PETROL JEOLOJS

Do. Dr. Okan Tysz T Avrasya Yerbilimleri Enstits 1998

PETROL JEOLOJS DERS KONULARI 1-Petroln tanm, dn, bugn ve yarn 2-Petroln fiziksel ve kimyasal zellikleri 3- Petroln kkeni, oluumu ve g 4-Yeralt ortamnn fiziksel ve kimyasal koullar 5-Petrol hazneleri 6-Petrol kapanlar 7-kel havzalar 8-Petrol arama yntemleri DERSE AT KAYNAKLAR

Selley, R.C., 1985, Elements of Petroleum Geology. Freeman and Co.,449. (Hamdi Bozba ktphanesinde kopyas mevcuttur) AAPG (American Association of Petroleum Geology) dergileri http://www.aapg.org http://www.tpao.gov.tr

GR PETROL Petra=ta Oleum=ya Petrol doada bulunan kompleks bir hidrokarbon karmdr

Doal gaz ve petrol birlikte hidrokarbon ad ile de bilinir. Hidrokarbon kat, sv ya da plastik halde bulunabilir. Yeraltnda gaz halinde iken yzeye ktnda souyup sv haline gelen petrole kondaseyt (condensate) denir. Sv hidrokarbona ham petrol denir. Plastik hidrokarbon asfalt ve ilikili maddeleri ierir. Petrol uzun jeolojik srelerde karmak fiziksel ve kimyasal ilevler sonucunda olumutur. Petroln aranmas, bulunmas, iletilmesi ve kullanma hazrlanmas iin bu ilevlerin iyi bilinmesi gerekir. Bu da farkl uzmanlk alanlarn gerektirir.PETROLUN TARHES Heredot m.. 450 de Tunusda ve Yunan adalarnda petrol szntlarndan bahseder. Bu ilk dnemlerde petrol hastalklarda ila olarak, su yaltm malzemesi olarak, savalarda yakc madde olarak kullanlmtr. 19. Yzyl ortalarna kadar petrol retimi ilkel yntemlerle srdrlm, asfalt, ham petrol ve ya olarak retilip kullanlmtr 1745de Fransada Pechelbronndaki petroll kumlarda ilk petrol kuyusu almtr. Kral XV. Louis tarafndan m. De la sorbonnere isimli ahsa lisans verilmi, bu ahs dnyann ilk petrol rafinerisini de kurmutur. 1847de iskoyada james young tarafndan petroll eyller iletilmitir 1857de abdde albay drake tarafndan pennsylvanada ilk petrol retim kuyusu almtr. Bu dnemde kablolu sondaj makinalar icat edilmi sondaj cihazlar bundan sonra giderek daha da gelitirilmeye balanmtr. I.dnya sava sonras dnyada petroln nemi giderek artm, otomobil ve dier motorlu vastalarn yaygn kullanlmaya balamas ile petrole ihtiya giderek artmtr Dnyadaki dev petrol irketleri kurulmutur. Bunlardan en nemlileri seven ssters (7 kzkardeler) ad ile bilinen 7 dev irkettir. Bunlar bugn de dnya petrol piyasasn idare eden Brtsh petroleum Shell Mobl Exxon Gulf Texaco Chevrondur. 1960da OPEC (Organization of Petroleum Exporting Countries) kuruldu Krfez krizi ile dnya yeni petrol kaynaklar aramaya yneldi Eski sovyetler birliinin dalmas ile hazar evresi petrol provensleri dnya piyasasna ak hale geldi Hazar evresi petrol kaynaklar bugn zerinde en ok aratrma yaplan yerlerin banda gelmektedir ve dev petrol irketleri burada faaliyet gstermektedir

Petrol, 20. Yzylda olduu gibi 21. Yzylda da stratejik nemini srdrecek, dnya politikasnn belirlenmesinde ana etkenlerden biri olacaktr. TRKYEDE PETROL ARATIRMALARI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. lk petrol hikayesi Evliya elebi tarafndan 18. Yzylda kaleme alnmtr. kl bulgular 19. Yzyln sonuna doru Trakya yarmadasnda yaplmtr. 1935 de MTAnn kurulmas ile balamtr. lk retim kuyusu 1940 da Ramanda almtr. 1954 de MTA petrol faaliyetlerini TPAOya devretmitir. TPAO eitli yabanc lkelerle ortak anlamalar yaparak faaliyetini srdrmektedir. Trkiye petrol asndan niin ansszdr??

