıştırıcı (3” hidrosiklon). ............................... 39
Şekil 33. Dekantör (Derrick DE-1000 GBD). ................................................................................ 39
Şekil 34.Yüzeye kadar ve liner muhafaza borusu dizisi. .............................................................. 40
Şekil 35. Muhafaza borusu yukarıdan aşağı dizayn yöntemi. ..................................................... 41
Şekil 36. Muhafaza borusu aşağıdan yukarı dizayn yöntemi. ..................................................... 42
Şekil 37. Float collar ve float shoe. ............................................................................................. 43
Şekil 38. Çimento operasyonlarında kullanılan alt ve üst tapa. .................................................. 44

5

Şekil 39. DV tool ve yardımcı ekipmanları. ................................................................................. 45
Şekil 40. Çift kademe çimentolama operasyon prosedürü. ........................................................ 46
Şekil 41. Standart ve insert roller cone matkap.......................................................................... 47
Şekil 42. PDC matkaplar. ............................................................................................................ 48
Şekil 43. Hibrit, impregnated ve hammer matkaplar.................................................................. 48
Şekil 44. Matkap değerlendirme sistemi. ................................................................................... 49
Şekil 45. Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından matkaplara dair bilgiler................................... 50
Şekil 46. Overshot malzemeleri.................................................................................................. 51
Şekil 47. Overshot ile birlikte kullanılan extension sub veya wall hook guide. ........................... 52
Şekil 48. Oversize guide, mill guide ve mill extension................................................................. 52
Şekil 49. Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından overshot operasyonu...................................... 53
Şekil 50. ITCO tip junk basket. .................................................................................................... 54
Şekil 51. Ters sirkülasyon (reverse circulation) junk basket........................................................ 54
Şekil 52. Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından magnet ile tahlisiye oeprasyonu detayları. ..... 56
Şekil 53. Taper mill ve Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından operasyon özeti......................... 57
Şekil 54. Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından casing roller operasyonu. ............................... 57
Şekil 55. Key seat oluşumu. ........................................................................................................ 58
Şekil 56. Pack off örneği - kuyudan iyi temizlenmeyen kesintiler pack off'a yol açabilir............. 59
Şekil 57. Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından yaşanmış bir dizi delinmesi örneği. ................. 60
Şekil 58. Ahmet Tayyar Balkaya'nın notlarından jara iletilen kuvvet hesaplama formülü. ......... 61
Şekil 59. Sondaj borusu (drill-pipe)............................................................................................. 63
Şekil 60. Ağır sondaj borusu (heavy-weight drill pipe)- standart sondaj borusuna kıyasla daha uzun
boru bağlantı elemanları ve ayrıca boru gövdesinde de orta bölümlerde daha kalın bir boru çapına
sahiptir. ...................................................................................................................................... 64
Şekil 61. Sondaj ağırlık borusu (drillcollar).................................................................................. 65
Şekil 62. Boru sabitleyici (stabilizer). .......................................................................................... 65
Şekil 63. Muhafaza borusu (casing). ........................................................................................... 67
Şekil 65. Flanş bağlantı detayları ile ilgili olarak örnek bir çizim (http://flangesliderule.com/). . 69

Tablo Listesi

Tablo 1. Hacim hesaplarında birim çevirileri. ............................................................................. 70
Tablo 2.Kütle ve ağırlık hesaplarında birim çevirileri. ................................................................. 70
Tablo 3. Uzunluk hesaplarında birim çevirileri. .......................................................................... 71
Tablo 4. Alan hesaplarında birim çevirileri. ................................................................................ 71
Tablo 5. Enerji hesaplarında birim çevirileri. .............................................................................. 71

6

Bu sayfa kasıtlı olarak boş bırakılmıştır.
7

1. Sondaj Mühendisliği Nedir?

Sondaj işleminin ilk uygulamaları “cable tool drilling” denilen çelik bir kazığın, bir kablo ucuna
bağlanarak yere çarptırılması ile uygulanmaktaydı. Ancak, geçtiğimiz yaklaşık 70 yıldır “rotary
drilling” yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntem sondaj kulesi aracılığıyla uygulanır. Sondaj kulesi,
sondaj matkabı üzerine gelen ağırlığın kontrolünü, döndürülmesini ve beraberinde sondaj
akışkanının (çamur) sirküle edilerek kuyununun dengelenmesi sağlamaktadır. Dizi, sondaj borusu
(drill pipe) ve ağırlık borusu (drill collar) denilen yüksek kaliteli ve sondaj işlemi sırasında birbirine
eklenen borulardan oluşmaktadır. Matkap, dizinin en altında bulunur ve üzerine gelen ağırlık ve
diziden aldığı dönme hızı ile yer altı formasyonunun kazılmasını sağlar. Kesintiler sondaj sırasında
sürekli sirkülasyonda olan çamur ile yüzeye taşınmaktadır. Çamur yüzeyde yabancı
maddelerinden ayrışmakta ve yüksek basınçlı çamur pompaları ile tekrar kuyuya basılmaktadır.
Böylece sürekli sirkülasyon sağlanır.

Sondaj mühendisi ise bu işlemler sırasında kuyu lokasyonunda yer alır ve daha önceden
hazırlanmış sondaj programını takip ederek bütün operasyonların güvenli, hızlı ve ekonomik bir
şekilde ilerlemesini sağlar.

2. Sondaj Çeşitleri

Sondaj, günümüzde birçok farklı işlem için uygulanmaktadır. Tahmin edebileceğiniz gibi, yer altını
ilgilendiren her işlemde sondaj şarttır. En yaygın sondajlar; zemin etüdü, su arama, maden arama,
jeotermal ve tabii ki petrol ve doğalgaz derin kuyu sondajlarıdır. Bu dökümanda çoğunlukla derin
sondaj türü olan jeotermal ve petrol/doğalgaz sondajlarının nasıl yapıldığı açıklayacağız.

2.1. Sığ Seviye Sondajlar
2.1.1. Su Sondajı

Su sondajı, zeminin jeolojik yapısına uygun olarak havalı ya da çamur dolaşımı ile yapılan kuyu
açma çalışmasıdır. Kuyu açılma işlemi yapıldıktan sonra, açılan kuyunun hidrolojik özelliklerine
uygun olacak şekilde projelendirme yapılır. Özel sondaj boruları ile kuyunun kılıf borulaması
yapılır. Şekil 1, yaygın olarak kullanılan kamyon üstü bir su sondajı kulesini göstermektedir.

Şekil 1. Kamyon üstü su sondajı kulesi.

8

2.1.2. Maden Arama Sondajları
Yer-altı ve yüzey madenciliği alanlarında da sondaj, temel operasyonlardan birisidir. Yeraltı
madenciliğinde sondaj ile karotiyer örnekleri alınır ve yeraltındaki doğal kaynakların tespiti
yapılır. Yüzen sondajlarında ise sondaj yapıldıktan sonra açılan kuyulara patlayıcılar yerleştirilerek
patlatma ve üretim gerçekleştirilir. Şekil 2, madencilikte kullanılan uzaktan kumandalı bir sondaj
makinesini göstermektedir.

Şekil 2. Uzaktan kumandalı maden arama sondaj makinesi.
2.2. Derin Sondajlar

2.2.1. Jeotermal Sondajı
Jeotermal enerji, 2010 senesinden itibaren Türkiye’de büyük önem kazanmıştır. Bir yenilenebilir
enerji türüdür. Üretilen yüksek sıcaklıktaki buhar ile elektrik enerjisinin üretilip, daha sonra
soğuyan bu buharın yer altına tekrar enjekte edilmesi ile yenilenebilir bir sistem sağlanmaktadır.
Jeotermal enerji sektörü çoğunlukla ülkemizin Ege Bölgesi’nde aktiftir. Genellikle metamorfik
kayaçlardan üretim sağlandığı için bu kuyuların sondajı da uzun sürmektedir (ortalama 35-40
gün). Şekil 3, jeotermal sondajı yapan bir sondaj kulesini göstermektedir. Sondaj sırasında yer
altında 250C, yüzey akış hatlarında ise 90C’ye kadar çamur sıcaklıkları gözlemlenebilir. Bu
nedenle, Şekil 3’de görülen buharlar, sondaj operasyonlarının sonlarına doğru çok normaldir.

9

Şekil 3. Jeotermal kuyu sondajı yapan bir sondaj kulesi.

2.2.2. Petrol ve Doğalgaz Kara Sondajı
Dünya çapında derin sondajların en yaygın türü, petrol ve doğalgaz arama ve üretim sondajlarıdır.
Eğer bir saha ilk kez araştırılıyor ve orada daha önce sondaj yapılmamışsa, ilk yapılan sondajlara
arama sondajı adı verilir. Ancak, eğer ki sondaj daha önce keşfedilen bir rezervuardan üretimi
artırmak için yapılıyorsa, bu tür sondajlara üretim sondajı adı verilir. Jeotermal sondajından farklı
olarak, petrol ve doğalgaz sondajlarında fosil yakıtlar aranmaktadır ve yenilenebilir bir enerji türü
değildir. Günümüzde Dünya’daki enerji ihtiyacının en büyük kesimi petrol ve doğalgaz
üretiminden karşılanmaktadır. Şekil 4’te gösterilen fotoğraf, petrol sondajı yapan bir sondaj
sahasından çekilmiştir.

Şekil 4. Petrol üretim sondajı yapan bir sondaj kulesi ve sondaj sahası.

10

2.3. Deniz Sondajları

Deniz sondajları, su üzerinde çalışmaya uygun platformlar ile yapılan sondaj operasyonlarıdır. İlk
deniz sondajı, H.L. Williams tarafından 1897 yılında Santa Barbara Kanalı’nda (California/USA) bir
kara sondaj kulesinin tahta ayaklar üzerine yerleştirilerek kazılması olarak bilinmektedir.
Günümüzde ise deniz sondajları jack-up, drillship ve semi-submersible platformlar gibi, farklı
deniz derinlikleri için özel üretilmiş olan, platformlar ile sürdürülmektedir. Deniz sondajları,
kullanılan platform çeşitlerinin su derinliğine bağlı olarak farklılık göstermesi sebebi ile, sığ deniz
ve derin deniz sondajları olmak üzere ikiye ayrılır.

Bir lokasyoda kullanılacak sondaj platformu temel olarak deniz derinliği öncelikli olmak üzere
deniz durumu ve rüzgâr şiddeti de göz önünde bulundurularak belirlenir;

• Su derinliği 25 metreye kadar ise: batar platform,
• Su derinliği 15 metreden 100 metreye kadar ise: jack-up platform,
• Su derinliği 100 metreden 2000 metreye kadar ise: demir atılarak sabitlenmiş yarı

batar platform veya sondaj gemisi,
• Su derinliği 500 metreden 3000 metreye kadar ise: aktif konumlama sistemi kullanan

yarı batar platform veya sondaj gemisi,
• Yüksek dalga boylarının gözlendiği bölgeler ise: yarı batar platformlar veya yeni

jenerasyon sondaj gemileri kullanılır.

