Sondaj çamurunun yoğunluğuna genellikle çamur ağırlığı denir ve birimi g/cm3 , lb/gal, Psi/1000ft olarak ifade edilir. Çamurun yoğunluğu sondajın ilerleme hızını etkiler. Farklı formasyonlarda farklı yoğunluk gerekebilir. Kil oranı % 6-7 arasında olduğu zaman hazırlanan çamurların yoğunluğu yaklaşık olarak 1,125 g/cm3 ‘tür. Yüksek basınçlı formasyonların delinmesinde yoğunluk 2,5 g/cm3 ‘e çıkarılmalıdır.
Sondaj çamuru, sondaj işleminin önemli bir parçasını oluşturur. Delme, soğutma ve kayaları taşıma gibi birçok işlevin yanı sıra, kuyu duvarını çökmeye karşı korumak için de kullanılır. Çamurun yoğunluğu, bu işlevlerin ne kadar iyi yerine getirileceğini belirleyen önemli bir faktördür.
Yoğunluk Nedir?
Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir. Başka bir deyişle, belirli bir hacimdeki bir maddenin ne kadar “ağır” olduğunu gösterir. Yoğunluk, kilogram/kübik metre (kg/m3), gram/santimetre küp (g/cm3) veya pound/galon (lb/gal) gibi birimlerle ifade edilir. Sondaj çamuru için yoğunluk, g/cm3 veya lb/gal gibi birimlerle ölçülür ve sondaj işleminin önemli bir parametresidir. Çamurun yoğunluğu, delme hızı, kuyu duvarı stabilitesi, kesme taşıma ve basınç kontrolü gibi birçok faktörü etkiler.
Yoğunluğun Hesaplanması
Yoğunluk, bir maddenin kütlesinin hacimine bölünmesiyle hesaplanır. Formül şu şekildedir:
Yoğunluk = Kütle / Hacim
Örneğin, 1 litre (0.001 metreküp) suya sahip bir kabın 1 kilogram ağırlığındaysa, suyun yoğunluğu 1000 kg/m3 olacaktır.
Sondaj Çamurunda Yoğunluğun Önemi
Sondaj çamurunun yoğunluğu, sondaj işleminin başarısı için kritik öneme sahiptir. Doğru yoğunluk seçimi, aşağıdakiler gibi birçok fayda sağlayabilir:
- Delme Hızının Artması: Daha yüksek yoğunluklu çamurlar, delme işlemini hızlandırabilir ve sondaj maliyetlerini düşürebilir.
- Kuyu Duvarı Stabilitesinin Sağlanması: Yeterli yoğunluğa sahip çamurlar, kuyu duvarının çökmesini önleyerek kuyu kazasının riskini azaltır.
- Kesme Taşıma Kapasitesinin Artması: Yoğun çamurlar, daha fazla kaya ve kum taşıyabilir, bu da sondaj işlemini kolaylaştırır ve daha verimli hale getirir.
- Basınç Kontrolünün Sağlanması: Yüksek basınçlı formasyonlarda, kuyudaki basıncı kontrol altına almak için daha yoğun çamurlar kullanılır.
Çamur Yoğunluğunun Ölçümü
Sondaj çamurunun yoğunluğu, sondaj işleminin başarısı için kritik öneme sahiptir. Doğru yoğunluk seçimi, delme hızı, kuyu duvarı stabilitesi, kesme taşıma kapasitesi ve basınç kontrolü gibi birçok faktörü etkiler. Çamur yoğunluğu, çamur terazisi adı verilen bir cihazla ölçülür.
Çamur terazisi, bir kap, bir karşı ağırlık ve bir göstergeden oluşur. Kap, belirli bir hacimdeki çamuru barındırır. Karşı ağırlık ise, çamurun ağırlığını dengelemek için kullanılır. Gösterge ise, çamurun yoğunluğunu g/cm3 veya lb/gal gibi birimlerle gösterir.
Düşük basınçlı formasyonların delinmesinde yoğunluk 1 g/cm3 in altına düşürülmelidir. Sondaj çamurunun yoğunluğu sondaj esnasında çamura karışan kırıntılarla, gazlarla, basınç ve sıcaklıkla değişir. Çamur terazisi ile ölçülür. Çamur yoğunluğunun artırılmasında en çok tercih edilen kimyasal barittir. Çamurun yoğunluğunu azaltmak içinde petrol ve hava gibi inceltici sıvılar kullanılır.