TPAO

TURKIYE PETROLLERI ANONIM ORTAKLIGI (Turkish Petroleum Corp.)

PETROLEUM ACTIVITIES IN TURKEY1993 GEOLOGICAL SURVEYS(CREW/MONTH) TPAO DIGER/OTHE RS TOPLAM/TOTAL 65.67 1.63 67.30 37.70 37.70 95.67 2.27 97.94 58.37 0.67 59.04 45.26 45.26 1994 1995 1996 1997

GEOPHYSICAL SURVEYS(CREW/MONTH) TPAO DIGER/OTHE RS TOPLAM/TOTAL SONDAJ(METRE ) DRILLING(ME TE RS) TPAO TPAO+ DIGER/ TPAO+ OT HERS DIGER/OTHE RS TOPLAM/TOTAL SONDAJ(KUY U ADEDI) DRILLING(NUMBE R OF WELLS) TPAO 48 39 25 38 41 90,708 76,706 20,064 11,154 22,370 22,060 133,142 109,92 0 55,553 3,054 9,235 67,842 60,187 8,134 12,023 84,918 8,968 18,234 105.33 3.33 108.66 46.97 1.43 48.40 85.73 1.73 87.46 70.50 0.90 71.40 55.33 4.00 59.33

80,344 112,120

PETROL JEOLOJS KONU-1

PETROLN FZKSEL ve KMYASAL ZELLKLER

PETROLN FZKSEL ZELLKLER

YOUNLUK HACM VSKOZTE KIRILMA NDS FLORESANS RENK VE KOKU KALORFK DEER PARLAMA NOKTASI

YOUNLUK Bir maddenin YOUNLUU, belli hacimdeki maddenin arlnn ayn hacimdeki suya olan orandr. Petroln younluu 600F (15,50C) scaklk ve 1 atmosfer basn altndaki petroln younluu ile ifade edilir. Ham petroln younluu onun kimyasal bileimini yanstr. Petrol ierisindeki hidrokarbon yzdesi, gaz miktar, rezin ve asfalt gibi ar hidrokarbonlarn oran, slfr oran, scaklk gibi faktrler petroln younluunu etkiler. Petroln fiyat younluuna gre deimektedir PETROLN YOUNLUU

API=

Petroln younluu 0,6-1.00 gr/cm3 arasnda deiir. Younluk Amerikada API, Avrupada ise Baume derecesi ile ifade edilir. 141,5 ZGR AIRLIK (60 ) 140 131,5

BAUME= ZGR AIRLIK (60)

130

Dnya petrolleri 270-350 API gravitesindedir. Kaliforniyadaki 50-70 API petrol sudan ardr. En yksek 570 API petrol bulunmutur

YOUNLUK ve ZGL AIRLIA GRE PETROL

P Z 0 0 0 G , 7 - 0 , 8 - 0 , 9 - 1 L

E

T D L

R

O

L P E TE RS O L o k h a f i f p H a f if p e t r o A r p e t r o E C

A A P I RI , 8 7 0 , 9 4 5 , 0 2 5

I EK R - 4 5 - 2 5 - 1 0

PETROLN HACM

Sv petroln hacmi 600F de ve 1 atmosfer basnta llr ve varil cinsinden ifade edilir. 1 varil=159 litredir. Doal gazn hacmi ayn koullarda ft3 veya m3 cinsinden ifade edilir. Hacmi denetleyen faktrler scaklk, basn ve petroln ierisinde znm olan maddelerdir. Rezervuardaki petrol hacmi, petroln tankda dinlendirilmesi ile % 6-8 orannda azalr.

PETROLN VSKOZTES Viskozite bir sv veya gazn akmaya kar direncini ifade eder. Yani akkanln tersidir.