2.3.1. Sığ Deniz Sondajı
Deniz seviyesinden 100 metreye kadar olan su derinliklerinde yapılan sondaj operasyonları
genellikle sığ deniz sondajları olarak isimlendirilir. Sığ deniz operasyonlarında maksimum deniz
derinliğini sınırlayan faktör, kullanılacak olan platformun kapasitesidir. Sığ deniz sondaj
operasyonları, önemli ölçüde karada yapılan sondaj operasyonlarına benzerlik gösterir. Kuyubaşı
yapısı, kullanılan BOP (emniyet vanası) çeşidi, muhafaza borularının iniş prensibi vb. oldukça
benzerdir. Sığ deniz sondaj operasyonları, temel olarak, su üzerinde durabilen bir platform
üzerine yerleştirilmiş bir kule ile sondaj operasyonlarını yürütmek olarak tanımlanabilir.

Sığ deniz operasyonlarında kullanılan platform, deniz tabanına basarak, sondaj ekipmanlarını su
üzerinde tutan bir yapıdır. Sondaj operasyonları yürütülürken platform kendi ağırlığını deniz
tabanına iletir. Platform, deniz tabanına bastığı için, konumunu korumasına yardımcı olacak
demirleme veya aktif konumlama gibi ek sistemlere ihtiyaç duymaz. Şekil 5’te örnek bir jack-up
sondaj ve üretim platformu gösterilmektedir.

11

Şekil 5. Sığ deniz sondajlarında kullanılan jack-up, sondaj ve üretim platformları.

2.3.2. Derin Deniz Sondajı
Derin deniz sondajları drillship (sondaj gemisi) ya da semi-submersible (yarı batar platform) ile
yürütülen operasyonlardır. Derin deniz sondaj platformlarının, sığ deniz sondaj platformlarından
en temel farkı; ağırlıklarını dengelemek için deniz tabanından destek almak yerine, yüzer
konumda olmalarıdır. Bu sebeple yüzer platformlar olarak da tanımlanabilirler. Şekil 6, Türkiye
Cumhuriyeti’nin Akdeniz bölgesinde derin deniz sondajları yapmak için satın aldığı Fatih isimli
sondaj gemisini göstermektedir.

Şekil 6. Fatih isimli Türkiye Petrolleri'ne ait sondaj gemisi.

12

Derin deniz sondaj platformlarının, sığ deniz sondaj platformlarına ek olarak ihtiyaç duyduğu
başlıca sistemler aşağıda listelenmiştir:

• Konum koruma sistemleri,
• Riser sistemi,
• Hareket sönümleme sistemi,
• Su altı emniyet vana sistemi (sub-sea BOP)

Konum koruma sistemleri

Derin deniz sondajlarında kullanılan platformlar sondaj operasyonları sırasında yüzer halde
oldukları için, konumlarını korumada demirleme veya aktif konumlama sistemine ihtiyaç
duyarlar. Demirleme sistemi, temel olarak, platformun birden fazla açıdan demir atılarak
bulunduğu noktada sabit tutulmasını sağlar. Aktif konumlama sistemi ise, platformun deniz
tabanı ile bir bağlantısı olmaksızın motor gücü ile konumunu koruduğu konumlama sistemidir.
Aktif konumlama sistemine sahip platformlar, demirleme sistemine sahip platformlara kıyasla
daha derin lokasyonlarda çalışabilme kapasitesine sahiptir. Demirleme sistemi Şekil 7’de, aktif
konumlama sistemi ise Şekil 8’de gösterilmiştir.

Şekil 7. Demirleme sistemi.

13

Şekil 8. Aktif konumlama sistemi.

Riser sistemi
Derin deniz sondajlarında, kuyubaşı deniz tabanına yerleştirilir ve muhafaza borusu dizileri deniz
tabanına asılır. Kuyubaşı ile platformun bağlantısı riser sistemi (Şekil 9) ile sağlanır. Riser sistemi
temel olarak kuyubaşı ile platformun bağlantısını sağlayan sistemdir. Riser sisteminin başlıca
görevleri:

• Sirkülasyon yapılırken sondaj çamurunun kuyubaşından platforma kadar
ulaşabilmesini sağlamak,

• İçerisinden sondaj dizinin inerek kuyuya ulaşmasına olanak sağlamak,
• Ek hatlar vasıtasıyla emniyet vana sisteminin bir parçası olan kill ve choke line ın

platform ile bağlantısını sağlamak,
• Emniyet vana sisteminin ihtiyaç duyduğu hidrolik destek hatlarına kılavuzluk

yapmaktır.

Şekil 9. Riser sistemi.

14

Hareket sönümleme sistemi
Bu sistem platformun dalga hareketinden kaynaklanan salınım hareketini kompanse ederek,
matkap ağırlığının sabit kalmasını sağlar. Ana hareket sönümleme sistemi elemanı dalga
sönümleme sistemi (heave compensator) olarak adlandırılır. Hidrolik ya da pnömatik
silindirlerden oluşan bu sistem yay gibi davranarak üst tarafındaki dalgalanma hareketinin sondaj
dizisine iletilmesini engeller. Taç makaraya ve hareketli makaraya monte edilen olmak üzere iki
çeşidi vardır. Yeni nesil sondaj platformlarında bu görevi aktif dalga sönümleme sistemi (active
heave compensator) üstlenir. Bu sistem herhangi bir ek ekipmana gerek duymaksızın sondaj
halatının konumunu aktif olarak kontrol eder ve platform hareketinin sondaj dizisine iletilmesini
engelller.
Su altı emniyet vana sistemi
Bu sistem, işlev olarak karada kullanılan emniyet vana sistemlerine benzerlik gösterse de yapı
olarak oldukça farklıdır. Su altı emniyet vanaları, karada kullanılan emniyet vana sistemlerine
göre birçok ek yedek kapatma (hidrolik, elektrikli ve akustik) ve güvenlik sistemi ile donatılmıştır.
Ek olarak, su altı sistemleri, sondaj platformunun güvenliğinin tehdit altında olduğu veya herhagi
bir nedenle konumunu koruyamadığı durumlarda devreye girmek üzere acil durum ayrılma
sistemi (emergency disconnect system) ile donatılmıştır. Bu sistem sayesinde, platform gerekli
durumlarda kuyu ile bağlantısını keserek lokasyonu hızlıca terk edebilmektedir. Kara ve deniz
sondajlarında kullanılan farklı emniyet vana sistemleri Şekil 10’da gösterilmiştir.

Şekil 10. Su-altı (sol) ve kara (sağ) emniyet vana sistemleri.

15

3. Kule Ekipmanları ve Sistemleri

3.1. Kule Güç Sistemi
Petrol, doğalgaz ve jeotermal sondajlarında kullanılan sondaj kulelerine gerekli gücün sağlanması
için, genellikte içten yanmalı dizel motorlar kullanılır. Bu motorlar ile oluşturulan mekanik enerji;
dişli sistemleri, kayış-kasnak sistemleri, zincir ve şaft gibi mekanik aktarma organları sayesinde
kulenin gerekli bölgelerine aktarılır. Çoğu sondaj sahasının şebeke elektriğinden uzak olmasından
ötürü, sahada kullanılacak olan enerji, jeneratörler ile sağlanır. Bunun yanında, “Elektrikli Kule”
olarak adlandırılan kuleler de bulunmaktadır. Bu kulelerde güç, yine bir jeneratör ve ya şebeke
elektriği ile sağlanıp, kulenin kaldırma, döndürme ve sirkülasyon gibi temel güç isteyen
sistemlerine aktarılır. Elektrik üretiminin temeli konumuz dışı olduğundan dizel motorların
çalışma prensibinden basitçe bahsetmek yeterli olacaktır.

3.1.1. Dizel Motorlar
Dizel motorlar, dizel yakıt vasıtasıyla elde ettikleri kimyasal enerjiyi, içten yanmalı sistem ile
mekanik enerjiye çevirerek çalışan motorlardır.

Şekil 11, dizel motorların temel elemanlarını göstermektedir. Temel olarak çalışma prensibi dört
aşamalı yanma döngüsüdür:

1. Emme stroku: piston(H) aşağı hareket ederken emme sübobunun açılması ve içeri hava
dolmasıdır.

2. Sıkıştırma stroku: emme sübobu kapanır ve piston yukarı hareket eder. Bu esnada içeride
bulunan hava ısınır ve basınçlanır.

3. Yanma stroku: piston en üst seviyeye geldiğinde, yakıt püskürtücü enjektörü’nden (D) dizel
yakıt zerrecikler püskürtülür. Yakıt içeride genleşerek ve ısınarak tutuşur ve patlar.

4. Egzoz stroku: Patlamanın etkisiyle piston aşağı doğru hareket eder. Bu esnada oluşan,
yanma özelliği bulunmayan gazlar egsoz sübobunun (C) açılmasıyla dışarı atılır.

Şekil 11. Dizel motorların temel elemanları.

16

Yukarıda açıklanan dört aşamalı yanma döngüsü sürekli olarak devam eder. Bu sırada açığa çıkan
enerji, krank mili (L) yardımıyla sisteme mekanik güç olarak aktarılır.

3.2. Kule Kaldırma Sistemleri
Kule kaldırma sistemi, sondaj dizinin veya muhafaza borusunun aşağı ve yukarı yönlü hareketini
sağlayan temel sistemdir. Temel elemanları; ana makara sistemi, taç makara, hareketli makara,
kanca (hook), sondaj halatı ve clampslerdir (Şekil 12).

Şekil 12. Kule kaldırma sistemi temel elemanları.
Kule kaldırma sistemi, sondaj dizisini veya muhafaza borusunu yukarı-aşağı hareket ettirmek için
kullanılan bir makara sistemidir. Kaldırma sistemi temel ekipmanları Şekil 12’de gösterilmektedir.
Ana makara sistemi, sondaj halatının bir makara üzerine sarılıp, hareket ettiği bir sistemdir. Kule
motorlarına aktarma organları ile bağlıdır. Sondör, makara sistemini bir clutch sistemi ile kontrol
ederek dizinin veya muhafaza borusunun yukarı hareketini; fren sistemi yardımıyla da aşağı yönlü
hareketini sağlar. Sondaj halatı, yedek makara (reserve-drum)’dan taç makaraya, oradan da
hareketli makaraya gelir. Halat, bir dizi makara sistemi sonucu taç makaradan çıkarak ana
makaraya gider ve yeterli sarım yapılır. Manevra esnasında diziyi hareket ettirmek için asansör
(elevator) adı verilen ekipman kullanılır. Asansörler “link kolu” adı verilen ekipmanlarla hareketli

17

makaraya monte edilir. Dizi ağırlığı, hareketsiz hat çapası (dead line anchor) adı verilen sistem ile
belirlenir. Bu sistem sayesinde hareketsiz hattaki gerilim ölçülür ve halat sayısı da hesaba
katılarak sistemdeki toplam yük hesaplanır. Hareketli makaranın içerisinde bulunan makara
sayısı, taç makarada bulunandan bir adet eksiktir.

3.3. Döndürme Sistemi
Sondaj dizisini ve matkabı döndürmek için 2 çeşit sistem kullanılır. Bunlar sırasıyla Kelly ve Top
Drive olarak adlandırılır.

3.3.1. Kelly Sistemi
Hareketli makaranın ucunda bulunan kancaya bağlı bir “swivel” ve ona bağlı bir kelly’den oluşan
sistemdir. Sistemi çevirmek için ise kelly bushing denilen, rotary masasında yuvası olan bir sistem
kullanılır. Döndürme işlemi, motorlardan gelen mekanik gücün rotary masasında rotary bushing’e
ve dolayısıyla kelly bushing’e aktarılmasıyla olur. Kelly bushing, kelly’i kavradığından dolayı kelly,
yani bütün dizi döner. Bu esnada, swivel içerisinde bulunan sistemden ötürü, swivel ve hareketli
makara dönmeden kalır. Dizinin dönmesi de hareketi matkaba ulaştırır (Şekil 13).

