1

BATMAN ÜNİVERSİTESİPETROL VE DOĞAL GAZ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİTİRME TEZİ KONU BAŞLIĞI

Hazırlayan,

?????

?????

Batı Raman KampüsüMayıs, 2017

BATMAN ÜNİVERSİTESİPETROL VE DOĞAL GAZ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

2

Bitirme Tasarım Projesi Danışmanlığını yaptığım ??????? okul numaralı İsim SOYİSİM, ??????? okul numaralı İsim SOYİSİM ve ??????? okul numaralı İsim SOYİSİM tarafından hazırlanan “Bitirme Tasarım Projesi Konu Başlığı” konulu bitirme tasarım projesi tarafımdan incelenmiş ve istenen niteliklere uygun bulunmuştur.

??/05/2017

Yrd.Doç.Dr. Tuna ErenBitirme Tasarım Projesi Danışmanı

Danışmanı tarafından kabul edilen bitirme çalışması, tarafımca incelenmiş ve sınavagirmesi uygun bulunmuştur.

??/05/2017

Prof.Dr. Hakan Çoban Bölüm Başkanı

Öğrenci Adı Soyadı’nın Bitirme Tasarım Projesi Sınavı tarafımızdan yapılmış vekendisi başarılı bulunmuştur.

SINAV JÜRİSİ

Ünvanı, Adı ve Soyadı Tarih İmza1. ........................................................................... ..............................................2. ........................................................................... ..............................................3. ........................................................................... ..............................................4. ........................................................................... ..............................................

3

ÖZET

Çalışma özeti.

4

ABSTRACT

Abstract.

5

İÇİNDEKİLER

TABLO LİSTESİ

Tablo 1.1 : xxxx

6

ŞEKİL LİSTESİ

Şekil 1.1 : xxx

7

TEŞEKKÜR

Öncelikle bu çalışmaya en başından beri vaktini ayırıp bizimle bu yolda ilerlemeyi kabul eden ve bizi bugünlere deneyimleriyle ulaştıran Yard. Doç. Xxxxx xxxxx hocamıza, lisans eğitimimiz boyunca derslerine dahil olup bilgilerinden faydalandığımız ve hayatımızın bundan sonraki akışına yadsınamaz derecede etki edecek olan mesleki bilgileri sabırla bize aşılayan bütün bölüm elemanlarına teşekkürü bir borç biliriz.

Ve tabiki teşekkürlerin en büyüğü, uzun yıllar süren eğitim hayatımızda maddi manevi hiçbir destekten kaçınmayan, güvenilir gölgesi üzerimizden hiç eksilmeyen ve eksilmemesini dilediğimiz ailelerimize…

İsim SOYİSİM

İsim SOYİSİM

İsim SOYİSİM

8

1. GİRİŞ

Jeotermal enerji, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş basınç altındaki sıcak

su, buhar, gaz veya sıcak kuru kayaçların içerisindeki ısı enerjisidir. Yağmur ve kar

suları yerkabuğundaki çatlaklardan yer altına süzülerek, magmanın ısıttığı kayalık

katmanlara ulaşarak ısınır. Isınan sular, sıcak su kaynakları, buhar veya sıcak su-

buhar karışımı olarak yeryüzüne ulaşır. Bir başka ifadeyle, jeotermal enerji,

yaratılıştan depo edilmiş "yerküre ısısı" olarak da tarif edilebilir.

Jeotermal enerji sıcaklığına bağlı olarak, başta konut ısıtması olmak üzere elektrik

üretimi, sera ısıtması, termal turizm-tedavi ve endüstri gibi birçok alanda

kullanılmaktadır. Türkiye’de ısıtma amaçlı olarak jeotermal enerjinin kullanıldığı

bölgeler arasında Balçova, Afyon, Kırşehir, Simav, Gönen ve Kızılcahamam

sayılabilir. Sıcak jeotermal akışkan soğuk kış dönemlerinde rezervuardan üretilerek

konutların ısıtılması sağlanmaktadır. (Sarak ve diğ., 2005)

2. xxxxx

xxxx

2.1 xxxx

xxxx.

2.2 xxxx

9

xxxx.