Petroln viskozitesi petroln bileimine baldr. Younluk ve ar bileen miktar arttka viskozite de artar. Scaklk ve gaz miktar arttka viskozite der. Viskozite birimi Poizdir. Bir sv 1 cm2 kesitindeki bir tp ierisinde 1 dyn basn altnda 1 saniyede 1 cm ilerliyebiliyorsa viskozitesi 1 Poizdir. Poizin yzde birine Santipoiz denir. Yksek viskoziteli petroln tanmas ve retilmesinde glkler vardrPETROLN KIRILMA NDS Krlma indisi petroln kimyasal bileimine bal bir zelliktir. Petroln younluuna gre 1,39 ile 1,49 arasnda deiir, hafif petrollerin krlma indisi de kktr.

PETROLN FLORESANS ZELL Petrol ultraviyole k altnda sar-yeil-mavi renklerde floresans gsterir. Bu zellik eser miktardaki petroln kolayca belirlenmesini salar.

PETROLN RENK ve KOKUSU Petroln rengi yansyan kta yeilimsi, iinden geen (krlan) kta ise ak sar, krmz ve bazen de siyahtr. zgl arlk arttka renk de koyular. Hafif hidrokarbonlu petroller ho kokulu; doymam hidrokarbon, kkrt ve nitrojen ieren petroller ise kt kokuludur. PETROLN KALOR DEER Petroln kalori deeri zgl arl ile ters orantldr. zgl arl 0,9 olan 17 API petroln kalori deeri 10500 kal/g iken zgl arl 0,7 olan 70 API petroln kalori deeri 11700 kal/g dir. PETROLN PARLAMA NOKTASI Petrol zerine alev tutulduunda petrol buharnn ilk atelenme an petroln parlama noktasdr. Bu nokta petroln bileimine gre deiir. Parlama noktas eitli s derecelerinde distile edilebilen rn oranlarnn belirlenmesinde kullanlr. PETROLN KMYASAL ZELLKLER Petrol bir hidrokarbon bileimidir. Petrol asndan en nemli hidrokarbonlar

Parafin veya metan serisi (CnH2n+2) Olefin (Naften) serisi serisi (CnH2n) Aromat (CnH2n-6) serisi (Aromatikler) Asetilen serisi (CnH2n-2)

PARAFN SERS (CnH2n+2)

Btn hidrokarbon atomlar birbirleri ile tek balarla balanmlardr. Hidrojen atomlar doymu olduundan parafin serisine doymu hidrokarbon grubu da denilir. 5 Karbona kadar olanlar doal gaz 5-17 Karbonlu olanlar sv (benzin, gazya, mazot) 17-22 Karbonlu olanlar yar kat (makina yalar, jlemsi petrol rnleri) 23 ve daha fazla Karbonlu olanlar katdr (parafin, asfalt, zift)OLEFN (NAFTEN) SERS (CnH2n)

Parafinlere gre iki hidrojen atomu eksiktir. Bu nedenle herhangi iki Karbon atomu birbirlerine ift bala balanmlardr. Hidrojen eksiklii ve ift ba bulunduu iin doymam hidrokarbon grubuna dahildirler. Doymam olduklar iin kolayca kimyasal reaksiyonlara girerler, bu nedenle de petrol ierisinde seyrek bulunurlar.AROMATLAR SERS (CnH2n-6)

Doymam hidrokarbon grubuna dahildir. ok ar kokular vardr Bazen renksiz ve uucu sv halinde bulunurlar

ASETLEN SERS (C2H2n-2)

Bulunabilir

Doymam hidrokarbon grubuna dahildir. Doada az bulunurlar.Petrol ierisinde sadece yksek karbonlu olanlar bulunur.

DOADA PETROLLE BRLKTE DOAL GAZ DA BULUNUR Bunlar Serbest gaz halinde Petrolde znm halde Suda znm halde Svlam gaz halinde

DOAL GAZLAR Doal gazlar hidrokarbon gazlar ve nonhidrokarbon gazlar olmak zere ikiye ayrlr. Ayrca ierdikleri buhar miktarna gre ya ve kuru gaz olmak zere de snflanrlar.