Şekil 13. Kelly ile dizi döndürme sistemi.

18

3.3.2. Top Drive Sistemi
Top Drive, şekilde görülen hareketli makaranın altında olan, sondaj dizisinin bağlı olduğu
ekipmandır. Bu sistemde, rotary masası ve bushing gibi ekipmanlar bulunmamaktadır. Top Drive
diziye direk bağlandığı için, dönme hareketi, içerisinde bulunan mekanizma tarafından sağlanır
ve diziye direk iletilir (Şekil 14).

Şekil 14. Kule üzerinde Top Drive sistemi.

3.4. Kuyu Kontrolü ve Ekipmanları

Kuyu sondajı sırasında, kuyunun kontrolü sondaj çamuru ile sağlanır (çamur sirkülasyon sistemi
ile ilgili detaylar 5. bölümde detaylıca açıklanmıştır). Sondaj çamurunun ağırlığı olması
gerekenden fazla olursa, oluşan statik basınç formasyon basıncını yenerek kaçak oluşturabilir.
Eğer, çamur ağırlığı, olması gerekenden az olursa; formasyonda bulunan akışkanın kuyuya
girmesine sebebiyet verilebilir. Bu duruma geliş (kick yemek) denir. Formasyon akışkanı yüksek
basınç altında kuyuya giriş yaptığında, anülüste yükselirken üzerindeki basıncın da azalmasıyla
(özellikle gaz girişlerinde) hacmi artar ve kontrolü güç bir hal alır. Eğer bu akışkan yanıcı ya da
zehirleyiciyse, kuyu kontrolünün önemi daha da artar. Kuyu kontrolü kaybedildiğinde, önleyici
olarak yüzeyde emniyet vanaları (diğer ismiyle blow-out preventer) bulunur. Kuyunun derinliği
ve beklenir basınçlara göre kuyubaşı dizayn edilir ve çeşitlendirilir. Sığ ve basınç beklentisi
olmayan kuyularda birer adet Annular BOP ve drilling spool yeterli olurken, yüksek basınçlı
formasyonlar kazılırken Annular BOP’ye ek olarak double ve single ram’ler, choke manifoldu ve
ayrıştırıcılar (seperatör) da kuyu kontrol sistemine dahil edilir.
Kuyu kontrol ekipmanları sayesinde, kuyudan geliş tespit edildikten sonra; kuyu yüzeyden
kapatılır. Kuyu, basınç altında sirkülasyona alınabilir. Bu sırada formasyon akışkanı kuyudan
atılırken yerine hidrostatik basıncı daha yüksek olan ağırlaştırılmış çamur konulur. Gerekliyse

19

sondaj dizisi hareket ettirilir ve formasyon sıvısı personel ve ekipmana zarar vermeyecek şekilde
dışarı atılır. Kuyu kontrolünün esasları bu temeller üzerine dayanmaktadır. Kuyu kontrolündeki
en önemli faktörlerden biri de kuyuya giriş olduğunu olabildiğince erken fark etmektir. Bunun için
sondaj parametreleri sürekli ve dikkatli bir şekilde takip edilmelidir. Tank hacimlerinin artması,
stand-pipe basıncının azalması veya sondaj hızının beklenmedik şekilde artması durumunda
derhal flow-check yapılmalıdır. Flow-check, dizideki tool-joint masanın üzerinde kalacak şekilde
takımın çekilmesi ve rotary-sirkülasyonun durdurulması ile kuyunun kendiliğinden gelip
gelmediğinin gözlemlenmesidir. Pompaların ayrılmasının ardından dizi içerisindeki çamurun bir
süre süzülmesi için beklenip geliş ya da kaçak olup olmadığını gözlemlemek daha sağlıklı
olmaktadır.

Kuyu kontrolü sırasında temel yöntemlerde choke manifoldu kullanılır. Choke manifoldu, içerdiği
vanalar ile geri basınç (back-pressure) oluşturur. Kuyudaki çamur ağırlaştırılana kadar bu basınç
ile ağır çamur kuyuda simüle edilir. Choke manifoldundan geçen, gaz içeren, çamur gaz ayırıcıya
(poorboy degasser) yönlendirilir. Ayırıcının içerisindeki sistem sayesinde gaz ve çamur ayrıştırılır.
Ayrılan gaz, yakım hattında (flare-line) yakılırken temizlenen çamur tekrar tanklara alınır. Şekil 15
ve 16’da Annular BOP’nin parçaları ve poorboy degasser’ın iç şeması bulunmaktadır.

Şekil 15. Anüler BOP'yi oluşturan parçalar.

20

Şekil 16. Poorboy degasser (gaz-ayrıştırıcı) iç şeması.

Not: Blowout (kuyu akışının kontrolden çıkması) durumu sondaj sahalarında olabilecek en
tehlikeli durumlardandır. Kuyudan gelen akışkan çok büyük ihtimalle ya çok sıcak, ya yanıcı, ya da
zehirleyici olacaktır. Yüksek basınç altında, kuyuda kontrolsüz yükselen bu akışkanlar, kule
personeline ve ekipmana çok ciddi zararlar verebilir. Kuyu kontrol ekipmanlarının yeterli ve işler
durumda olduğundan her zaman emin olunması gereklidir. Her yeni kuyubaşı montajından sonra
kuyubaşının basınç dayanımları ve BOP’lerin işlevselliği; kule mühendisi, kule personeli ve
company man tarafından test edilmelidir.

4. Kule Demontaj ve Nakliyesi

4.1. Demontaj ve Mobil Kulelerde Kule Yatırma
Sondaj kuleleri, kuyu programına bağlı olarak, her kuyunun sondajının bitişi ile yeni sondaj
yapacağı lokasyona nakledilir. Mobil kulelerde nakliyeden önce “mast” ın, taşıyıcı (carrier)
üzerine yatırılması gereklidir (Şekil 17). Bu süreçte önce kulenin gergi halatlarının sökülmesi
gerekir. Eğer mast teleskobik ise, önce teleskobik kısma destek olan halatların sökülmesi ve bu
kısım içeri girdikten sonra mast alt kısmına destek olan halatların sökülmesi tercih edilir. Daha
sonra kule yatırılır. Stand pipe bağlantıları, çamur tankları bağlantıları, hidrolik hortumlar, hava

21

hortumları, elektrik bağlantıları sökülür ve nakliye için hazır hale getirilir. Nakliye planı yapılır.
Nakliye planı, yüklerin tırlara hangi dizilimle yerleştirileceği, seferlerin hangi sıraya göre
yapılacağını içerir.

Şekil 17. Kule mastının yatırılması.
4.2. Nakliye Öncesi Yeni Lokasyon Kontrolü
Kulenin gideceği yeni lokasyonun ve nakliye sırasında kullanılacak yolların kontrolü (Şekil 19)
mutlaka nakliye öncesinde yapılmalıdır. Kulenin izleyeceği rotaya göre yolda karşılaşılacak alçak
elektrik telleri, telefon kabloları, köprüler, üst geçitler ve levhalar kontrol edilmelidir. Gerekirse
bu kontroller sonrası rota değişikliği yapılmalıdır. Yolların genişliği, özellikle geçilecek toprak
zeminlerin sertliği ve sağlamlığı kontrol edilmelidir. Güvenilirliğinden emin olunmayan yollar
yetkililere bildirilmeli ve uygun hale getirilmesi sağlanmalıdır. Ayrıca, kulenin konumlanacağı
lokasyonun da belirlenen kriterlere uygun olması gerekir. Mud-pit çukuru açılmış, içerisine
membran gerilmiş ve çevresi tel örgülerle çevrilmiş olmalıdır. Lokasyon zemini daha önceden
belirlenen ölçülere uygun olmalıdır.

22

Şekil 18. Çamur tankı üzerine paketlenmiş stand-pipe ve korkuluklar.

Şekil 19. Nakliye öncesi yeni lokasyon kontrolü.

23

4.3. Nakliye
Nakliye sırasında dikkat edilmesi gerekenler:

• Nakledilecek malzemeleri tırlara yüklemeye başlamadan önce kullanılacak çelik halatlar,
zincirler, sapanlar kontrol edilmeli, kaldırmaya uygun olmayanlar hurdaya ayrılmalıdır.
Kaldırmada kullanılacakların yük kaldırma kapasiteleri göz önünde bulundurulmalıdır. Ağır
yüklerin kaldırılması sırasında halat kopması son derece ciddi bir tehlikedir.

• Vinç operatörüne, daha önceden belirlenen tek bir işaretçi tarafından işaret verilmelidir.
Tercihen bu kişi reflektörlü işaret yeleği giymelidir. Vince birden fazla kişinin talimat vermesi
operatörün kafasının karışmasına, bu da iş kazalarına neden olabilir.

• Kaldırılacak malzeme, uygun özelliklerde seçilen sapan, kancalı zincir veya çelik halatlarla
doğru şekilde sıkıca bağlanmalıdır. Kaldırma sırasında Vinç ile kaldırılan yükün altında,
kaldırılan malzeme ile başka bir malzeme arasında durulmamalıdır.

• Kaldırılan malzemelere kontra halatı bağlanarak yüke uzaktan yön verilebilir.
• Kaldırma işlemi yapan bir vince 15 metre ’den fazla yaklaşılmamalıdır.
• Metal malzeme üzerine başka bir metal malzeme yüklenirse, yolculuk esnasında üstteki

yükün kayma ihtimali fazladır. Bu yüzden üstteki malzemeyi yüklemeden önce altına tahta
takozlar koyulmalıdır.
• Yağışlı havalarda bağlanan yüklere özellikle dikkat etmek gereklidir. Kaldırma esnasında
bağlanan yükün kaymaması için daha dikkatli olmak, daha özenli bağlamak gerekmektedir.
• Tıra yüklenen yüklerin sağlam bir şekilde bağlanması gerekir. Bunun için gerek spanzet adı
verilen yük gerdirme araçları, gerekse kancalı zincir ve halatlar kullanılabilir (Şekil 20).

Şekil 20.Yüklenen malzemenin yola çıkmadan önce bağlanması.

24

• Vinçler kaldırma kapasitelerine ve yüklenecek malzemenin ağırlığı göre doğru bir
şekilde konumlandırılmalıdır. Şekil 21’de doğru konumlandırılmayan ve kaldırma
esnasında arka tekerleri ve destek ayakları havaya kalkan bir vinç gösterilmektedir.

