Unconventional hydrocarbon resource assessment for the silurian shales in Diyarbakır Basin, Southeastern Türkiye
Diyarbakır Havzasında silüriyen şeyllerinin ankonvansiyonel hidrokarbon potansiyelinin değerlendirilmesi
- Tez No: 916192
- Danışmanlar: PROF. DR. SEDAT İNAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dadaş sıcak şeyli, konvansiyonel olmayan kaynak potansiyeli, havza modelleme, petrol, Güneydoğu Türkiye, Diyarbakır Havzası, Dadaş hot shale, unconventional resource potential, basin modeling, petroleum, Southeastern Turkey, Diyarbakır Basin
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Bu tez, Türkiye'nin Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ndeki Diyarbakır Havzası'nda Silüryen yaşlı Dadaş şeyllerinin konvansiyonel olmayan hidrokarbon oluşum potansiyelini incelemektedir. Silüryen yaşlı Dadaş Formasyonu, Kuzey Afrika ve Orta Doğu'daki diğer Silüryen şeylleri gibi, geleneksel ve geleneksel olmayan hidrokarbon aramacılığı için önemli bir potansiyel sunmaktadır. Diyarbakır Havzası nispeten az araştırılmış olup, daha fazla araştırma yapılmasını gerektiren henüz kullanılmamış bir potansiyel sunmaktadır. Paleozoyik petrol sisteminde, Dadaş Formasyonu bölgedeki kaynak kaya; Hazro ve Bedinan kumtaşı formasyonları ise rezervuar kayaçları olarak belirlenmiştir. Bu çalışma, havza modelleme yaklaşımını kullanarak Silüryen Dadaş şeyllerinin termal olgunluğuna ve hidrokarbon oluşum geçmişlerine odaklanmaktadır. Diyarbakır Havzası'nda Dadaş Formasyonu 400 metreye varan ve ortalama 70 metre kalınlığa sahiptir. Dadaş Formasyonu üçe ayrılmaktadır. Organik maddece zengin olan kaynak kaya, Dadaş Formasyonu'nun en alt üyesi olan Dadaş-I Formasyonu'dur. Bu formasyon, 12.000 km²'lik bir alanı kaplamaktadır. Dadaş-I Formasyonu, 200 metreye varan ve ortalama 30-40 metre kalınlığa sahiptir. Önceki çalışmalardan elde edilen jeokimyasal analiz sonuçlarına göre, Dadaş şeylleri için toplam organik karbon (TOC) içeriği ağırlıkça ortalama %5,9 olarak belirlenmiş, ancak bazı bölgelerde bu oran %16,68'e kadar çıkmaktadır ve bu nedenle“sıcak şeyl”olarak adlandırılmaktadır. Dadaş sıcak şeylinde bulunan kerojen tipi, organik madde açısından oldukça verimli olan Tip-II olarak sınıflandırılmıştır. Bu, petrol üretme potansiyelinin oldukça yüksek olduğunu göstermektedir. Ayrıca, Hidrojen İndeksi (HI) değeri, olgunlaşma ile birlikte 36 ile 510 mg HC/g TOC arasında değişmektedir. Piroliz Tmax değerleri 435°C'den yüksek olan Dadaş şeyllerinin vitrinit yansıması değerleri petrol oluşum penceresine tekabül etmektedir. Küresel enerji talebi ve yeni kaynaklara olan ihtiyaç göz önüne alındığında çok önemli olan bu araştırma, konvansiyonel olmayan hidrokarbon potansiyelini açıklamak için jeolojik, jeokimyasal ve havza modelleme verilerini bir araya getirmektedir. PetroMod yazılımı (Schlumberger) kullanılarak oluşturulan havza modelinin kalibrasyonunda önceki çalışmalardan elde edilen veriler kullanılmıştır. Dadaş sıcak şeylinin 2D havza modelleme teknikleri kullanılarak gömülme, sıcaklık, termal olgunlaşma ve hidrokarbon oluşum süreçleri incelenmiştir. Bu modelleme, bölgedeki dört keşif kuyusundan elde edilen verilerle kalibre edilmiştir. Kalibre edilmiş model sonuçları, Dadaş sıcak şeyllerinin petrol oluşum penceresinde olduğunu ve termal olgunlaşma ile hidrokarbon oluşumu için ana bölümün, Alpin orojenezinin (yükselme ve erozyon) aşınmasından önce gerçekleştiğini göstermektedir. Modelleme sonuçları, Silüryen yaşlı Dadaş şeyllerinin gömülme geçmişini, olgunluk geçmişini ve hidrokarbon oluşum geçmişini ve ayrıca bölgedeki hidrokarbon içeriğini aydınlatmaktadır. 80 km uzunluğundaki jeolojik bir kesite yayılan Silüryen yaşlı Dadaş sıcak şeyli için iki kuyudan alınan numune sonuçları üzerinden hesaplamalar yapılmıştır. Dadaş sıcak şeyli ortalama ağırlıkça %6 toplam organik karbon (TOC) içeriğine sahiptir ve önemsiz miktarda gazla birlikte önemli miktarda petrol içeriği ile karakterize edilir. Pyrolysis Tmax değerleri ise 434 ile 462°C arasında olup, bu değerler vitrinit reflektansı (%Ro) ile eşdeğer hale getirilmiştir ve %0,84 Ro ile %1,18 Ro arasında değişmektedir. Bu olgunlaşma seviyeleri, şeyllerin potansiyel hidrokarbon oluşumunda önemli bir rol oynamaktadır. Yüzey sıcaklığının 20°C olduğu ve jeotermal gradyenin her kilometrede 25°C olarak belirlendiği tespit edilmiştir. Jeolojik kesite göre, Dadaş sıcak şeyli güneyden kuzeye doğru daha derine gömülmüş ve bu durum, formasyon sıcaklığının güneyden