3. xxxxx

xxxxx.

3.1 xxxx

a) xxxx

10

a) 1-Tank Modeli

b) 2-Tank Modeli (açık)

c) 3-Tank Modeli (açık)

Şekil 3.1: Modellemede kullanılan tank sistemleri

Şekil 3.1’de gösterilen tank modelleri için model giriş verisi, rezervuardan yapılan

toplam net üretim (üretim-enjeksiyon) debisi olmakla birlikte; model çıktısı ise

verilen net üretim debi tarihçesine karşılık rezervuarda gözlemlenecek basınç veya su

seviyesi değişimi verileridir. xxxx

x

4. SAHA UYGULAMALARI

xxxx

11

xxx RMS değeri, gözlemlenen veriler ile modelden elde edilen verilerin farklarının

karelerinin toplamının veri noktası sayısına bölümünün kareköküdür (Denklem 4.1).

xx.

RMS=√∑1

n

¿¿¿¿¿ (4.1)

xxxxYapılan modelleme çalışmasından elde edilen model parametreleri Tablo 4.1’de

ve elde edilen tarihsel çakıştırma grafikleri Şekil 4.3, 4.4 ve 4.5’de verilmiştir.

.

Tablo 4.1: Hofsstadir saha verileri ile tank modellerinin çakıştırılması sonucu tahmin

edilen model parametreleri.

1 tank 2 Tank Açık

2 Tank Kapalı

3 Tank Açık

3 TankKapalı

κr

1.239e+8(∓

8.93e+6)

1.064e+8(∓

1.453e+7)2.198e+7

(∓2.077e+6)

6.279e+6(∓1.51e+6)

1.353e+7

12

(∓.211e+6)

αr 1.913976(∓ 4.09e-2)

2.164(∓ 0.523)

3.312019(∓ 0.145)

9.999(∓ 1.454)

6.074(∓ 0.244)

κo1 1.1363e+9(∓ 3.82e+9)

6.876e+8(∓ 2.47e+7)

5.158e+7(∓ 1.01e+7)

1.605e+8(∓ 1.21e+7)

αo1 10.04(∓ 8.303)

6.049(∓ 0.680)

2.495(∓ 0.161)

κo2 2.198e+8(∓ 2.098e+7)

1.611e+9(∓

4.35e+8)

αo2 2.35(∓ 0.109)

RMS0.7748 0.751119 0.60169 0.29524 0.31725

xxxx

6.1 HACİMSEL YÖNTEM

Hacimsel yöntem kullanıldığında depolanmış termal enerji veya ısı miktarı aşağıdaki

denklemden hesaplanabilir.

Ht= ( (1−∅ )∗cs∗ρ s+∅∗cw∗ρ w )∗A∗h∗(T−Tr ) (6.1)

Burada,

A: rezervuar alanı, m²

13

Cs: kayaç katı kısmının özgül ısı kapasitesi, Kj/(kg °C)

Cw: sıcak suyun özgül ısı kapasitesi, Kj/(kg °C)

h: net rezervuar kalınlığı, m

Ht: kayaç katı kısmı ve suda depolanmış yerinde termal enerji veya ısı miktarı, Kj

T: rezervuar ortalama sıcaklığı, °C

Tr: referans veya terk sıcaklığı, °C

Ø: gözeneklilik, kesir

ρs: kayaç katı kısmının yoğunluğu, kg/m³

ρw: sıcak suyun yoğunluğu, kg/m³

Denklem 6.1’den hareketle, jeotermal sahadan yapılacak üretilebilir gücü ise

aşağıdaki denklemden hesaplayabiliriz:

PW=Toplamenerji (Ht )∗Ü retim veya kurtar ım fakt ö r ü ( Rf )∗D ön üşüm verimlili ğ i(Y )

Proje süresi (tp)

(6.2)

Burada,

PW: üretilebilir güç, MW

Rf: üretim veya kurtarım faktörü, oran

Y: dönüşüm verimliliği, oran

tp: proje süresi, saniye

Denklem 6.2’de dönüşüm verimliliği Y, jeotermal akışkandan ikinci devre akışkana

hangi oranda verimlilikle ısı transferi olacağını belirler. Proje süresi tp ise, kaç yıl

süre ile projenin gerçekleştirileceğini belirler.