Şekil 21.Doğru konumlandırılmayan bir vinç nakliye sırasında büyük risk oluşturur.
• Nakliye esnasında yük taşıyan tırlara hem ön hem de arka tarafından refakat

edilmelidir (Şekil 22). Refakat eden araçların üzerinde uyarı ışıkları ve “uzun ve geniş
araç” uyarı levhası bulunmalıdır. Eğer yükler ana yollarda seyir edecekse gerekli
makamlardan (karayolları) nakliye öncesinde izin alınmalıdır. Yolların kısa süreli araç
trafiğine kapatılması gerekiyorsa, bu ilgili makamların görevlendirdiği kişiler
tarafından yapılmalıdır.
Elbette bir mühendisin amaçları arasında nakliyeyi uygun maliyetli gerçekleştirmek de vardır.
Ancak bunu yaparken tehlikeli olacak yüklemelere kesinlikle izin vermemelidir. (Tırların
kenarlarından ve arkasından fazla taşan yükler, tırların taşıma kapasitesinin üzerindeki yükler
bunlara örnektir). Burada amaç en güvenli ve en sağlıklı şekilde nakliyeyi tamamlamak olmalıdır.
4.4. Montaj
Nakliye tamamlandıktan sonra yerleşim planına göre malzemeler yerlerine yerleştirilir ve
demontajda sökülen bağlantılar montajda takılıp, kule kaldırma işlemi yapılarak sondaja hazır
hale getirilir.
NOT: Demontaj, nakliye ve montaj esnasında kim ne derse desin kesinlikle acele edilmemelidir.
İş son derece güvenli yapılmalı, herhangi bir güvenlik riski görüldüğünde iş kesinlikle
durdurulmalıdır.

25

Şekil 22. Tali yolda yeni lokasyona nakledilen kulenin refakatçiliğini yapan ve carrier şoförüne yol
gösteren kule mühendisi Ahmet Tayyar Balkaya.

5. Sondaj Çamuru

5.1. Kullanım Amacı
Sondaj akışkanları, derin kuyu sondajlarında gereksinim duyulan sirkülasyon sisteminde
kullanılan ve belli başlı görevleri yerine getiren; kuyu sondajının sağlıklı biçimde ilerlemesini
sağlayan akışkanlara verilen genel isimdir. Sektörde çoğunlukla “sondaj çamuru” veya sadece
“çamur” olarak adlandırılır. Sirkülasyon sistemi içerisinde kuyunun gereksinimleri doğrultusunda
ve oluşmuş/oluşabilecek olası problemleri en aza indirmek için farklı çeşit ve tiplerde çamurlar
kullanılır. Sondaj çamurunun temel işlev ve görevlerini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

• Sondaj süresince oluşan yeni kesintileri matkap ve kuyu tabanından uzaklaştırmak, bu
kesintileri ve oluşması muhtemel tüm kuyu döküntülerini kuyu içerisinden çıkararak
kuyu temizliğini sağlamak.

• Jel değeri sağlayarak manevralarda ve olası sirkülasyonsuz beklemelerde henüz kuyu
içerisinden uzaklaştırılmamış kesintileri/döküntüleri askıda tutmak ve kuyu tabanına
çökmesini engellemek.

• Belirli bir hidrostatik basınç oluşturarak formasyon basıncını dengelemek ve kuyu
kontrolünü sağlamak.

26

• Kule ekipmanları tarafından yüzeyde oluşturulan hidrolik enerjiyi matkaba ve varsa
sondaj dizisinde basınç altında devreye giren veya çalışan ekipmanlara iletmek.

• Üretim yapılacak rezervuar formasyonunun olabildiğince az kirlenmesini sağlamak.
• Geçirgen ve çatlaklı yapılar içeren formasyonlarda oluşabilecek kaçaklı bölgeleri

kapatmak ve tıkamak. Not: Jeotermal kuyu sondajlarının üretim rezervlerinde
beklenilen kaçaklar genellikle kapatılmaz.
• Matkap ve sondaj dizisini soğutmak, kayganlaştırmak ve desteklemek.
• Kazılan formasyonlara ait numune tayinini elverişli hale getirmek.
• Kule ekipmanları, sondaj dizisi ve koruma borularında oluşabilecek kimyasal ve fiziksel
aşınmaları en aza indirgemek.
• Çevresel kirlenmeleri en aza indirgemek.

5.2. Sirkülasyon Sistemi
Sirkülasyon sisteminin en temel görevi, sondaj sırasında oluşan kesintilerin sondaj çamuru ile
yüzeye taşınmasıdır. Bu işlem sırasında, çamurun yolculuğu emiş tanklarında başlayıp sırası ile:
pompa, standpipe hattı, top drive (veya swivel), sondaj dizisi, matkap, anülüs, akış hattı
(flowline), elekler, dinlenme tankları ve tekrar emiş tankları şeklindedir. Kuyudan çıkan
kesintilerle kirlenmiş olan çamur, elekler ve sonrasında çamur temizleyici (mud cleaner) ve diğer
katı madde arındırma ekipmanlarından geçerek; temizlenmiş halde tekrar emiş tanklarına döner.
Bu sistemi bir kan dolaşımı olarak düşünürsek, çamur pompası kalp olarak kabul edilebilir. Sondaj
şartlarına göre çamur debisi ve basınç dengesi ayarlanır. Bu dengeleri ayarlayabilmek ve kuyu
temizliğini sağlarken; çamur pompalarının gömlek-piston çapları ve dakikadaki vuruş (stroke)
sayıları debiyi, matkap nozulları da hidrolik gücü belirler. Bu temel faktörlere ilaveten; sondaj
dizisi, çamur özellikleri ve kuyu çapı da dahil olmak üzere birçok farklı parametre kullanılır.
Hepsinin birden bize sağladığı ise hidrolik optimizasyondur. Aşağıdaki şemada sirkülasyon sistemi
basite indirgenmiş şekliyle bulunmaktadır.

Şekil 23. Sirkülasyon sistemi şeması.

27

5.3. Çamur Pompaları
Çamur pompaları temel olarak ikiye ayrılır:

1. Tek hareketli triplex pompalar.
2. Çift hareketli dublex pompalar.

Şekil 24. Tek hareketli triplex pompa.

Verimlilik, bakım, taşıma kolaylıkları ve maliyetleri açısından derin sondaj sahalarında çoğunlukla
yukarıdaki fotoğrafta da görünen (Şekil 24) triplex pompalar tercih edilmektedir. Aşağıdaki
şemada bu iki pompa türünün çamur pompalama mekanizmalarının nasıl çalıştığına dair bir çizim
bulunmaktadır. Asağıdaki şemada (Şekil 25) da görüldüğü üzere: dublex pompalar her iki yönde
de çamuru hem emip hem basarken; triplex pompa yalnızca bir yönde çamuru basar ve diğer
yönde çamuru haznesine alır. Triplex pompaların kullanımı için, pompa kendi kendine emiş
yapamadığından dolayı, bir de santrifüj pompa sisteme dahil olmalıdır. Bu sayede piston geri
çekilirken gömleğin içerisine çamur dolar.

Şekil 25. Tek ve çift hareketli pompa çalışma prensibi.

28

5.4. Çamur Çeşitleri
Sondaj çamurunu içeriğini oluşturan faz tipine ve kimyasal özelliklerine göre su bazlı, organik bazlı
ve hava bazlı olmak üzere 3 ana başlığa ayırabiliriz. Su bazlı çamurlar dış fazın kimyasal özelliğine
göre korumalı (inhibitive) ve korumasız çamurlar olarak ikiye ayrılır. Korumasız su bazlı çamurların
dış fazını tatlı su oluşturur ve kimyasal olarak aktif olmayan, kuyu stabilizesi sorunu içermeyen
formasyonların sondajında kullanılır. Bu çamur tiplerinin kullanıldığı kuyularda formasyon-çamur
etkileşimi diğer kuyulara nazaran çok daha düşük olduğundan herhangi bir inhibitör kullanılmaz.
Sondajın başlangıcındaki genellikle 26” aralığın kazılması esnasında kullanılan spud çamuru,
lignosülfonat çamuru ve polimer çamuru korumasız çamurları oluşturur.

Korumalı çamurlar ise çamur-formasyon arası kimyasal ve fiziksel tepkimelerin fazla olduğu, kuyu
stabilizesi sorunu bulunan kuyuların sondajı sırasında, bu sorunları en aza indirgemek için
kullanılır. Jips, anhidrit, tuz, şeyl gibi yapıları fazlasıyla barındıran ve aktif olan kuyularda kullanılan
korumalı çamurlar, formasyon ile çamur etkileşimini en aza indirgeyerek sondajın daha sağlıklı
ilerlemesini sağlar ve sondaj problemlerini azaltır. Korumalı çamurlar bunu kimyasal veya
mekanik inhibisyon ile sağlayabilir. Jips çamuru, kireç çamuru, potasyum/polimer çamuru, glikol
çamuru gibi sistemler korumalı çamur tiplerinden bazılarıdır.

Petrol bazlı ve sentetik bazlı çamurlar organik bazlı çamurlara örneklerdir. Petrol bazlı çamurlar
dış fazı petrol, mazot ve ya mineral yağdan; iç faz ise sodyum/kalsiyum klorür içeren sudan oluşan
petrol-su emülsiyonlarıdır. Petrol bazlı çamurlar aktif formasyonlarda en fazla korumayı sağlayan
çamur tipidir. Çevre koşulları düşünülerek, petrol bazlı çamurların yerine geçebilecek sentetik
bazlı çamur sistemleri de mevcuttur.

Hava bazlı çamurları ise tamamen havalı sondaj sistemlerini içerdiği gibi, dış fazı su ve iç fazı hava
olan köpüklü çamurları da içerebilir. Havalı sondaj tekniği bütün sondaj teknikleri arasında en hızlı
ilerleyenidir fakat kuyu stabilitesi ve kuyu derinliğinin artması ile formasyon basınçlarının yüksek
olduğu kuyularda bu tekniğin uygulanması kuyu kontrolü sorunlarına neden olabilmektedir.

5.5. Çamur Katkı Malzemeleri
Sondaj çamuru hazırlanması, kontrolü ve ıslahı için kullanılan malzemelerdir.

Bentonit: Spud ve lignosülfonat çamurlarında kullanılan genel katkı malzemesidir. Basitçe
montmorillonitten oluşan kil mineralleridir. Kil bazlı çamurun temel katkı maddesini oluşturur.
Çamurun viskozitesini artırmak ve sıvı kaybı değerlerini azaltmak için kullanılır.

Ağırlaştırıcı Katkı Malzemeleri: Çamur ağırlığını istenilen seviyeye getirmek için kullanılan
malzemelerdir. Barit, hematit, kalsiyum karbonat gibi malzemeler bunlara örnek gösterilebilir.
Farklı özgül ağırlıklara sahip bu katı maddelerin belirli konsantrasyonlarda kullanılması ile
istenilen çamur ağırlığı sağlanabilir.

Tuzlar: NaCl, KCl ve CaCl2 gibi suda çözünebilen tuzlardır. Bunlar, çamur ağırlığını artırmak veya
iyonik inhibisyon sağlamak için sondaj ve tamamlama sıvılarının hazırlanmasında kullanılır.

29

Polimerler: Sondaj çamurunun esas olarak sıvı kaybı, viskozite ve jel mukavemeti özelliklerini
belirlemek ve kontrol etmek için kullanılan katkı malzemeleridir. Kısaca viskozite yapıcı
polimerler, inceltici polimerler, sıvı kaybı kontrolü polimerler olarak üçe ayırabiliriz. Nişasta,
zantam sakızı, CMC (karboksimetil selüloz), PAC (polianyonik selüloz), CFL (kromsuz
lignosülfonat), SAPP (sodyum asit payrofosfat), PHPA (kısmen hidrolize poliakrilamitler) benzeri
polimerler çamur hazırlanması ve istenilen özelliklerin sağlanması ve korunması için sektörde
kullanılan belli başlı polimerlerden bazılarıdır.