Çamur Hazırlama
- Ölçümden önce çamurun homojen hale getirilmesi önemlidir. Bu, karıştırıcı gibi ekipmanlar kullanılarak yapılabilir.
- Homojen olmayan çamurda, ölçümde hata olabilir.
- Bazı çamur türleri, doğal olarak homojen olabilir ve ek karıştırma gerektirmeyebilir.
Kapın Doldurulması
- Belirli bir hacimdeki çamur, çamur terazisinin kabına dikkatlice dökülür.
- Fazla çamur, spatula veya benzeri bir araçla temizlenir.
- Kapın tam olarak dolmasına gerek yoktur, ancak hacim bilinmelidir.
Dengeleme
- Karşı ağırlık, çamurun ağırlığını dengeleyecek şekilde ayarlanır.
- Dengeleme işlemi, çamur terazisinin göstergesindeki ibreyi sıfıra getirene kadar dikkatlice yapılır.
- Bazı çamur terazilerinde, dengeleme işlemi otomatik olarak yapılabilir.
Yoğunluk Okunması
- Göstergedeki değer, çamurun yoğunluğunu g/cm3 veya lb/gal gibi birimlerle gösterir.
- Yoğunluk değeri, çamur terazisinin modeline ve kullanılan ölçeklendirmeye göre değişebilir.
- Ölçülen yoğunluk değeri, kayıt altına alınmalıdır.
Çamur Yoğunluğu Belirlenmesi
Çamurların yoğunluğunun ölçümü sırası ile uygulanarak belirlenir;
- Çamur terazisi iki kısma ayrılı bir ucunda çamur haznesi bulunur diğer tarafta ise terazi kolu bulunur. Çamur haznesine yoğunluğu öğrenmek istenen çamur katılır.
- İçinde bulunan hava kabarcıklarını çıkarmak için çamur haznesine yavaşça vurulur.
- Çamur haznesinin üzerine kapağı konarak çevrilir ve kapakta bulunan delikten az miktarda çamur dışarı çıkar.
- Bu delik parmak ile kapatılarak çamur bulaşmış kısım yıkanarak temizlenir.
- Hazne kapağında bulunan ufak delik kapatılarak terazi yıkanıp kurulanır.
- Çamur terazisi sabitleneceği noktaya konur ve terazi kolundaki ağırlık hareket ettirilerek çamur haznesinin ve terazi kolunun sabitlenmesi sağlanarak sol taraftaki çamur yoğunluk değerleri ölçülür.
- Ölçüm sonuçları lb/gal, lb/ft3 , S.G. veya psi/1000ft olarak kayıt edilir.
- Yapılan deneyler sonrası bütün deney parçaları yıkanıp temizlenerek ölçülür.
Farklı Formasyonlarda Farklı Yoğunluklar
Sondaj işleminde, jeolojik formasyona göre farklı yoğunluklarda çamur kullanımı kritik önem taşır. Her formasyonun kendine özgü özellikleri ve zorlukları olduğundan, çamurun yoğunluğu da bu özelliklere göre ayarlanmalıdır.
Yoğunluk Seçimi Nasıl Yapılır?
Yoğunluk seçimi, jeolojik formasyonun türüne, kuyu derinliğine, basınç seviyesine ve delme işleminin amacına bağlı olarak yapılır.
Bazı Örnekler
- Kil Formasyonları: Kil oranı %6-7 arasında olan çamurların yoğunluğu yaklaşık 1,125 g/cm3’tür. Bu tip çamurlar, kilin kayganlaştırma özelliğinden faydalanarak delme hızını artırır ve kuyu duvarının çökmesini önler.
- Kumtaşı Formasyonları: Kumtaşı formasyonlarında, çamurun yoğunluğu 1,4 g/cm3 ile 1,8 g/cm3 arasında olabilir. Bu yoğunluk aralığı, kumtaşının aşınmasını ve gözeneklerin tıkanmasını önler.
- Kireçtaşı Formasyonları: Kireçtaşı formasyonlarında ise çamurun yoğunluğu 1,6 g/cm3 ile 2,0 g/cm3 arasında seçilir. Bu yoğunluk, kireçtaşının sertliğini aşındırmadan delme işlemini kolaylaştırır.
