Rumaila petrol sahasında hidrokarbon tespiti ve çıkarılması

Arka Plan Girişi

Rumaila petrol sahası, Irak'ın Basra şehrinin yaklaşık 50 kilometre batısında (Şekil 1) bulunan, Arap Platosu'nun kenarında, petrol ve doğalgaz bakımından zengin dev bir antiklinal içinde yer alan süper dev bir petrol sahasıdır. 1953 yılında keşfedilen bu saha, tahmini 17 milyar varile kadar geri kazanılabilir ham petrol rezerviyle Irak'ın en büyük ve en eski petrol sahalarından biridir ve mevcut üretim açısından dünyanın altıncı büyük petrol sahasıdır. Irak petrol endüstrisinin temel direği olan Rumaila petrol sahasının istikrarlı üretimi, Irak'ın ekonomik yeniden yapılanması ve ulusal maliyesi için hayati stratejik öneme sahiptir.

Bu çalışma, Irak Savaşı'nın ardından erken yeniden yapılanma aşamasında kritik bir dönem olan 2004 yılında elde edilen hiperspektral uzaktan algılama verilerini kullanmıştır. 2003 yılındaki askeri çatışma, petrol sahası üretim tesislerine doğrudan topçu hasarı vermekle kalmamış, aynı zamanda zaten kırılgan olan teknik bakım sistemini de bozmuştur. Bu dönemde, Rumaila petrol sahası, uzun süreli uluslararası yaptırımlar nedeniyle yatırımların azalması ve savaş sonrası yeniden yapılanma fonlarında ciddi bir eksiklik yaşamıştır. Doğal gaz işleme kapasitesi neredeyse tamamen kaybolmuş, etkili geri kazanım kanalları ve toplama ve iletim boru hatları bulunmamakta, bu da yıllık yaklaşık 20 milyar standart metreküp ilişkili gazın kullanılmadan kalmasına neden olmaktadır. Başlıca metan ve etan gibi hafif hidrokarbonlardan oluşan bu ilişkili gaz, yüksek kaliteli kimyasal hammadde veya temiz enerji olarak kullanılabilirdi, ancak bunun yerine petrol sahası boyunca gece gündüz yanan alevler aracılığıyla doğrudan atmosfere salınmaya zorlanmıştır. Bu büyük ölçekli yanma, yalnızca muazzam kaynak israfına ve ekonomik kayıplara neden olmakla kalmadı, aynı zamanda uçucu hidrokarbonlar, kükürt dioksit, azot oksitler, karbon siyahı parçacıkları ve polisiklik aromatik hidrokarbonlar gibi büyük miktarda kirletici madde üreterek yerel atmosferik ortamı, toprak ekolojisini ve bölge sakinlerinin sağlığını önemli ölçüde olumsuz etkiledi. Bu arada, 2003'teki savaş mevcut tesisleri daha da tahrip ederek ham petrol işleme kapasitesinde ve doğal gaz geri kazanım sistemlerinde ciddi bir eksikliğe yol açtı. Alevden oluşan siyah duman sütunu onlarca kilometre uzaktan açıkça görülebiliyordu. Havadaki kükürt kokusu ve ince partikül madde kirliliği, petrol sahası bölgesini ve rüzgar yönündeki Basra vilayetini Irak'taki en yüksek çevresel riskli bölgelerden biri haline getirdi. Bu durum, çevresel kirliliği izlemek ve ekolojik hasarı değerlendirmek için uzaktan algılama teknolojisinin tipik bir araştırma örneği oluşturmaktadır.