Kaçak Önleyici Malzemeler (LCM): Geçirgen ve çatlaklı yapıların sondajı sırasında
karşılaşılabilecek çamur kaçaklarının önlenmesi için kullanılan malzemelerdir. Kullanım amacı
çamur kaçaklı yapıları tıkayarak sirkülasyonun kazanılması ve çamur kaçaklarının azalmasını
sağlamaktır. Fiber yapılı (saman vs.), pullu (mika vs.) ve granüllü (fındık kabuğu vs.) malzemeler
olarak üçe ayırabiliriz. Farklı kaçak hızları doğrultusunda farklı konsantrasyonlarla çamura ilavesi
ile kaçaklı yapıları tıkamak için kullanılabilir.

Diğer Katkı Malzemeleri: Çamur hazırlanması ve ıslahı için kullanılacak diğer malzemelerden en
yaygın olanı kostik (NaOH)’tir. Çamur pH’ını ayarlamada kullanılmaktadır. Ayrıca çamur pH’ı
düzenleme ve kimyasal kirliliklerin ıslahı için sodyum bikarbonat, soda külü ve kireç gibi
malzemeler de kullanılmaktadır. Sondaj esnasında artan sürtünmelere yönelik kullanılan katı
veya sıvı kayganlaştırıcılar, kuyu cidarı güçlendirici malzemeler ve bakteri önleyiciler de diğer
katkı malzemelerine örnek gösterilebilir.

5.6. Çamur Özellikleri ve Testleri
Sondaj esnasında çamurda yaşanan değişimleri gözlemlemek, yorumlamak ve olası olumsuz
etkilerini gidermek için çamurun fiziksel ve kimyasal özellikleri belirli aralıklarla ölçülmeli ve takip
edilmelidir. Çamurda gözlenen değişimler ne kadar erken fark edilirse, sondaj ve kuyu kontrolü
ile alakalı oluşabilecek problemlere o kadar erken müdahale edilebilir. Sağlıklı bir sondaj için
planlanan özelliklerdeki çamurun hazırlanması ve zamanla çamurda gözlenebilecek olumsuz
değişimlere vaktinde müdahalelerde bulunulması adına saha koşullarında rutin çamur testleri
yapılmaktadır. Bu testleri fiziksel ve kimyasal testler olarak iki başlığa bölebiliriz.

5.6.1. Çamurun Fiziksel Özellikleri ve Testleri
Çamur Ağırlığı (Yoğunluğu)

Sondaj çamurunun en temel özelliklerinden birisidir. Esasen birim hacimdeki çamurun kütlesini
belirtir. Diğer hesaplamalarda kullanılacak birimlere göre libre/galon (ppg), libre/feet küp (lb/ft3)
veya özgül ağırlık (sg) gibi birimlerde ölçülebilir. Çamurun yoğunluğunu doğru ve hassas
ölçebileceğimiz herhangi bir alet işimizi görebilir. Saha koşullarında bunun için çamur terazileri
kullanılır. Kullanılan terazilerin ölçekleri çoğunlukla bahsedilen ve sektörde kullanılan birimleri
içerir. Bu şekilde kolayca çamur ağırlığı ölçülebilir. Çamurda gözlenebilecek köpük ve ya
formasyon kaynaklı çamura karışan gaz dolayısıyla standart teraziler ile ölçüm yapmak, çamurun
kuyu içerisinde basınç altındaki gerçek ağırlığını yansıtmadığından, bu gibi durumlarda basınçlı
terazi kullanılması tercih edilmelidir. Çamur terazisinin sık sık su ile kalibre edilmesi gereklidir.

30

Eğer 70 oF’daki su ağırlığı 8.33 ppg (1.0 sg) değil ise denge ağırlıkları ile terazi kalibre edilmelidir.
Şekil 26 ve 27 sondaj sahalarında kullanılan çamur terazilerine ait örneklerdir.

Şekil 26. Standart çamur terazisi (Fann, Model 140).

Şekil 27. Basınçlı Çamur Terazisi (Halliburton, TRU-WATE Model 141).
Huni Viskozite
Huni viskozitenin hesaplanması için şekilde görülen Marsh hunisi kullanılır. Bu huni 70 oF
sıcaklıktaki su ile doldurulduğunda; 1 quart’lık (946 ml) bir kabın bu hunideki su ile dolması 26
saniye sürecektir. Eğer kabı su yerine çamur ile dolduracak olursak çamurun huni viskozite
değerini bulmuş oluruz. Sondaj sahalarında çamur ağırlığı ile birlikte en sık kullanılan ve en
hızlı/basit testlerden birisidir. Çamurun reolojik özellikleri ve diğer hesaplamalar hakkında hiçbir
şey belirtmese de, çamur reoloji ve jel değerlerine ait değişim eğilimini takip etmek ve fikir sahibi
olmak için kullanılan pratik bir alettir.

31

Şekil 28. Marsh Hunisi ile viskozite ölçümü.

Viskometre

Sondaj sahalarında çamur reolojisi ve jel değerlerini ölçmek için çoğunlukla API standartlarına
uygun 6 hızlı silindirik döner viskometreler kullanılır. Basitçe eş merkezli iki silindirden oluşur. Bu
silindirlerden iç kısımdaki sabit olanına (bob) bir yay bağlıdır. Dış kısımda bulunan silindir (rotor)
ise dönmesi için viskometre vitesi değiştirilerek farklı hızlarda (600-300-200-100-6-3 rpm)
ayarlanabilir. Bu iki silindir arasında çamur bulunduğunda ve dış silindir belirli bir hız ile
döndürüldüğünde (rpm) oluşan kayma gerinmesine (shear rate (1/sn)) bağlı olarak oluşacak
kayma gerilmesi (shear stress (lb/100 ft2)) içerdeki silindir üzerinde bir tork yaratacaktır. İç
silindirde bulunan yay sayesinde bu torku viskometre göstergesinde görebiliriz. Farklı hızlarda
oluşan farklı kayma gerilmeleri üzerine çeşitli reolojik modeller geliştirilmiştir. Saha şartlarında
kullanılan 6 hızlı silindirik döner viskometre ile plastik viskozite (PV), kopma noktası (Yield Point,
YP) ve jel mukavemetleri hesaplanabilir. 600, 300, 200, 100, 6 ve 3 rpmki viskometre okumaları
ve test sıcaklığı kaydedilir.

Plastik Viskozite (PV): 600-300 (cp);

Kopma Gerilmesi (Yield Point) ise YP: 300-PV (lb/100ft2) formülleri yardımı ile hesaplanabilir.

32

Geliştirilen farklı reolojik modellemeler ile çamurun reolojik bilgileri, kuyu bilgileri ve sondaj
parametreleri doğrultusunda; çamurun akış rejimi, taşıma kapasitesi, eşdeğer sirkülasyon basıncı
hesaplanarak kuyu temizliği ve hidrolik hesaplamalar yapılabilir.
Ayrıca viskometrenin 600 rpm ile 10 saniye döndürülmesi ardından 10 saniyeliğine veya 10
dakikalığına hareketsiz bırakılması, ardından 3 rpm ile çalıştırıldığında görülen en yüksek okuma
değeri ilgili süreye ait çamurun jel mukavemetini lb/100ft2 cinsinden verir.

Şekil 29. API Viskometre (Fann, Model 35SA).
Sıvı Kaybı
Sondaj çamurunun hidrostatik basıncı formasyon basıncından yüksek ise ve formasyon geçirgen
bir yapıya sahip ise, çamurun sıvı fazının bir kısmını zaman içerisinde formasyon ile etkileşir. Bu
filtrasyon esnasında çamur katı fazını ise kuyu cidarında bırakarak çamur keki oluşturur. Sıvı kaybı
testi ise sondaj çamurunun basınç ve zaman ile birlikte geçirgen bir yapıya (formasyon veya filtrat
kâğıdı) kaybettiği sıvı fazı (filtrat) ve bu esnada oluşan keki anlamak için yapılan testtir. Filtrat
kâğıdı içeren kapalı bir hazne içerisine konulan çamur numunesinin API standartlarına göre 30
dakika ve 100 psi altında kaybettiği filtrat miktarı ölçülür. Bu esnada tıpkı kuyu cidarında oluştuğu
gibi filtrat kağıdında da çamur keki (statik) oluşur. Çamur kekinin kalitesi kuyu cidarında bulunan

33

kek hakkında bize bilgi verir. Kuyuda gerçekleşen filtrasyon ve oluşan kek statik ve dinamik
filtrasyon olarak ikiye ayrılır. Dinamik filtrasyonda kuyu sirkülasyon halinde olduğundan kek
aşınmaya uğradığından daha ince bir yapıda bulunurken statik filtrasyonda kek kalınlığı zaman ile
artar. İyi bir çamur keki ince, kaygan ve geçirimsiz olmalıdır. Kuyu cidarında geçirimsiz bir çamur
kekinin oluşması formasyona kaybedilen sıvı miktarını düşürdüğünden üretim bölgelerinin daha
az kirlenmesini sağlar. Sondaj esnasında dizinin hareketsiz kaldığı ilaveler ve beklemelerde
diferansiyel sıkışma riskini azaltır.

Standard API filtrasyon testi dışında, yüksek sıcaklıklı ve yüksek basıçlı kuyularda, özellikle petrol
bazlı akışkanlar ile, HPHT (high pressure high temperature) filtrasyon testi yapılır. Bu test
genellikle 500 psi basınç ve 250°F sıcaklık altında gerçekleştirilir.

Sıvı-Katı Madde Miktarı (Retort)

Çamurun sıvı, petrol(sentetik) ve katı madde oranlarını hesaplamak için retort cihazları kullanılır.
Kısaca belirli bir hacimdeki çamur bu cihaz ile çok yüksek sıcaklıklara çıkartılarak sıvı fazının
buharlaşması sağlanır. Buharlaşan bu faz ise daha sonra cihazın yoğunlaştırıcısına girer ve
yoğunlaşarak ölçekli bir tüpte biriktirilir. Sıvı fazı (petrol-su) tamamen buharlaşıp-yoğunlaştıktan
sonra elde edilen hacim ile test öncesi kullanılan hacim oranlanır. Böylece çamurun petrol, su ve
katı madde miktarlarını hacimce elde edilmiş olunur. Bu sistem de kullanılmadan önce tek farklı
bir sıvı ile (dizel veya su) test edilmeli, kaba konulan hacim ile test sonrası elde edilen hacmin eşit
olup olmadığı kontrol edilmelidir. Örnek olarak, 50 ml su koyulan bir retort testi sonucunda 50
ml su elde edilmesi beklenir. Eğer ki elde edilen miktar farklı ise, bunun sebepleri araştırılmalı,
sıvı akış hatlarındaki kaçaklar kontrol edilmeli, gerekli ise retort kiti kalibrasyon için üreticiye geri
gönderilmelidir.

Kum Miktarı

Ölçekli cam bir tüp ve 200 mesh elek içeren süzgeç yardımı ile çamur içerisinde bulunan kum
boyutlu tanecikleri yüzdece hesaplamada kullanılan testtir. Tüp üzerinde gösterilen seviyeye
kadar çamur doldurulur ve bu miktardaki çamur süzgeçten su yardımı ile geçirilerek kumları
elenir. Sonrasında elek üzerinde kalan kumlar tekrardan su yardımı ile ölçekli tüpte toplanılır.
Zamanla ölçekli tüpün dibinde biriken kum miktarı ölçekten okunur ve hacimce kum yüzdesi
olarak raporlanır. Yüksek miktarda kum miktarı içeren sondaj çamuru zaman içerisinde kule
ekipmanları ile sondaj dizisi ekipmanlarının aşınmasına neden olabileceği gibi katı madde olarak
davrandığından çamur ağırlığını artıracak ve reolojik değerleri de yükseltecektir. Kum miktarını
düşürmek ve olası sorunları en aza indirgemek için katı madde ekipmanlarının etkili olarak
kullanılması gerekmektedir.