kuzeye 75°C ila 120°C arasında artmasına neden olmuştur. Modelleme sonuçlarına göre Dadaş sıcak şeyli için Diyarbakır Baseni boyunca jeolojik kesitin güney bölgesinde hidrokarbon oluşumunun daha düşük, kuzey bölgesinde ise daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu, kuzeydeki kayaçların daha derine gömülmesinden ve daha yüksek olgunlaşma seviyelerinden kaynaklanmaktadır. Dolayısıyla, güneyden kuzeye doğru petrol oluşumunun daha fazla ve petrol oluşumunun daha erken olduğu belirlenmiştir. Dadaş sıcak şeylinin petrol oluşumunun yaklaşık 6 milyon yıl önce başladığını ve zirveye 1 milyon yıl önce ulaştığı modelleme sonuçları ile ortaya konmuştur. Modellemeye göre, Dadaş sıcak şeyllerinde üretilen hidrokarbonlar, Hazro ve Bedinan kumtaşları gibi rezervuar kayaçlara göç etmiştir. Önceki çalışmalarda yapılan Dadaş sıcak şeyl örneklerinin analizlerine göre olgunluk ve yerinde petrol (oil-in-place, OIP) hesaplamaları yapılmıştır. Dadaş sıcak şeyl içindeki petrol hacmi, minimum ve maksimum olgunluk değerlerine dayanarak havzada 11,6 ile 84 milyar varil arasında tahmin edilmiştir. Bu petrolün %2-10'unun alışılmadık yöntemlerle üretilebileceği dikkate alındığında, teknik olarak üretilebilir petrolün 0,23 ile 8,4 milyar varil arasında olduğu tahmin edilmektedir. Dolayısıyla, Dadaş sıcak şeyllerinin önemli miktarda ekonomik olarak üretilebilecek petrol içerdiği sonucuna varılmıştır. Konvansiyonel olmayan yöntemlerde hidrokarbonun çıkarılması için kaynak kayada yatay delme ve hidrolik kırma işlemleri yapılmaktadır. Dadaş sıcak şeylleri yapılan analizler sonucunda kil bakımından zengin olduğu belirlenmiştir. Olası dezavantaj, Dadaş şeyllerinin kil bakımından zengin olması ile bu petrolün çıkarılması için gerekli olan hidrolik çatlatma işlemlerinde teknolojik zorluklara yol açabilmesidir. Bölgedeki hidrokarbon potansiyelini daha iyi anlayabilmek ve üretim yöntemlerinin etkinliğini değerlendirmek amacıyla daha fazla saha çalışması, sondaj ve jeokimyasal analizlerin yapılması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the unconventional hydrocarbon generation potential of the Silurian-aged Dadaş shales in the Diyarbakır Basin, located in the Southeastern Anatolia Region of Turkiye. The Silurian-aged Dadaş Formation, like other Silurian shales in North Africa and the Middle East, presents significant potential for both conventional and unconventional hydrocarbon exploration. The Diyarbakır Basin remains relatively underexplored and offers untapped potential that requires further research. In the Paleozoic petroleum system, the Dadaş Formation has been identified as the source rock, while the Hazro and Bedinan sandstone formations have been identified as the reservoir rocks. This study focuses on the thermal maturity and hydrocarbon generation histories of the Silurian Dadaş shales, utilizing a basin modeling approach. In the Diyarbakır Basin, the Dadaş Formation reaches up to 400 meters in thickness, with an average thickness of 70 meters. The Dadaş Formation is divided into three members. The most organic-rich source rock is the lower member, Dadaş-I Formation. This formation covers an area of 12,000 km². The Dadaş-I Formation ranges in thickness from 200 meters and has an average thickness of 30-40 meters. According to geochemical analysis results from previous studies, the total organic carbon (TOC) content of the Dadaş shales is on average 5.9% by weight, though in some regions this value reaches up to 16.68% by weight, thus categorizing it as“hot shale.”The kerogen type in the Dadaş hot shale is classified as Type-II, which is highly productive in terms of organic matter, indicating a high potential for oil generation. Additionally, the Hydrogen Index (HI) value ranges from 36 to 510 mg HC/g TOC with maturation. The pyrolysis Tmax values greater than 435°C in the Dadaş shales correspond to vitrinite reflectance values within the oil window. Given the global energy demand and the need for new resources, this research is crucial as it combines geological, geochemical, and basin modeling data to assess unconventional hydrocarbon potential. The basin model was calibrated using data from previous studies and created using PetroMod software (Schlumberger). The burial, temperature, thermal maturation, and hydrocarbon generation processes of the Dadaş hot shale were examined using 2D basin modeling techniques. The model was calibrated with data from four exploration wells in the