- Yüksek Basınçlı Formasyonlar: Yüksek basınçlı formasyonlarda, kuyudaki basıncı kontrol altına almak için daha yoğun çamurlar kullanılır. Bu tip çamurların yoğunluğu 2,0 g/cm3’ü aşabilir ve 2,5 g/cm3’e kadar çıkabilir.
Çamur ağırlığı ( lb/gal ) = ( psi/1000ft olarak çamur gradyanı ) * (0,01924)
Çamur ağırlığı ( Ib/ft3 ) = ( ps /1000ft olarak çamur gradyanı ) * (0,144)
Özgül ağırlık = (psi /1000ft olarak çamur gradyanı) * (0,023)
Çamur terazisi sık sık su ile kalibre edilmelidir.
Tatlı suyun 70 °F daki ağırlığı 8,33 lb/gal veya 62,3lb/ft3 tür
Çamur Terazisi Modelleri
Çamur yoğunluğu ölçümü, sondaj işleminin kritik bir parçasıdır. Doğru çamur yoğunluğu seçimi, delme hızı, kuyu duvarı stabilitesi, kesme taşıma kapasitesi ve basınç kontrolü gibi birçok faktörü etkilediğinden, çamur terazisi sondaj işleminde önemli bir rol oynar. Piyasada, farklı özelliklere ve çalışma prensiplerine sahip çeşitli çamur terazisi modelleri mevcuttur. En yaygın kullanılan üç model şunlardır:
Analog Çamur Terazileri
Çalışma Prensibi: Bu modeller, göstergede bir ibre kullanarak çamurun ağırlığını ve yoğunluğunu gösterir.
Kullanım Alanları: Basit ve ucuz uygulamalar için idealdir.
Avantajları
- Nispeten ucuzdur.
- Kullanımı kolaydır.
- Sağlam ve dayanıklıdır.
- Elektrik veya pil gerektirmez.
Dezavantajları
- Dijital modellere göre daha az hassastır.
- Sıcaklık ve titreşimden etkilenebilir.
- Okuması zor olabilir.
Dijital Çamur Terazileri
Çalışma Prensibi: Bu modeller, elektronik bir gösterge kullanarak çamurun ağırlığını ve yoğunluğunu daha hassas bir şekilde gösterir.
Kullanım Alanları: Karmaşık ve hassas ölçümler için idealdir.
Avantajları
- Analog modellere göre daha hassastır.
- Sıcaklık ve titreşimden etkilenmez.
- Okuması kolaydır.
- Farklı ölçüm birimleri arasında dönüşüm yapabilir.
- Verileri kaydedebilir.
Dezavantajları
- Analog modellere göre daha pahalıdır.
- Elektrik veya pil gerekir.
- Hassas elektronik bileşenler içerir.
Otomatik Çamur Terazileri
Çalışma Prensibi: Bu modeller, ölçüm ve dengeleme işlemini otomatik olarak gerçekleştirir.
Kullanım Alanları: Yoğun ve sürekli ölçüm gereken uygulamalar için idealdir.
Avantajları
- En hızlı ve en kolay kullanımlı modeldir.
- Kullanıcı hatasını en aza indirir.
- Verileri otomatik olarak kaydedebilir.
Dezavantajları
- En pahalı modeldir.
- En karmaşık ve hassas elektronik bileşenleri içerir.
- Bakımı daha zor olabilir.
Çamur Terazisi Seçimi
Çamur terazisi seçimi, bütçe, ölçüm hassasiyeti, kullanım kolaylığı ve ölçüm sıklığı gibi faktörlere bağlı olarak yapılmalıdır.
- Bütçe: Analog modeller en ucuz, otomatik modeller ise en pahalı seçenektir.
- Ölçüm Hassasiyeti: Dijital ve otomatik modeller, analog modellere göre daha hassastır.
- Kullanım Kolaylığı: Otomatik modeller en kolay kullanımlı, analog modeller ise en zor kullanımlı seçenektir.
- Ölçüm Sıklığı: Yoğun ve sürekli ölçüm için otomatik modeller, seyrek ölçüm için analog veya dijital modeller tercih edilebilir.