34

5.6.2. Çamurun Kimyasal Özellikleri ve Testleri
pH

Çamurdaki hidrojen iyonu konsantrasyonunu gösterir. pH kağıdı veya pH metre ile hesaplanabilir.
Çamurun kimyasal olarak stabil olması ve içerdiği polimerlerin daha iyi çalışması için genellikle
pH’ın 9.5-10.5 aralığında tutulması idealdir.

Alkalinite

Üç ana alkalinite değeri vardır: Pm (çamurun fenolfitaleyn alkalinitesi); Pf (filtrat fenolfitaleyn
alkalinitesi) ve Mf(filtrat metiloranj alkalinitesi). Filtrat ve çamurun alkalinite değerlerini
hesaplamada kullanılan indikatörler fenolfitaleyn ve metiloranj olduğundan bu isimler ile
adlandırılmıştır. Fenolfitaleyn alkalinitesi çamur veya filtratın pH’ını 8.3 değerine düşürmek için
kullanılan 0.2 N sülfürik asitin ml cinsinden miktarını gösterir. Benzer şekilde filtratın metiloranj
alkalinitesi ise filtratın pH’ını 4.3 değerine düşürmek için kullanılan 0.2 N sülfürik asitin mililitre
cinsinden miktarını gösterir.

Pm çamurda bulunan çözünmemiş kireç miktarını (depo kireç) hesaplamak için kullanılır. Özellikle
çimento sondajlarında bu değerde bir artış gözlemlenebilir. Zaman içerisinde çamur pH’ının
düşmesiyle depo kireç çözünerek kalsiyuma dönüşür. Kireç çamuru gibi sistemler dışında
kirliliğine neden olduğundan takip edilmesi ve ıslahının yapılması gerekmektedir.

Pf ve Mf değerleri ile hesaplanan karbonat-bikarbonat miktarı ve çamurdaki dengesi ayrıca takip
edilmeli ve olası kirlilikler giderilmelidir.

Tuzluluk

Sondaj çamurunda bulunan klor konsantrasyonunu gösterir. Klor miktarı hesaplanması için
0.0282 N veya 0.282 N gümüş nitrat çözeltisi ile potasyum kromat indikatörü kullanılarak klor
testi yapılır. Öncelikle 1 ml filtratın pH değeri 8.3’e indirilir, 25-30 ml saf su ve 5-6 damla potasyum
kromat indikatörü ilave edildikten sonra 0.0282 N veya 0.282 N gümüş nitrat çözeltisi titrasyon
yöntemi ile çözeltiye eklenir. Karışımın rengi kiremit kırmızısına döndüğü noktada titrasyon
durdurulur. 0.0282 N gümüş nitrat için 1000; 0.282 N gümüş nitrat için ise 10000 çarpanı ile
çamurun klorür konsantrasyonu mg/lt cinsinden hesaplanır.

Çamurun tuzluluğu, su bazlı korumalı çamurların hazırlanmasında kullanılan sodyum klorür veya
potasyum klorürden kaynaklanabileceği gibi; sondajı yapılan formasyonlar da (tuz domu, tuz
bandı) çamur tuzluluğunu artırabilir. Eğer sondajı yapılacak formasyon tamamına yakın tuz
domlarından oluşuyor ise doymuş veya aşırı doymuş tuz sistemleri kullanılmalıdır.

Kalsiyum ve Toplam Sertlik

İki değerlikli katyonlardan olan ve en çok rastlanan kalsiyum ile magnezyum iyonlarının çamur
içeresindeki konsantrasyonları belirli aralıklarda tutulmalıdır. Aksi halde bentonit, kil ve
polimerler üzerinde kirlilik yaratarak çamurun kimyasal dengesini bozabilir. Hazırlama suyu

35

içerisinde bulunabileceği gibi jips-anhidrit formasyonlarının veya çimentonun kazılması sırasında
çamura yüksek miktarda kalsiyum bulaşabilir. Kalsiyum konsantrasyonu hesaplanması için 25-30
ml saf suya 3 ml 1N sodyum hidroksit ve 1 ölçek kalsiyum indikatörü (calver) ilavesi ile mavi renk
elde edilir. Sonrasında 1 ml çamur filtratı ilavesi ile pembe renk elde edilir. Karışım rengini
tekrardan maviye döndürmek için verilen versenate çözeltisi (2 EPM veya 20 EPM) miktarı
kaydedilir. Kullanılan versanete hacmi eğer çözelti 2 epm ise 40 ile, 20 epm ise 400 ile çarpılarak
mg/lt cinsinden kalsiyum konsantrasyonu hesaplanır. Aynı şekilde toplam sertlik testinde ise
magnezyum ve kalsiyum toplam konsantrasyonu hesaplanabilir. Toplam sertlik testi için 25-30 ml
saf suya 10 damla versanate sertlik tampon çözeltisi ve 8 damla versenate sertlik indikatör
çözeltisi ilave edilir. Sonrasında oluşan mavi renk 1 ml çamur filtratı ile pembeye dönüştürülür.
Karışımın tekrardan mavi renge dönmesi için gerekli versenate çözeltisi ile aynı kalsiyum
testindeki gibi toplam sertlik konsantrasyonu hesaplanabilir.

Metilen Mavi Kapasitesi (MMK)

Çamur içerisinde bulunan katı maddeler farklılık gösterebileceği gibi bu katı maddelerin katyon
değiştirme istekleri de değişiklik gösterebilir. Çamur içerisindeki katı maddeler ne kadar katyon
değiştirmeye istekli (aktif) ise, metilen mavisi değeri de o kadar fazla olacaktır. MMK çamur katkı
malzemelerinden olan bentonit ile sağlanabileceği gibi sondajı yapılan formasyondan çamura
karışan katı maddelerden de gelebilmektedir. Eğer sondajı yapılan formasyon aktif kil veya şeyl
içeriyorsa MMK hızla artacak ve çamurun fiziksel-kimyasal özelliklerini hızla değiştirecektir.
Sondaj süresince MMK yakın takip edilmeli ve kontrol altında tutulmalıdır. Metilen mavisi testi
(MBT) için 10 ml saf su, 2 ml çamur, 15 ml %3’lük hidrojen peroksit ve 0.5 ml 5N sülfürik asit
erlenmeyere konularak 10 dakika kaynatılır, sonrasında 50 ml’ye kadar saf su ile tamamlanır.
Karışıma metilen mavisi çözeltisi ilave edilerek, her 0.5 ml’de bir 1 damla karışım filtre kağıdına
damlatılır. Bu işleme devam edildikçe görüleceği üzere bir noktadan sonra oluşan koyu mavi
dairenin çevresinde açık mavi bir halka oluşacaktır. O noktada çamurun içerisinde bulunan tüm
aktif killerin metilen mavisi ile boyanacak ve fazla boya daire dışına çıkacaktır. İlave edilen metilen
mavisi değeri (ml) 2.5 ile çarpılarak ise libre/varil (ppb) cinsinden MBT değerini elde edilir.

5.7. Sondaj Çamurunun Hazırlanması
Sondaj çamuru, kule tank sistemindeki tanklarda “hopper” (Şekil 30) vasıtasıyla hazırlanır.
Hazırlanacak çamur kompozisyonunun belirlenmesinin ardından çamurun baz fazı olan sıvı (su,
petrol vs.) tanklara alınır ve hazırlanacak çamur tipine ve çamurun istenilen fiziksel/kimyasal
özelliklerine göre gereken katkı maddeleri hopper vasıtasıyla baz sıvıya eklenir. Hazırlanacak
çamurun homojen olması ve etkili karışması için bu işlem sırasında kullanılacak malzemelerin
sırası ve ilave süreleri göz önüne alınmalıdır. Örneğin spud çamuru veya lignosülfonat çamurunun
hazırlanması için öncelikle su ile bentonitin karıştırılması ve bentonitin 6-8 saat süre ile şişmesi
(hidrasyon) beklenmeli ve diğer katkı malzemeleri daha sonra ilave edilmelidir. Bir diğer örnek
olarak ağırlaştırılmış çamurların hazırlanması esnasında kullanılacak barit, kalsiyum karbonat
benzeri katı maddelerin çamura ilavesinin viskozite yapıcı malzemelerden sonra yapılması
gerekmektedir. Bu yöntem ile katı maddelerin tank tabanına çökelmesi engellenebilir. Ayrıca
homojen bir çamur hazırlamak için tank karıştırıcıları ve tabanca hatları çalıştırılmalıdır.

36

Çamur hazırlanması işleminde görev alacak personel kullanılacak tüm kimyasallar hakkında
bilgilendirilmeli ve tüm kişisel koruma donanımlarını eksiksiz kullanmalıdırlar. Zararlı
kimyasallarla herhangi bir temas halinde olabilecek en kısa sürede kullanılması için tankların ve
hopper sisteminin yakınlarında göz banyosu ve duş bulunmalı, gerekli müdahaleler anında
yapılmalıdır.

Şekil 30. Hopper santrifüjleri ve hunileri.
5.8. Katı Madde Kontrolü
Sondaj süresince, kazılan formasyon doğrultusunda, sondaj çamuru içeresindeki kesinti miktarı
artacaktır. Çamur içerisinde artan katı madde ile birlikte çamur ağırlığı da artacağı gibi kesintinin
yapısına göre reolojik, kimyasal ve fiziksel özelliklerde de değişimler meydana gelecektir.
İstenmeyen bu değişimleri minimumda tutmak için sondaj çamuru içerisindeki istenilmeyen katı
maddenin (formasyon kesintileri) olabilen en kısa sürede sirkülasyon sisteminden çıkarılması
gerekmektedir. Bu kesintilerin çamurdan ayrışmasını sağlayan ekipmanların tamamına katı
madde kontrol ekipmanları adı verilmektedir. Kuyudan yüzeye çıkan çamur ve kesintilerin ilk
karşılaştığı katı madde kontrol ekipmanları eleklerdir. Üzerlerine takılmış olan elek telleri farklı
boyutlarda olup çalışma prensipleri temelde yüzey alanına dökülen çamura titreşim vererek
çamurun tellerden geçip sirkülasyon sisteminde kalmasını, büyük boyutlardaki kesintileri ise
geçirmeyip sirkülasyon sisteminden dışarı atılmasını sağlamaktır. Elek telleri (Şekil 31) ise farklı

37

boyutlarda olup atılması istenilen kesinti boyutlarına göre seçim yapılmaktadır. Bu seçimi
yaparken kulede bulunan elek sayısı, sondaj debisi, ilerleme hızı, çamur reolojisi vs gibi etmenler
göz önüne alınmalıdır.