Bir sonraki bölümde, belirsizliğin nasıl ve hangi yöntemlerle

sayısallaştırılabileceğine girmeden önce, belirsizliğin sayısallaştırılmasının tümüyle

öznel olduğunu belirtmek gerekir. Bununla temel nedeni, girdi parametrelerine ait

değerlerin seçiminin, eldeki mevcut veriye ve yorumcunun tecrübesine bağımlı

14

olmasıdır. Bu nedenle de, tüm yorumcular aynı tecrübe ve veriye sahip olmadığı ve

de aynı yol ile belirsizliği sayısallaştırmadığı sürece, depolanmış ısı ve üretilebilir

güç için doğru ve tek bir olasılık yoğunluk fonksiyonun belirlenmesi olası değildir.

Bir önceki paragrafta yapılan tartışmaya bağlı olarak, girdi parametreleri için belirli

bir tip olasılık yoğunluk fonksiyonu (uniform, normal, log-normal veya üçgensel,

vd.) kullanımının tercih edilmesinde ısrarcı olmak için de bir sebep olmadığını

söylemek yanlış olmaz.

xxxx

SONUÇLAR

Tank modelleriyle elde edilen basınç tahminleri ve bu tahminlerdeki belirsizliğin

değerlendirilmesi amacıyla yapılan bu tez kapsamında aşağıdaki sonuçlar elde

edilmiştir.

1. Modellemenin çalışmasının yapıldığı Hofsstadir sahası için oluşturulan tank

modelleri tablosunda RMS ve güven aralıkları incelendiğinde en uygun

modelin 3 tank açık model olduğu tespit edilmiştir.

2. Senaryo-1 için üretim debisi 19.34 kg/s, ve enjeksiyon 0 kg/s’dir. Senaryo-2

için üretim debisi 19.34 kg/s ve enjeksiyon debisi, sıcak akışkana ihtiyaç

duyulmayan zamanlarda (yaz dönemi) 8.7 kg/s (üretimin %45’i), sıcak

akışkana talebin arttığı dönemlerde (kış dönemi) 13.53 kg/s (üretimin %70’i)

enjeksiyon debisidir.

15

3. xxxx

SİMGELER VE KISALTMALAR

Pi: İlk basınç, bar

ρw: Jeotermal suyun yoğunluğu, kg/m3

t: Zaman, s

We: Enjeksiyon kütlesi, kg

Wü: Üretim kütlesi, kg

Wü,net: Net üretim kütlesi, kg

Wi: Rezervuardaki ilk kütle, kg

Wa: Akiferden rezervuara giren kütle, kg/s

Wc: İncelenen zaman aralığında rezervuardaki kütle, kg/s

we: Enjeksiyon debisi, kg/s

wü: Üretim debisi, kg/s

wü.net: Net üretim debisi, kg/s

r: Rezervuar gözeneklilik değeri

Vr: Rezervuarın kaba hacmi, m3

: Akiferin beslenme sabiti, kg/(s-bar)

: İç akifer için beslenme sabiti

: Dış akifer için beslenme sabiti

: Rezervuarın beslenme sabiti, kg/(s-bar)

16

r: Rezervuar depolama katsayısı, kg/bar

: Akifer depolama katsayısı, kg/bar

: Dış akifer depolama katsayısı, kg/bar

: İç akifer depolama katsayısı, kg/bar

Tinj: Enjekte edilen suyun sıcaklığı, 0C

A: Rezervuar alanı, m²

Cs: Kayaç katı kısmının özgül ısı kapasitesi, Kj/(kg °C)

Cw: Sıcak suyun özgül ısı kapasitesi, Kj/(kg °C)

h: Net rezervuar kalınlığı, m

Ht: Kayaç katı kısmı ve suda depolanmış yerinde termal enerji veya ısı miktarı, Kj