GAZLARAsil gazlarNONHDROKARBON

Helyum Argon Kripton Radon Nitrojen Karbondioksit Hidrojen slfr Hidrojen

NORGANK KKENL

KARIIK KKENL

HDROKARBON

Metan Etan Propan Btan

GENELLKLE ORGANK KKENL

NON-HDROKARBON GAZLAR HELYUM Doal gazlar ierisinde aksesuar olarak bulunur. Eser miktarda Argon ve Radona da rastlanr. Amerika Texas, Polonya, Avustralya ve Kanadada helyumca zengin doal gazlar bulunmutur. Helyum Uranyum, Toryum, Radyum gibi radyoaktif elementlerin bozunmas sonucunda oluur NON-HDROKARBON GAZLAR

NTROJEN

HDROJEN

Hem asil gazlarla hem de hidrokarbon gazlar ile birlikte bulunabilir. Volkanizma ile ya da nitratn bakteriyel bozunmas sonucunda oluur. Bitml karbonatlarn termal metamorfizmas sonucu da nitrojen ve karbondioksit olumaktadr.

NON-HDROKARBON GAZLAR

Yeralt koullarnda ender olarak bulunur. Ancak Kansasta bulunmutur. Burada hidrojen organik maddelerin termal matrasyonu sonucu olumutur. NON-HDROKARBON GAZLAR KARBONDOKST Yeraltnda en yaygn gazlardan birisidir. Bilhassa volkanik aktivite olan yerlerde yaygndr. Hem inorganik hem de organik olarak ilevler sonucunda oluur. Volkanik intrsiflerin karbonatlar metamorfize etmesi ile, meteorik sularn karbonat ve dolomitleri etkilemesi ile, Kerojenin matrasyonu ile ya da organik maddelerin oksidasyonu ile oluabilmektedir. NON-HDROKARBON GAZLAR HDROJEN SLFR Yeraltnda serbest veya petrol ierisinde erimi halde bulunur. Zehirli, kt kokulu ve ok andrcdr. Bu nedenle retim tesislerinde istenmez. Bu gaz ieren petrol veya doal gaza ac hidrokarbon denir.

HDROKARBON GAZLARI METAN

Parafin serisinin ilk yesi olan metan bataklk gaz ad ile de bilinir. Renksiz, yanc, parlaycdr.

Normal scaklk ve basn altnda organik maddelerin bozunmas ile oluur. Derinlerde ise fazla scaklk altnda bakteriyel ilevlerin azalmasna paralel olarak metan retimi de durur. ok derin rezervuarlarda ise organik maddenin matrasyonu ile metan oluabilir. DER HDROKARBON GAZLARI

Etan, Propan ve Btan gibi dier hidrokarbon gazlar biyojenik ilevler sonucunda deil, organik maddenin matrasyonu ile oluurlar. Yeralt almalarnda zengin petrol yataklarnn habercisidirler.

DOADA PETROLLE BRLKTE BULUNAN DER ORGANK BLEKLER ALKOLLER ORGANK ASTLER YALAR KARBONHDRATLAR PROTENLER DER ORGANK MADDELER

ALKOLLER Hidrokarbonlarn H atomlarnn yerine OH grubunun balanmas eklinde bir atom yaps mevcuttur. Doada en bol bulunan tr GLSERN ALKOL (Gliserol) dr. ORGANK ASTLER

Hidrokarbonlarn bir H atomunun yerine karboksil (-COOH) grubunun balanmas eklinde bir atom yapsna

sahiptir. Karboksil grubundaki H atomu iyonlaabildiinden toprak minerallerinin ayrmasna yolaar.

YALAR

Jeolojik adan en nemli yalar esterlerdir. Bunlar organik veya inorganik bir asitin alkolle reaksiyonu sonucunda oluurlar. Yalara ve uzun zincirli esterlere lipidler denir. KARBONHDRATLAR

C, H ve O atomlarndan oluurlar. Bir molekldeki H says O saysnn iki katdr. En basit karbonhidrat glikozdur. Birka glikoz moleklnn birlemesi ile ekerler, birok glikoz moleklnn birlemesi ile niastalar, birkabin glikoz moleklnn birlemesi ile de sellozlar oluur.PROTENLER

Daima C, H, O ve N, bazen P, S ierirler. Karmak bir atom yaplar vardr. Aminoasitlerin canllar tarafndan birletirilmesi ile oluurlar.