Şekil 31. Elek (Derrick, FC-2000) ve elek telleri (140 API piramit).
Daha küçük ve hala istenmeyen kesintilerin sirkülasyon sistemininden atılması için kullanılan
ikincil ayrıştırıcı, çamur temizleyicisidir (mud cleaner). Genellikle üzerlerinde kum ayrıştırıcı
(desander) ve silt ayrıştırıcı (desilter) bulunmaktadır. Farklı boyutta kesintileri uzaklaştırmak için
farklı boyutlarda hidrosiklonlardan tasarlanmış bu sistem belirli bir debi ile çalıştırıldığında çamur
ve kesintileri ayrıştıracak ve çamuru sistemde tutup küçük boyutlu kesintileri sistemden atacaktır.
Genellikle kum ve silt ayrıştırıcıların hemen altlarında bir elek daha bulunur ve kum ile silt
ayrıştırıcıdan geçmiş katı atıklar isteğe bağlı olarak tekrardan elekten geçirilebilir. Kum ve silt
ayrıştırıcıların sistemden ayıramadığı daha küçük tanecik boyutlu katı maddeleri sirkülasyon
sisteminden uzaklaştırmak için dekantörler (decander) kullanılır. İçersine giren çamura yüksek
miktarda G kuvveti uygulayarak katı maddeleri çamur içerisinden uzaklaştırma konusunda en
etkili ekipmanlar dekantörlerdir. 2 mikron boyutundan küçük olan ve koloidal olarak adlandırılan
ufalanmış kesintilerin sistemden uzaklaştırılması için ise daha kompakt sistemler
kullanılmaktadır. Bu ufalanmış katılar polimerler yardımı ile flaküle edilerek bir araya getirilmesi
suretiyle dekantörlerin atabileceği boyutlara ulaşabilmektedir. Katı madde kontrolü ekipmanları
sondaj çamurunun stabil kalması için en etkili şekilde kullanılmalıdır. Kum ve silt ayrıştırıcılar Şekil
32’de, dekantör ise Şekil 33’de gösterilmektedir.

38

Şekil 32. Kum ayrıştırıcı (10” hidrosiklon) ve silt ayrıştırıcı (3” hidrosiklon).

Şekil 33. Dekantör (Derrick DE-1000 GBD).

39

6. Muhafaza Borusu ve Çimentolama

6.1. Muhafaza Borusu
Muhafaza boruları (casing); bir kuyunun, aynı basınç profili ile kazılması mümkün olmayan
bölümlerinin birbirinden izlole bir şekilde kazılabilmesi için kullanılan bariyerlerdir. Muhafaza
boruları, yüzeye kadar veya liner olmak üzere iki şekilde kullanılır.
Yüzeye kadar olan muhafaza boruları, izole edilmek istenen kısmından (kuyunun o anki son
derinliğinden) kuyu başına kadar uzanacak şekilde inilir ve kuyu başına asılır.
Liner şeklinde kullanılan muhafaza boruları ise izole edilmek istenen kısımdan (kuyunun o anki
son derinliğinden) bir önceki muhafaza borusu dizisi içerisinde belirlenen bir noktaya kadar uzanır
ve bu noktaya liner hanger kullanılarak asılır. Böylece, bazı kuyu dizaynlarında, kullanılan
muhafaza borusu miktarı önemli ölçüde azaltılabilmektedir.

Şekil 34.Yüzeye kadar ve liner muhafaza borusu dizisi.
6.1.1. Muhafaza Borusu Dizaynı Temel Prensipleri
Muhafaza borusu dizaynı yapabilmek için gerekli veriler formasyon basınç (pore pressure) ve
formasyon çatlama (fracture) gradientleridir. Daha önce birçok kuyunun kazılmış olduğu
sahalarda bu veriler net bir şekilde mevcutken arama ve keşif kuyularında sismik araştırmalar ve
noktaya en yakın kazılmış kuyulardan elde edilen bilgiler birleştirilerek elde edilen tahmini veriler
kullanılmaktadır.

40

Muhafaza borusu dizaynı yapılırken temel prensip, kuyunun aynı basınç profili ile kazılamayacak
bütün bölümlerini izole edecek en az sayıda muhafaza borusu dizisi kullanmaktır. Bu prensip
doğrultusunda dizayn yapmak için iki ana yöntem vardır.

6.1.1.1. Yukarıdan aşağı (top to bottom) dizayn:
• Dizayna A noktasından sabit gradyanda formasyon basıncı eğrisine kadar Y ekseninde bir

çizgi çekerek başlanır. B noktası ilk muhafaza borusu derinliğidir.
• B noktasından sabit derinlikte formasyon çatlama basıncı eğrisine kadar Y ekseninde bir

çizgi çekilir. C noktası bir sonraki kısımda kullanılması gereken sondaj çamuru ağırlığını
gösterir.
• C noktasından sabit gradyanda formasyon basıncı eğrisine kadar Y ekseninde bir çizgi çekilir.
D noktası ikinci muhafaza borusu iniş derinliğidir.
• D noktasından sabit derinlikte formasyon çatlama basıncı eğrisine kadar Y ekseninde bir
çizgi çekilir. E noktası bir sonraki kısımda kullanılması gereken sondaj çamuru ağırlığını
gösterir.
• E noktasından sabit gradyanda kuyu için planlanan son derinliğe kadar Y ekseninde bir çizgi
çekilir. F noktasına ulaşan bu çizgi formasyon çatlama basıncı gradyanını kesmediği kuyu bu
çamur ağırlığı ile tamamlanabilir. Ancak kuyunun üretime alınabilmesi içi son derinliğe bir
muhafaza borusu dizisi inilmesi gerekli olduğundan F noktası üçüncü muhafaza borusu iniş
derinliğidir.
• Bu örnek dizayna göre toplam üç muhafaza borusu dizi ile kuyu kazılabilir. Dizilerin
indirilmesi gereken derinlikler sırasıyla 3000 feet, 6000 feet ve 1200 feet dir.

Şekil 35. Muhafaza borusu yukarıdan aşağı dizayn yöntemi.

41

6.1.1.2. Aşağıdan yukarı (bottom up) dizayn:
• Dizayna A noktasını son muhafaza borusu iniş derinliği seçerek başlanır.
• A noktasından sabit gradyanda formasyon çatlama basıncı eğrisine Y ekseninde bir çizgi

çekilir. B noktası bir önceki muhafaza borusu dizisi için iniş derinliğidir. Bu diziyi daha sığ bir
noktaya indirmek, sondaj operasyonu sırasında kuyu cidarının çatlamasına sebep olabilir.
• B noktasından sabit derinlikte formasyon gözenek basıncı eğrisine kadar X ekseninde bir
çizgi çekilir. C noktası bir önceki kısım için kullanılması gereken sondaj çamuru ağırlığı
değerini gösterir.
• C noktasından sabit gradyanda formasyon çatlama basıncı eğrisine Y ekseninde bir çizgi
çekilir. D noktası bir önceki muhafaza borusu dizisi için iniş derinliğidir.
• D noktasından sabit derinlikte formasyon gözenek basıncı eğrisine kadar X ekseninde bir
çizgi çekilir. E noktası bir önceki kısım için kullanılması gereken sondaj çamuru ağırlığı
değerini gösterir.
• E noktasından sabit gradyanda formasyon çatlama basıncı eğrisine Y ekseninde bir çizgi
çekilir. Bu çizgi formasyon çatlama basıncı eğrisini kesmediği için başka bir muhafaza borusu
dizisine ihtiyaç duyulmamaktadır. Bu çizginin 0 feet derinlikteki değeri (F noktası) kuyunun
başlangıç kısmında kullanılması gereken çamur ağılığı değerini gösterir
• Bu örnek dizayna göre toplam üç muhafaza borusu dizi ile kuyu kazılabilir. Dizilerin
indirilmesi gereken derinlikler sırasıyla 1800 feet, 4000 feet ve 1200 feet dir.

-
Şekil 36. Muhafaza borusu aşağıdan yukarı dizayn yöntemi.

Aynı örnek basınç profili için yapılan dizaynlarda her iki yöntem için de üç muhafaza borusu dizisi
gerekli görülmüştür. Gerekli dizi sayısı aynı olsa da iniş derinlikleri dizaynlara göre farklılık
göstermektedir. Hangi dizayn ile devam edileceğine karar verildikten sonraki aşamada formasyon

42

basınçları ve dizi ağırlıkları göz önünde bulundurularak hangi muhafaza borusu tipinin
kullanılacağına karar verilerek dizayn tamamlanır.

6.2. Çimentolama
Muhafaza borusu (casing) çimentolama operasyonunun temel amacı: kuyuya inilen muhafaza
borusu ile formasyon arasında kalan bölgenin (casing annülüsü) yüzey ve bir sonraki kazılacak
olan kısım ile bağlantısını keserek, bu alanı izole etmektir. Çimento operasyonu çeşitleri genel
olarak tek kademe ve çift kademe çimento operasyonları olmak üzere ikiye ayrılır.

6.2.1. Tek Kademe Çimento Operasyonu:
Tek kademe çimento operasyonu en yaygın olarak kullanılan çimento operasyonu tipidir. Bu
operasyon için gerekli olan temel ekipmanlar float collar ve float shoe (Şekil 37)’dur. Float shoe,
muhafaza borusu dizisinin en alt kısmına bağlanır. Float collar’ın yeri ise operasyonel
gerekliliklere göre değişiklik göstermekle beraber, genel olarak float shoe’nun 10-20 metre
üzeridir. Float shoe ile float collar arasındaki mesafe shoe track olarak tanımlanır. Float collar ve
float shoe temel olarak içlerinde check valf bulunduran ve operasyon sonrası geri akışı engelleyen
ekipmanlardır.

Şekil 37. Float collar ve float shoe.
Float shoe ve float collar’a ek olarak çimentolama operasyonu sırasında kullanılan, farklı
akışkanları birbirinden ayırmak amacıyla alt tapa ve üst tapa da kullanılır (Şekil 38).
Alt tapa, orta kısmında basınç altında patlayarak içerisinden akışkanın (genel olarak çimento)
pompalanmasına izin verir. Üst tapa ise sabit konuma geçtikten sonra akışa izin vermemektedir.

43

Şekil 38. Çimento operasyonlarında kullanılan alt ve üst tapa.

6.2.1.1. Tek Kademe Çimento Operasyonu Prosedürü
Muhafaza borusu planlanan derinliğe indirildikten sonra, uygun çimentolama kafası (muhafaza
borusu üst kısmına bağlanarak çimentolama operasyonu yapılmasına olanak sağlayan ekipman)
bağlanır. Çimento operasyonu için gerekli hazırlıklar yapılır. Takip eden temel adımlar izlenir:

• Çimentolama operasyonu öncesi kuyu içerisinde kalan kesintileri temizlemek için gerekli
parametre ve süreçte muhafaza borusu içerisinden sirkülasyon yapılır.

• Alt tapa düşürülerek çimentolama operasyonuna başlanır, alt tapanın düşürülmesinin
ardından belirlenen miktarda spacer akışkanı (spacer akışkanının temel görevi çimento ile
sondaj çamuru arasından bir bariyer oluşturarak çimentonun yapısının bozulmasını
engellemektir) pompalandıktan sonra, çimento pompalanmaya başlanır. Alt tapa,
muhafaza borusu içerisinde ilerleyerek float collara ulaştığında, az bir basınç ile patlar ve
içerisinden spacer ile çimento akışkanlarının geçerek kuyu içerisine ulaşmasına izin verir.