Şekil 1 Çalışma alanı

Şekil 2. Çalışma alanındaki hidrokarbon emilim indeksinin küme diyagramı

Yöntemler ve Prensipler

Bu makalede hidrokarbon emilim indeksi kullanılmıştır:

λ, konumdaki dalga boyunu; R, yansıtıcılığı; a, b ve c ise sırasıyla emilim vadisinin sol omuzunu, çukurunu ve sağ omuzunu temsil eder. Düzeltme işleminden sonra veriler çıkarıldı ve dört tip hidrokarbon emilim yoğunluğu elde etmek için kümeleme analizi yapıldı. Hidrokarbon emilim indeksi, bölgedeki hidrokarbon kirliliğinin (veya petrol kumlarının) varlığını belirlemek için kullanıldı. Şekil 2, Rumaila petrol sahasındaki hidrokarbon kirliliğinin genel dağılımını göstermektedir. "Bölge a" ve "bölge b" olmak üzere iki güçlü emilim alanı olduğu görülebilir. Ayrıca, orta yoğunluklu hidrokarbon emilim indeksinin dağılımı, alev yanmasıyla oluşan hidrokarbon içeren dumanın kuzey-kuzeydoğu yönünde aktığını göstermektedir.

Sonuç Analizi

Şekil 3. A bölgesindeki hidrokarbon emilim indeksinin küme diyagramı

Şekil 3, Rumaila petrol sahasının kuzey kısmının bir bileşeni olan "A Bölgesi"nin büyütülmüş bir görünümüdür. Güçlü hidrokarbon emiliminin olduğu alanlar, petrol sahası alev bacaları ve boru hatlarının yakınında yer almaktadır; bu da bu alanlarda aktif petrol ve gaz faaliyetini veya tesis sızıntılarını göstermektedir. Sürekli havalandırma ve yanma, boru hattı taşımacılığı sırasındaki emisyonlarla birlikte, yüzeyde hidrokarbon birikimine yol açarak önemli bir hidrokarbon anomalisi oluşturmaktadır; dağılım esas olarak kuzeydoğuya doğru yönelmektedir. Daha güçlü emilim alanları öncelikle petrol kumları veya daha önce işletilmiş alanlardır. Petrol kumlarının kendileri yüksek kalıntı petrol doygunluğuna sahip olduğundan ve geçmişteki işletme faaliyetleri örtü kayasının sızdırmazlık özelliklerine zarar vermiş olabileceğinden, petrol ve gaz yukarı doğru göç eder ve yüzeyde oksitlenmiş kalıntılar oluşturarak gelişmiş hidrokarbon emilim özellikleri sergiler.

Şekil 4. b bölgesindeki hidrokarbon emilim indeksinin küme diyagramı

Şekil 4, güney Rumaila petrol sahasının bir bileşeni olan "B Bölgesi"nin büyütülmüş bir görünümüdür. Güçlü hidrokarbon emiliminin olduğu alanlar, petrol sahası alevlerinin yakınında kümeler halinde görünmektedir. Bu küme benzeri dağılım modeli, tipik olarak, muhtemelen alevlerin etrafındaki yoğun toplama ve taşıma boru hattı ağı ve eskiyen tesisler nedeniyle oluşan eser miktardaki sızıntıların birikimiyle ilgili olan, yerel, noktasal kaynaklı hidrokarbon zenginleşmesini göstermektedir. Ayrıca, derin petrol ve gazın faylar veya terk edilmiş kuyular boyunca dikey olarak göç etmesinden sonra yüzeyde oluşan oksitlenmiş kalıntılar da olabilir. Bu anormal yamaların yoğun olarak bulunması, güney geliştirme alanındaki karmaşık boru hattı düzenini ve yoğun tarihi üretim tesislerini de yansıtmaktadır. Daha güçlü alanlara, güney Rumaila petrol sahasındaki uzun vadeli büyük ölçekli üretimle tutarlı olarak, petrol kumları hakimdir; uzun vadeli üretim faaliyetleri, kuyu muhafazalarının dış duvarları veya indüklenmiş kırıklar boyunca büyük miktarda petrol ve gazın yüzeye çıkmasına ve uzun süreli aşınma ve oksidasyondan sonra ağır bileşenler açısından zengin petrol kumu çıkıntıları oluşturmasına yol açmıştır. Bu rakamın yorumlanması ayrıca, 2003 savaşının mevcut tesisleri daha da tahrip ettiğini, ham petrol işleme kapasitesinde ve doğal gaz geri kazanım sistemlerinde ciddi eksikliklere, ayrıca eski ve yıpranmış çevre koruma tesislerine yol açtığını göstermektedir.