DER ORGANK MADDELER Organik maddeler ierisinde eser miktarda bulunan Pb, Mg, Fe, V, Mo, Ni gibi elementler metal organik bileikler halinde bazen de elat denilen karmak bir yap ierisinde yeralrlar.

Porfirin ve Klorofil petrol ierisinde yeralan nemli elatlardr.

PETROL LE LGL BAZI KMYASAL REAKSYONLAR

FOTOSENTEZ AEROBK BOZUNMA ANAEROBK BOZUNMA HDROJENASYON POLMERZASYON DEPOLMERZASYON ZOMERZASYON ALKLASYON

FOTOSENTEZ (ZMLEME) Yeil bitkilerin gne enerjisi ve klorofil katalizrl ile H2O ve CO2 i birletirerek karbonhidratlara dntrmesidir.

6CO2 + 6H2O = C6H1206 + 6O2 AEROBK (oksijenli) BOZUNMA Fotosentez olaynn tersidir. Karbonhidratlarn su ve karbondioksite dnmn salar. ANAEROBK (oksijensiz) BOZUNMA Organik maddelerin oksijensiz bir ortamda yanmalar sonucunda madde ierisindeki oksijen CO eklinde atlrken kalan C ve H karbonhidratlara ve organik bileimlere dnr. HDROJENASYON Doymam hidrokarbonlarn H2 ilave edilmesi ile doymu hidrokarbonlara dntrlmesidir. POLMERZASYON

Kk molekllerin birletirilmesi ile byk molekllerin oluturulmasdr.

Glikozlarn birleerek niasta ve selloz, aminoasitlerin birleerek protein meydana getirmesi polimerizasyondur. Polimerizasyon esnasnda daima hidrojen aa kar

DEPOLMERZASYON Polimerizasyonun tersidir.

Ortam hidrojen asndan zengin ise depolimerizasyon rnleri doymu hidrokarbonlar, ortam hidrojensiz ise depolimerizasyon rnleri doymam hidrokarbonlardr. ZOMERZASYON Bir organik bileimden izomerlerin retilmesidir. ALKLASYON Basit hidrokarbonlardan bir H kayb ile oluan gruba alkil, alkil kklerinin dier organik bileimlere eklenmesine de alkilasyon denir.

PETROLN SINIFLANMASI Petroln snflamas farkl meslek gruplar tarafndan farkl kriterlere gre yaplr. Balca kriterler petroln fiziksel zellikleri, kimyasal zellikleri, molekler yaps ve yadr. Aada birka rnek verilmitir.

PETROL JEOLOJS KONU-2 PETROLN KKEN, OLUUMU ve GMES

PETROLN KKEN

NORGANK KKEN TEORS ORGANK KKEN TEORS PETROL HAKKINDAK JEOLOJK GEREKLER Petrol genellikle kel kayalar ierisinde bulunur. En petroll kayalar s denizel kellerdir Petrol ierisinde bulunduran kel kayalar geirimsiz kayalarla rtlm ya da evrelenmilerdir.PETROL HAKKINDAK KMYASAL GEREKLER

Yal doal ham petrol ile bugn s derinliklerde olumakta olan petrol arasnda karbon zincirleri asndan farkllklar vardr Yal ham petroln %50 den fazlas hafif hidrokarbonlardr (Hafif petrol yksek API, dk younluklu petroldr). Modern petrolde bu durum ender olarak grlr. Gen petroln optik zelliklerinden bazlar biyosentetik olarak oluturulan petroln zelliklerine benzemektedir. Gen petrollerde bulunan baz kompleks molekller bugn modern organik maddeler ierisinde de olumaktadr. PETROL ORGANK M NORGANK M? NORGANK KKEN TEORLER