• Belirlenen miktarda çimento pompalandıktan sonra üst tapa düşürülerek öteleme işlemine
geçilir. Üst tapayı ötelemek için genellikle sondaj çamuru kullanılır. Üst tapa ötelenirken
öteleme hacminin önceden hesaplanması ve öteleme (çimentolama kafasından float
collar’a kadar olan muhafaza borusunun iç hacmi) sırasında bu hacmin geçilip
geçilmediğinin takip edilmesi oldukça önemlidir. Üst tapa float collar’a yaklaştığında,
pompalama hızı düşürülerek basınç saati gözlenir. Tapa, float collar’a ulaştığında akış yolu
kesileceği için, basınç saatinde bir artış gözlenecektir. Bu esnada basınç, belirlenen bir
değere kadar yükseltilerek, muhafaza borusunun bütünlüğü test edilebilir.

• Üst tapanın oturtulmasının ardından, basınç yavaşça blöf edilerek geri akış kontrolü yapılır.
Float shoe ve float collar üzerindeki valfler sağlıklı bir şekilde çalışıyorsa herhangi bir geri
akış gözlenmeyecektir. Geri akış gözlenmesi durumunda basınç belirlenen bir değere tekrar
yükseltilerek tapa yerine tekrar oturtulur ve çimento donma süresi bu şekilde beklenir.

• Hesaplanan öteleme hacmi kadar çimento basıldığında üst tapanın oturduğu gözlenmez ise;
tapa düşmemiş, öteleme hacmi yanlış hesaplanmış (pompa verimi, gömlek çapı, yüzey

44

hatları, muafaza borusu iç çapı vs.) veya yüzey hatlarında kaçak oluşmuş olabilir. Üst tapanın
oturduğunun gözlenmemesi durumunda, shoe track hacminin belirlenen bir kısmı kadar
ötelemeye devam edilir. Tapa hala oturmaz ise, öteleme durdurulur ve çimento operasyonu
tamamlanır. Çimento operasyonu yapılırken çimento asla float shoe’u geçecek kadar
ötelenmemelidir.
• Shoe track in gereğinden uzun olması öteleme sırasında avantaj sağlasa da operasyon
sonrasında yapılacak olan çimento sondajının uzamasına ve kullanılması gereken çimento
miktarının artmasına sebep olmaktadır. Bu sebeple, shoe track için operasyon gereklilikleri
göz önünde bulundurularak optimum bir değer belirlenmesi önemlidir.
• Üst tapanın oturtulması ile teorik olarak çimento operasyonu tamamlanır ve çimento
donması için beklemeye geçilir.

6.2.1.2. Çift Kademe Çimento Operasyonu Prosedürü
Çift kademe çimento operasyonları, kuyunun iki farklı bölümüne, farklı ağırlıkta çimento
kullanmak veya kuyunun belirlenen bir noktadan itibaren üst kısmını çimentolamadan önce, alt
kısmını ayrı olarak çimentolamak için kullanılan bir yöntemdir. Çift kademe çimento operasyonu
gerçekleştirebilmek için; tek kademe çimento operasyonunda ihtiyaç duyulan malzemelere ek
olarak, DV tool ve yardımcı ekipmanları gereklidir. DV tool isteğe göre açılan ve muhafaza borusu
üzerinde yerleştirildiği konumdan kuyu ile bağlantı sağlanmasına ve akışa izin veren bir
ekipmandır.

Şekil 39. DV tool ve yardımcı ekipmanları.
Çift kademe çimento operasyonu, birinci kademe ve ikinci kademe çimento operasyonu olmak
üzere iki aşamadan oluşur.
Çift kademe çimento operasyonu aşağıdaki amaçlar için uygulanabilir:

45

• Kaçak riski taşıyan zayıf formasyonlarda kaçak riskini azalmak.
• Uzun metrajların çimentolanması sırasında yüksek basınç değerlerini azaltmak.
• Uzun çimento operasyonlarında çimento donma süresinin yaratabileceği problemlerden

kaçınmak.

Birinci kademe çimento operasyonu, bağımsız bir tek kademe çimento operasyonudur. “Tek
Kademe Çimento Operasyonu” başlığı altında bahsedilen adımlardan farkı: alt tapanın
kullanılmaması ve üst tapanın DV tool içerisinden geçebilecek esnek yapıya sahip ama aynı amaca
hizmet eden bir tapa ile değiştirilmesidir. Alt tapa kullanılmadığında çimento akışkanı ve kuyu
içerisinde yer alan çamur arasındaki bariyer görevini spacer akışkanı üstlenir.

Birinci kademe çimento operasyonunun tamamlanmasının ardından DV tool’un portları açılarak
kuyu sirkülasyona alınır ve birinci kademe çimentonun donma süresi beklenir.

DV tool portlarını açmak için genel olarak DV opening bomb adı ile anılan, dart şeklinde kullanılan,
DV tool’a özel bir ekipman kullanılır. DV openning bomb, muhafaza borusu ve dizisi içerisinden
serbest düşüşe bırakılarak DV tool’a ulaşması gereken süre kadar beklenir. DV opening bomb’un
DV tool’a ulaşarak yuvasına oturmasının ardından gerekli basınç (genel olarak 1000-1500 psi)
uygulanarak yatak pinlerinin kırılması ve portların açılması sağlanır.

İkinci kademe çimento operasyonu (Şekil 40):

• Birinci kademenin tamamlanması ve çimento donma süresinin beklenmesinin ardından,
spacer akışkanı pompalanmaya başlanır.

• Spacer akışkanını takiben belirlenen hacim kadar cimento ile DV kapatma tapası
düşürülerek öteleme işlemine geçilir.

• Tapa DV tool’a kadar ötelendikten sonra, oturma, basınçtaki yükselme ile teyit edilir. 1000–
1500 psi basınç uygulanarak DV tool’un portları
kapatılır.

• Basınç blöf edilerek geri akış kontrol edilir. Geri akış
olması durumunda dizi tekrar basınçlandırılarak, tapa
yerine oturtulur. Çimento donması bu şekilde
beklenir.

• Geri akış yok ise, basınç dikkatlice blöf edilir ve
çimento donması için beklemeye geçilir.

7. Matkaplar ve Çeşitleri Şekil 40. Çift kademe çimentolama
operasyon prosedürü.
Petrol, doğalgaz ve jeotermal sondaj operasyonlarında
yaygın olarak kullanılan matkap çeşitleri temel olarak ikiye
ayrılır.

46

7.1. Roller Cone matkaplar
En yaygın olarak kullanılan matkap tipidir. Genel olarak matkap gövdesine yerleştirilmiş üç adet,
dizi ile beraber dönen ve üzerinde kesici dişleri taşıyan konik yapılı elemandan oluşur. Roller cone
matkaplar, matkap dişlerinin üretim biçimine göre kendi içinde standart ve insert matkaplar
olmak üzere ikiye ayrılır (Şekil 42). Standart matkaplarda dişler, konik yapının gövdesinin bir
parçası olarak üretilirken; insert matkaplarda, dişler gövdeden tamamen bağımsız olarak farklı
malzemelerden (genellikle tungsten karbür) üretilerek gövdeye monte edilir. Standart matkaplar
genellikle daha büyük dişlere sahip matkaplardır ve yumuşak formasyonlar için tercih edilirler.
İnsert matkaplar ise daha küçük ve dayanıklı dişlere sahip ve daha sert formasyonlara uygun
matkaplardır. Roller cone matkapların formasyonu parçalama mekanizması ezme (crushing) ve
küreme (shoveling) etkisine dayanır.

Şekil 41. Standart ve insert roller cone matkap.
7.2. PDC matkaplar
Polycrystalline diamond compact’ın kısaltmasıdır. PDC matkapların (Şekil 43) kesici elemanları,
içerisinde yapay veya doğal elmas bulundurur. Roller cone matkapların aksine bu matkaplar
üzerinde herhangi bir hareketli parça yer almaz. PDC matkapların formasyonu parçalama
mekanizması kazıma (shearing) etkisine dayanır.

47

Şekil 42. PDC matkaplar.

7.3. Diğer matkap türleri
Petrol ve doğalgaz sektöründe giderek yaygınlaşan bir diğer matkap türü de hibrit matkaplar’dır.
Hibrit matkaplar hem roller cone hem de PDC matkap özelliklerini bir arada gösteren, iki matkap
türünün de kesici elemanlarını gövdesinde bulunduran matkap tipleridir. Buna ek olarak,
impregnated ve hammer matkaplar da bazı operasyonlarda tercih edilmektedir. Impregnated
matkaplar, elmas bileşenli gövdeye sahip olan, yapısında harici bir kesici elaman bulundurmayan
ve formasyonu parçalamak için matkap gövdesi şekillendirilerek üretilen kesici kullanan
matkaplardır. Hammer matkaplar, formasyonu darbe etkisi ile parçalayan matkaplardır.

Şekil 43. Hibrit, impregnated ve hammer matkaplar.

48

7.4. IADC matkap kodları
Petrol ve doğalgaz endüstrisinde farklı üreticiler tarafından üretilen roller cone matkapların genel
bir skalada değerlendirilebilmesi için, IADC (International Association of Drilling Contractors)
tarafından, rakamlardan oluşan, 3 haneli bir kodlama sistemi oluşturulmuştur. Bu kodlama
sisteminde, birinci hane matkabın serisini temsil eder. 1’den 8’e kadar değer alabilen bu hanede
1 ve 3 arasındaki rakamlar standart matkapları temsil eder. 1 en yumuşak formasyonlar için
üretilmiş, en büyük diş yapısını temsil ederken; 3, en sert formasyonlar için üretilmiş, en küçük
dişli standart matkapları temsil eder. Kodlamanın birinci hanesinde bulunan 4 ve 8 sıkalasındaki
değerler ise insert matkapları temsil eder. 4 en yumuşak formasyonlar için üretilmiş, büyük diş
yapılı insert matkapları; 8 ise en sert formasyonlar için üretilmiş, en küçük dişli insert matkapları
temsil eder. 1‘den 4 ‘e kadar değer alabilen ikinci hane ise matkap tipini temsil eder. Standart
veya insert olmasına bakmaksızın, matkabın hangi sertlikte (1 en yumuşak, 4 en sert) bir
formasyon için üretildiğini gösterir. Kodlamadaki 3. hane roller cone rulmanının karakteristiğini
yansıtır. 1 ile (en temel rulman tipi) başlayarak 7 (en kompleks rulman tipi)’ye kadar uzanır.
Günümüzde, üretilen matkap çeşitleri çok fazla olduğu için; IADC matkap kodlama sistemi
yetersiz kalmaktadır. Bu sebeple matkap üreticileri, IADC kodlama sisteminin yanı sıra kendi
matkapları için kendi markalarına özgü kodlama sistemleri de kullanmaktadır.

7.5. Matkap değerlendirme
Matkaplar kuyudan çıktıkları anda matkap değerlendirme sistemine göre değerlendirilirler.
Matkapların değerlendirilmesi seçilen matkabın kuyuya uygunluğunun, tekrar kullanılıp
kullanılamayacağının ve kullanılan sondaj parametrelerinin etkisinin anlaşılması açısından
oldukça önemlidir.

Şekil 44. Matkap değerlendirme sistemi.
IADC matkap değerlendirme sisteminde sekiz basamaklı bir değerlendirme prosedürü izlenir:
1. Birinci basamak (I – Inner Rows): matkabın iç kısımda yer alan dişlerinin aşınma miktarı 1 ile

8 arasında değerlendirilir.

49