Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Anabilim Dalı

A new approach for estimating the geothermal gradient and deep subsurface temperature distribution in Turkey

Türkiye derin yeraltı sıcaklığı ve sıcaklık gradyanı dağılımının belirlenmesine yeni bir yaklaşım

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 381864 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

A deep subsurface-temperature gradient distribution map of Turkey is generated by a never before applied approach, in which the Curie-Point-Depth (CPD) temperature data and the available deep well temperature measurements across the country are utilized. All the maps in the present work are generated using the Generic Mapping Tools (GMT) software. The CPD values are obtained by digitizing the contours of the Curie-Point Depth Map of Turkey, published by the MTA (General Directorate of Mineral Research and Exploration), Turkey. The contour digitization is performed with the 500-meter intervals between the depths from 6000 to 27500 meters, below the reference of MSL (mean sea level). In this study, the Curie isotherm of 560 ºC at CPDs, where crustal rocks lose permanent magnetization, is assumed beneath Turkey. The CPD data and its subsequent contours from the ground level (GL) are obtained by combining the digitized CPD data and the surface topography data of Turkey, the latter of which is above the reference of MSL. The exact coordinates for CPDs that correspond to those for the deep wells, for which the temperature data are available, are determined using the GMT software. Then, the depth interval and temperature difference for each pair of CPD and deep-well are used to calculate the subsurface temperature gradient at the coordinate of each pair. Subsequently, the temperature gradient data are mapped and the deep subsurface-temperature gradient distribution map of Turkey is generated. Since, the Curie isotherm of 580 ºC is also considered for the continents by some researchers in the literature, another deep subsurface gradient distribution map of Turkey is also generated based on the Curie isotherm of 580 ºC. In between the both maps a detectable or significant difference is not observed. If the deep subsurface temperatures are assumed to vary linearly with depth, the estimates of deep-subsurface-temperature gradients are found to be in between 2.28 to 11.10 C/100m, based on the Curie isotherm of 560 C, and are found to be in between 2.37 to 11.56 C/100m, based on the Curie isotherm of 580 C. The highest values of the deep-subsurface-temperature gradient are concentrated in the area between Mardin and Şırnak, in the Southeastern region of Turkey. On the other hand, the lowest values of the deep-subsurface-temperature gradient are located in the area of Şebinkarahisar, Reşadiye, Alurca and Gümüşhane, in the eastern Pontides Mountain regions. The highest value of the deep-subsurface-temperature gradient in the Western Anatolia is about 8.33 ºC/100 m in the area around Alaşehir, Baklacı, Akkeçili and Erenköy. When the variation of the deep subsurface-temperatures from the measurement point in wells to the corresponding CPDs is fit with exponential function, the resultant exponential temperature gradients yielded the estimate of subsurface temperatures that vary of from 20 to 265 ºC at 2-km depth and that vary of from 40 to 455 ºC at 5-km depth beneath Turkey. Based on the subsurface temperature gradients with exponential behavior, the extensional region of Western Anatolia has the highest subsurface temperature estimates. In Mardin-Şırnak region, however, the subsurface temperatures may be as low as has 58 ºC in average at 2-km depth and may go up to 193 ºC in average at 5-km depth. At an average depth of 7654 meters in this region, the subsurface temperature is expected to reach 560 ºC. Thus it may be said that the Mardin-Şırnak area has low temperatures to depths of about 4 km but experiences a high gradient change at depths beyond about 5 km. A very important feature of the deep subsurface temperature gradient and the subsurface temperature distribution maps is the indication of potential hot dry rock resources in the active extensional province of Western Anatolian, portions of Central Turkey, Southeastern region of Turkey, and the Central Pontic belts of the NAFZ (North Anatolian Fault Zone). These resources may also lie within reach (at about 5 km depth in Western Anatolia and Central Turkey) of the current drilling technology and could be exploited to augment the energy budget of the country if the enhanaced geothermal systems (EGS) technology is given serious attention.

Summary:

Türkiye'nin derin yeraltı sıcaklık gradyanı dağılımı haritası daha önce uygulanmamış ve Curie Noktası Derinliği (CND) Sıcaklığı verileri ile elde bulunan derin kuyu sıcaklık ölçümlerinin kullanıldığı bir yaklaşımla türetilmiştir. Bu çalışmadaki tüm haritalar Generic Mapping Tools (GMT) yazılımı kullanılarak oluşturulmuşlardır. CND değerleri MTA (Maden Tetkik ve Arama) Genel Müdürlüğü'nün yayınlamış olduğu Türkiye Curie Noktası Derinliği Haritası eş-derinlik konturlarının sayısal hale getirilmesi ile elde edilmiştir. Konturların sayısallaştırılması, ODD (Ortalama Deniz Düzeyi) baz alınmak üzere, 6000 metre ile 27500 metre arası derinlikte ve 500 metre aralıklarla gerçekleştirilmiştir. Yer kabuğunu oluşturan kayaçlarının magnetik özelik kazanmaya başladıkları sıcaklık olarak tanımlanan Curie izoterminin (eşsıcaklığının) bu çalışmada Türkiye altında 560 ºC olduğu varsayılmıştır. Sayısallaştırılan CND verileri ile, ODD'ni baz alan Türkiye yüzey topoğrafya verileri birleştirilmiştir ve böylece yeryüzü düzeyini (YD) baz alan CND verileri ve bunlara ait konturlar elde edilmiştir. Sıcaklık ölçüm verisi bulunan kuyulara karşılık gelen ve aynı koordinatlarda bulunan CND değerleri, GMT yazılımı yardımı ile kesin olarak saptanmıştır. Sonra, her derin kuyu ve buna karşılık gelen CND çiftinin derinlik ve sıcaklık aralıkları kullanılarak, o çiftin koordinatlarında bulunan derin yeraltı sıcaklık gradyanları hesaplanmıştır. Sonuçta, hesaplanmış sıcaklık gradyanları haritalanarak, Türkiye derin yeraltı sıcaklık gradyanı dağılımı haritası oluşturulmuştur. Yazında bazı araştırmacıların kıtalar için Curie eş-sıcaklığını 580 ºC kabul etmeleri nedeni ile, Türkiye derin yeraltı sıcaklık gradyanı dağılımı haritası 580 ºC Curie sıcaklığı baz alınarak da oluşturulmuştur. Oluşturulan iki harita arasında saptanabilecek veya önemli bir fark görülmemiştir. Eğer derin yeraltı sıcaklıklarının derinlikle doğrusal değiştiği varsayılırsa, kestirilen derin yeraltı sıcaklık gradyanlarının 560 C Curie izotermi baz alındığında 2.28 ile 11.10 C/100m arasında ve 580 C Curie izotermi baz alındığında ise 2.37 ile 11.56 C/100m arasında değiştiği bulunmuştur. Derin yeraltı sıcaklık gradyanlarının en yüksek değerleri Türkiye'nin Güneydoğu bölgesinde Mardin ile Şırnak arasındaki alanda yoğunlaşmaktadır. Buna karşılık, derin yeraltı sıcaklık gradyanının en düşük değerleri Doğu Pontid yöresinde Şebinkarahisar, Reşadiye, Alurca ve Gümüşhane'yi kapsayan alandadır. Batı Anadolu'daki en yüksek derin yeraltı sıcaklık gradyanı 8.33 ºC/100 m olup, Alaşehir, Baklacı, Akkeçili ve Erenköy cıvarındadır. Derin yeraltı sıcaklıklarının kuyulardaki ölçüm derinlikleri ile bunlara karşılık gelen CND arasındaki değişimlerine exponansiyel fonksiyon uyumlandığında, elde edilen exponansiyel sıcaklık gradyanları yeraltı sıcaklıklarının 2-km derinlikte 20 ile 265 ºC arasında ve 5-km derinlikte 40 ile 455 ºC arasında kestirilmesini sağlamışlardır. Yer-altı sıcaklık gradyanlarının exponansiyel davranışlı olması halinde, Batı Anadolu'nun açılımsal bölgesi en yüksek yeraltı sıcaklık kestirimlerine sahiptir. Buna karşılık, yeraltı sıcaklıkları Mardin-Şırnak bölgesinde 2-km derinlikte ortalama 58 ºC kadar düşük olduğu gibi, 5-km derinlikte ortalama 193 ºC'ye kadar çıkabilmektedir. Bu bölgede ortalama 7654 metre derinlikte, yeraltı sıcaklığının 560 ºC düzeyine erişmesi beklenir. Dolayısı ile, Mardin-Şırnak bölgesinin 4-km derinliğe kadar görece düşük sıcaklıklara ve 5-km derinlik ve ötesinde görece daha yüksek sıcaklıklara yol açan sıcaklık gradyanlarına sahip olduğuı söylenebilir. Derin yeraltı sıcaklık gradyanı dağılımının ve ısı akışı örüntüsünün çok önemli bir özeliği, Türkiye'nin Güneydoğu ve Batı Anadolu bölgesi ile, Orta Anadolu'nun Tuz Gölü ve Kuzey Anadolu Fayının Orta Pontid kuşağı yöresinde potansiyel sıcak kuru kayaç kaynaklarının varlığına işaret etmesidir. Gelişkin jeotermal sistemlere gerekli ilgi gösterildiği takdirde, bu kaynaklar günümüz teknolojisi ile yapılacak sondajların erişimi içindedir ve ülkenin enerji bütçesini artırmak üzere bunlardan yararlanılabilir.