lk olarak Berthelot (1866) tarafndan ortaya atlan ve Mendeleev (1877 ve 1902) tarafndan desteklenen bir teoriye gre petrol inorganik kkenlidir. Laboratuarda metan, asetilen ve benzol gibi maddeleri elde eden kimyagerler doadaki petroln de yeraltnda kimyasal reaksiyonlar ve volkanik olaylarla olutuunu ileri srmlerdir. 20. Yzyln banda baz bilim adamlar petroln magmatik kkenli olduunu ileri srdler. Mendeleev mantodaki Demir Karbidin yeraltna szan sularla temasa geerek metan ve hidrokarbonlar oluturduunu ileri srmtr. Bu gr hala baz aratrmaclar tarafndan savunulmaktadr. Bu gr doru ise petroln volkanik kayalarla ilikili olmas gerekecektir. Rusyada alkali intrsif kayalar ierisinde, Norvete dolerit dayklar ierisinde,Egede volkanikler iinde, baz magmatik ve metamorfik kayalarn boluklar ierisinde petrole rastlanm olmakla birlikte bu durum petroln magmatik kkenli olduu eklinde yorumlanamaz. Peyve (1956) ve Subbottin (1966) byk ve derin faylardan kan hidrokarbon gazlarna dayanarak bu gazlarn mantodan kp kabuk ierisinde depolandklarn ve sv petrole dntklerini ileri srmlerdir. Bu durumda son derece derin sondajlar aarak sonsuz petrol kaynaklarna ulamak mmkn olacaktr. Ancak petroln byk lde kel havzalarda bulunmas bu gre aykrdr. Bu rnekleri arttrmak mmkndr. Ancak bugn petroln organik maddelerin olgunlamas (matrasyonu) ile olutuu genel olarak kabul edilmektedir. NORGANK KKEN TEORSN RTEN VERLER

Petrol ierisindeki porfirin, piridin ve klorofil gibi maddeleri inorganik yolla elde etmek imkanszdr.

Petrolde bulunan ok karbonlu hidrokarbonlarn metann polimerizasyonu yolu ile doal olarak nasl oluabilecei aklanamamaktadr. Petrolde bulunan polarize saptrma zellii kuvars ve zinober dnda hibir inorganik maddede yoktur. Aksine bu sadece organik maddelere has bir zelliktir. Petrol yataklarnn ou magmatik faaliyet alanlarndan uzakta ve kel kayalar ierisinde bulunmaktadr. Yerkabuunun derinliklerine doru petrol artmamakta, aksine petrol gen rt kayalar ierisinde daha yaygn olarak bulunmaktadr.SONU PETROLN KKEN NORGANK DELDR ORGANK KKEN TEORLER

Baz kimyagerler laboratuarda organik maddeleri starak ve damtarak petrol benzeri hidrokarbonlar elde etmiler ve buna dayanarak petroln organik kkenli olduunu ileri srmlerdir. Organik kken teorisine gre petrol karasal veya denizel bitkilerden ya da hayvanlardan olumaktadr.BTKSEL KKEN

KARASAL BTKLER Kmrden petrol elde edilmesi ve bataklklardaki metan gaz nedeniyle petroln karasal bitki kkenli olabilecei ileri srlmtr. Ancak petrol sahalarnda genellikle kmr olmamas, kiretalarnda karasal bitkilerden tremi petrol bulunmamas, linyitten treyen zift ile petrol arasnda kimyasal farkllklarn olmas petroln oluumunda karasal bitkilerin etkisi olmadn gstermektedir. DENZEL BTKLER Denizel bitkiler ile denizel keller arasnda kkensel bir iliki kurulabilir. Bunlarn en nemlileri yosun ve diyatomlardr. HAYVANSAL KKEN

Balk ve dier hayvanlarn distilasyonu sonucu petrol ile ayn kimyasal zellikler bulunmutur. Baz aratrclar petroln hem hayvansal hem de bitkisel kkenli (Biyomas kkenli) olduunu kabul etmektedirler.ORGANK KKEN TEORSN DESTEKLEYEN VERLER

Organik kkenli bir madde olan porfirin petrol ierisinde yaygn olarak bulunmaktadr. Petroln floresans zellii organik kkeni iaret etmektedir. Bu zellik petrol ierisindeki organik kkenli kolesterol maddesinden kaynaklanmaktadr. Ham petrol ierisinde bol miktarda mikroorganik madde vardr Yosun kllerinin I, Br, P ve Amonyum tuzu miktarlar ile ham petroln eser elementleri arasnda benzerlikler vardr. Meksika krfezindeki modern kellerde kellerle yat petrol oluumlar saptanmtr.SONU PETROLN KKEN ORGANKTR

