Menderes Masifi Mermer Kütlelerinin Jeomekanik Özelliklerinin ve Asal Gerilmelerin Belirlenmesi Sonucu Çatlak Ağı İyileştirme Mekanizma ve Parametrelerinin Hidro-Mekanik Modelleme Çalışmaları ile Araştırılması


Akgün H.(Yürütücü), Koçkar M. K., Gök E., Koç A., Cambazoğlu S., Yal Önder G. P.

TÜBİTAK Projesi, 2020 - 2022

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Nisan 2020
  • Bitiş Tarihi: Kasım 2022

Proje Özeti

Ülkemizin halihazırda jeotermal elektrik üretimi açısından dünyada 4. sırada yer almasında, Ege Graben sisteminin jeotermal enerji potansiyeli açısından eşsiz bir jeolojik ortama sahip olması çok büyük rol oynamaktadır. Ülkemizin enerjide dışa bağımlılığının azaltılması adına bu milli yeraltı zenginliğinin etkin, çevre dostu ve ekonomik bir şekilde değerlendirilmesi önem arz etmektedir. Ülkemizde, pek çok rezervuardan yetersiz uygulama metodolojileri sebebiyle gerçek potansiyelinin altında verim alınabildiğinden veya üretimin elverişli değerlerinin altında kalmasından dolayı mali açıdan büyük kayıplar yaşanmakta ve pek çok proje hayata geçirilememektedir. Üretimin yetersiz olduğu belirlenen jeotermal sahalarda rezervuarı oluşturan çatlak ağının iyileştirilmesiyle rezervuar geçirimliliği arttırılarak üretimin yükseltilebilmesi mümkündür. Ancak, maalesef, yeterli bilimsel veri ve bilgi altyapısının eksikliğinden dolayı ülkemizde 

gerçekleştirilen pek çok rezervuar iyileştirme çalışması etkin olarak yapılamamakta olup, sahalardan gerçek potansiyellerinin altında faydalanılabilmektedir. 


Büyük Menderes Grabeninin kuzey doğusunda gerçekleştirilecek olan bu proje, rezervuar çatlak ağının iyileştirilmesi amaçlı yapılabilecek hidrolik çatlatma uygulamaları için gerekli parametrelerin belirlenmesi ve hidro-mekanik süreçlerin anlaşılması adına yapılacak jeomühendislik ve buna bağlı nümerik modelleme çalışmalarını kapsamaktadır. Çatlatma parametrelerinin (örneğin, çatlatma basıncı, akışkan viskozitesi, vb.) belirlenmesi için güncel asal gerilme yönelim ve büyüklüklerinin, çatlak ağı karakterizasyonunun ve rezervuar kaya jeomekanik özelliklerinin detaylı olarak belirlenmesi gerekmektedir. 

Bu proje çalışmasıyla, bölgenin güncel asal gerilmeleri ve kaya kütlesi jeomekanik özellikleri; fay kinematiği ölçümleri, hat etüdü çalışmaları (scan-line survey), odak mekanizması çözümleri ve derin kuyu verilerinin çok disiplinli bir şekilde birlikte değerlendirilmesi yardımıyla belirlenecektir. Sahada yapılacak hat etüdü çalışmaları ile rezervuar kaya niteliğindeki mermer birimlerinin çatlak ağı karakterizasyonu yapılacaktır. Ayrıca, yüzey mermer mostralarından alınacak blok kaya örnekleri üzerinde yapılacak kaya mekaniği laboratuvar deneyleri vasıtasıyla mermer birimlerin çatlak kırılma tokluğu, mukavemet, dayanım vb. jeomekanik özellikleri belirlenecektir. Bu veriler çatlatma parametrelerinin belirlenmesinde ve hidro-mekanik süreçlerin anlaşılmasına yönelik yapılacak olan nümerik modelleme çalışmalarına girdi teşkil edecektir. Elde edilen bu yer altı ve yer üstü jeomekanik veriler bir arada sentezlenip değerlendirilerek Menderes Masifi mermerlerinin doğal çatlaklı yapısını temsil eden ve çatlak ağı parametrelerinin inceleneceği güncel bir araştırma konusu olan doğal çatlak-hidrolik çatlak etkileşimini irdeleyen hidro-mekanik modelleme çalışmaları gerçekleştirilecektir. Modellemeler esnasında yukarıda bahsedilen değişkenlere dair hassasiyet analizleri de gerçekleştirilerek değişkenlerin önemi ve çatlatma mekanizması üzerindeki etkileri de sayısal olarak irdelenecektir. Bu sayede bahsedilen nümerik modelleme çalışmaları farklı jeo-dinamik süreçler içerisinde gelişen mekansal gerilme koşulları için rezervuar verimliliğinin arttırılmasına yönelik olarak yapılacak çatlak ağı iyileştirme çalışmalarında kullanılacak olup, farklı mekansal gerilme koşulları için hazırlanacak modellerde optimum parametre aralıkları belirlenecektir. Böylece, etkin ve jeotermal sahalarda başarıyla uygulanabilir bir metodoloji geliştirilerek, jeotermal rezervuarların verimliliğinin arttırılmasına yönelik çalışmaların yanı sıra, Geliştirilmiş Jeotermal Sistem (GJS) uygulamaları, kuyu duyarlılığının tesisi, etkin re-enjeksiyonu stratejilerinin geliştirilmesi ve ilgili diğer mühendislik çalışmaları için bilimsel temel ve bilgi birikiminin oluşturulacağı örnek bir çalışma sistematiği gerçekleştirilerek jeotermal sahalarda bu uygulamaların yaygınlaştırılmasının sağlanması hedeflenmektedir.