T: Rezervuar ortalama sıcaklığı, °C

Tr: Referans veya terk sıcaklığı, °C

Ø: Gözeneklilik, kesir

Ps: Kayaç katı kısmının yoğunluğu, kg/m³

Pw: Sıcak suyun yoğunluğu, kg/m³

Lf: Yük faktörü, kesir

PW: Üretilebilir güç, MW

17

Rf: Üretim veya kurtarım faktörü, kesir

Y: Dönüşüm verimliliği, kesir

tp: Proje süresi, saniye

Vr: Rezervuarın kaba hacmi, m3

Ar: Rezervuarı alanı, m2

g: Yerçekimi ivmesi, m/sn2

φr: Rezervuar gözenekliliği, m

Lr: Rezervuarın kalınlığı, m

Ctr: Toplam (akışkan + kayaç) sıkıştırılabilirlik, 1/bar

Ρr: Rezervuar akışkanının yoğunluğu, kg/m3

a ɑ : Rezervuarın beslenme sabiti, gr/atm-sn

ΔL: Akiferin uzunluğu, cm

k: Akiferin geçirgenliği, D

Ac: Beslenmenin gerçekleştiği kesit alanı, cm2

ρr: Rezervuar akışkanının yoğunluğu, gr/cm3

μ : Akışkanın akmazlığı, cp

18

re: Akiferin yarıçapı, cm

rw: rezervuarın yarıçapı, cm

θ : beslenme açısıdır.

KAYNAKLAR

Axelsson, Khalilabad, January 28-30, 2008. Assessment Of Hofsstadir Geothermal

system In W-Iceland” Thirty-Third Workshop on Geothermal Reservoir

Engineering Stanford University, Stanford, California.

Gaoxuan G. 2008. Assessment Of The Hofsstadir Geothermal Field, W-Iceland, By

Lumped Parameter Modeling, Monte Carlo Simulation and Test

Analysis, Geothermal Training Programme, Iceland.

Kaygan T., Serpen Ü, 2008. Jeotermal Yatırım Değerlendirilmesinde Risk Analizi,

2008)

Onur, M., Sarak, H., Türeyen, Ö. İ, Mayıs 6-9, 2009. Hacimsel Yöntemlerle Tahmin

Edilen Depolanmış Termal Enerji ve Üretilebilir Güçteki Belirsizliğin

Tayin Edilmesi, IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir.

Onur, M., Tureyen, O.I. 30 Jan. – 1 February 2006, Assessing Uncertainty in Future

Pressure Changes Predicted by Lumped-Parameter Models for Low-

19

Temperature Geothermal Systems, proceedings 31st Stanford Workshop

on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, USA.

Sarak, H., Satman, A., Onur, M., Haziran 2005 Düşük sıcaklıklı jeotermal

rezervuarlar için boyutsuz rezervuar modelleri, İTÜ Maden Fakültesi,

Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bölümü, İtü dergisi/d mühendislik,

Cilt:4, Sayı:3, 107-118..

Sarak, H., Satman, A., Onur, M. 23-26 Kasım 2005, Jeotermal Rezervuarların

Modellenmesi ve Performans Tahminlerindeki Belirsizliğin

Değerlendirilmesi, Teskon 2005, TMMO Makine Mühendisleri Odası

İzmir Şubesi, İzmir.

Sarak, H., Onur, M., Satman, A. 12-14 Mayıs, 2003, Düşük Sıcaklıklı Jeotermal

rezervuarların Modellenmesi, 14. Türkiye Uluslararası Petrol Kongresi

ve Sergisi, Ankara, 374-386.

Sarak, H., Onur, M., Tureyen, O.I. 25-28 Ekim 2007, Lump-Parametre Modelleriyle

Yapılan Performans Tahminlerindeki Belirsizliğin Değerlendirilmesi:

İzmir Balçova-Narlıdere ve Afyon Ömer-Gecek Sahalarına

Uygulamalar, 8. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, İzmir

127-140

Sarak, H., Nisan 2004. Düşük Sıcaklıklı Jeotermal Rezervuarlar İçin Boyutsuz

Rezervuar Modelleri Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi,.

Satman, A. 8-11 Ekim, 2003. Jeotermal Enerjinin Doğası, VI. Ulusal Tesisat

Mühendisliği Kongresi ve Sergisi-Jeotermal Enerji Semineri, İzmir.

20