region. The calibrated model results indicate that the Dadaş hot shales are within the oil generation window and that the main hydrocarbon generation occurred before the Alpine orogeny (uplift and erosion) phase. The modeling results provide insight into the burial history, maturity history, hydrocarbon generation history, and hydrocarbon content of the Silurian-aged Dadaş shales in the region. Calculations were made based on sample results from two wells over an 80 km-long geological section of the Silurian-aged Dadaş hot shale. The Dadaş hot shale has an average TOC content of 6% by weight and is characterized by significant amounts of oil, with minor amounts of gas. The pyrolysis Tmax values range from 434°C to 462°C, which correspond to vitrinite reflectance (%Ro) values ranging from 0.84 %Ro to 1.18 %Ro. These maturation levels play a significant role in the potential hydrocarbon generation of the shales. The surface temperature has been determined to be 20°C, with a geothermal gradient of 25°C per kilometer. According to the geological cross-section, the Dadaş hot shale has been buried deeper from south to north, leading to an increase in formation temperature ranging from 75°C to 120°C in the same direction. According to the modeling results, hydrocarbon generation is lower in the southern part of the Diyarbakır Basin and higher in the northern part. This is due to the deeper burial of rocks in the north and higher levels of maturity. Therefore, it has been determined that oil generation increases and the onset of oil formation occurs earlier from south to north. The modeling results indicate that the oil generation of the Dadaş hot shale started approximately 6 million years ago and reached its peak around 1 million years ago. According to the modeling, hydrocarbons generated in the Dadaş hot shales have migrated to reservoir rocks such as the Hazro and Bedinan sandstones. Maturity and oil-in-place (OIP) calculations were made based on the analysis of Dadaş hot shale samples from previous studies. The oil volume in the Dadaş hot shale is estimated to range between 11.6 and 84 billion barrels based on minimum and maximum maturity values. Considering that 2-10% of this oil can be produced using unconventional methods, the technically recoverable oil is estimated to range between 0.23 and 8.4 billion barrels. Thus, it has been concluded that the Dadaş hot shales contain a significant amount of economically recoverable oil. In unconventional methods, horizontal drilling and hydraulic fracturing are performed for hydrocarbon extraction from the source rock. Analyses of the Dadaş hot shales have shown that they are rich in clay. A potential disadvantage of this is that the clay-rich nature of the Dadaş shales may lead to technological challenges in hydraulic fracturing required for the extraction of this oil. To better understand the hydrocarbon potential of the region and evaluate the effectiveness of production methods, further field studies, drilling, and geochemical analyses are recommended.
Benzer Tezler
- Unconventional hydrocarbon assessment of the Silurian Formation, Ghadames Basin, Northwestern Libya
Siluriyen Tanezzuft Formasyonu'nun geleneksel olmayan hidrokarbon değerlendirmesi, Gadames Havzası, Kuzeybatı Libya
EMIR BOROVAC
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT İNAN
- Unconventional gas system characteristics and depositional environment modeling of silurian mudstones: Central Taurides and western Pontides, Turkey
Siluriyen çamurtaşlarının geleneksel olmayan gaz sistem özellikleri ve depolanma ortamının modellemesi: Orta Toroslar ve batı Karadeniz kuşağı, Türkiye
ZEYNEP DÖNER
Doktora
İngilizce
2021
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KUMRAL
- Trakya havzası'nda Mezardere formasyonu'nun ankonvansiyonel hidrokarbon potansiyelinin değerlendirilmesi
Assessment of unconventional hydrocarbon potential of the Mezarede formation in Thrace basin
MERVE USANMAZ KUREŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT İNAN
- Benzin ve metanol yakıtlı bazı ateşlemeli motorlarda performans ve emisyon karakteristiklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM KORKMAZ
- Güneydoğu Anadolu Bölgesi dadaş formasyonu'nun organik ve inorganik jeokimyasal özellikleri
Organic and inorganic geochemical characteristics of dadaş formation in The Southeastern Anatolia region
YAĞMUR İNAL EMİROĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABİDİN TEMEL