YERYZNDE MODERN ORGANK LEVLER

Yeryzndeki toplam C miktar 2,65*1020 gramdr. Bunun %82 si kayalar ierisinde %18 i ise organik karbon olarak kmr, petrol ve doal gaz ierisindedir. Fotosentez yolu ile inorganik karbon hidrokarbonlara dntrlmektedir. 6CO2 + 12 H2O = C6H12O6 + 6H20 + 6O2 Formlnde fotosentez ile aa kan glikoz ok daha kompleks karbon bileiklerinin balang noktasdr. Bu kompleks bileimlerden biri olan polisakkaridler bitkilerde ve bunlar yiyen hayvanlarn bnyelerinde olur. Bu hayvanlarn lm halinde organik madde okside olur, CO2 ve suya dnr.DOADAK KARBON DNGS

DENZ ve OKYANUSLARDA ORGANK RETM ve LEVLER Karalarda olduu gibi denizlerde de organik maddeler esas olarak fotosentez ile oluturulurlar. Denizlerde fotosentez yapan bitkiler fitoplanktonlar ve bentonik alglerdir. Bunlarn retkenlikleri fiziksel ve kimyasal parametrelere baldr. Fiziksel parametrelerin en nemlileri k ve scaklktr. Kimyasal parametrelerin en nemlileri sudaki fosfat ve nitrat miktardr.

ORGANK MADDENN KORUNMASI Organik maddenin korunmasna en uygun ortamlar ierisinde hzl kelim olan ve anaerobik (oksijensiz) taban koullarna sahip ortamlardr. Su ierisinde stratifikasyon (tabakalanma) olan yerler de organik madde korunmas asndan nemlidir. ORGANK MADDENN EN Y KORUNDUU ORTAMLAR

Gller

Engelli havzalar

Kta sahanlklar

Okyanus havzalar

TATLI SU GLLER

Tabakal bir su yaps vardr. stte scak, altta ise souk ve youn su vardr. Hayat stte youndur.

Fotosentez ve oksitlenme etkindir. Alttaki oksijen kullanm sonucu biter ve scaklk farkndan dolay su sirklasyonu kesilir. Alt ksmda karanlk nedeniyle fotosentez olmaz. Dou Afrika gllerinde gzel rnekleri vardr.

ENGELL HAVZALAR

Kurak iklimlerde bu tr havzalarda tuzluluk fark nedeniyle bir su tabakalamas olur.

Taze deniz suyu havzaya girdikten sonra buharlama yolu ile arlap dibe ker. Bu ar su engel nedeniyle ak denize gidemez.Bylece stte daima normal tuzlu su, altta ise ok tuzlu su bulunur. Karadeniz bu tr havzaya iyi bir rnektir.

KITA SAHANLII Organik retim yzeyde fazladr. 200-1500 metre derinlikte oksijen miktar azalr, buna bal olarak retim de der.

OKYANUS HAVZALARI Gnmz okyanus havzalarnda anoksik bir ortam yoktur. Ancak gemiteki havzalarda derinlik, derin okyanus akntlarnn neden olduu tabakalama ve global anoksik olaylar bu blgelerde de organik maddenin korunmasna neden olmu olabilirler. KARALARDA ORGANK RETM VE KORUNMA

Karalarda organik retim ve korunma su ortamndan ok farkldr. Karalarda oksijen miktar sabittir. nemli deikenler su ve byme sresi (scaklk ve gn sresinin bir fonksiyonudur) dir. Bu nedenle kutuplarda organik retimi ok azdr. Karalarda organik madde retimi ve korunmas asndan en nemli blgeler scakl 15 0C yi gemeyen bataklklardr.PETROLN OLUUMUNDA DOAL KOULLAR Petrol genellikle denizel, seyrek olarak da karasal keller ierisinde bulunur. Btn petrollerin kimyasal yaps kk farkllklar dnda ayndr. Petrol Prekambriyenden Pleistosene kadar her yata kaya ierisinde bulunabilir. Yani petrol olutuktan sonra milyonlarca yl korunabilir. Petrol ierisinde porfirin maddesinin bulunmas oluum ve g esnasnda scakln 200 0C yi gemediini gsterir. Kapanlardaki scaklk da 100 0C yi gememektedir. Porfirin maddesinin varl organik maddenin oksijensiz bir ortamda kaldn belirtmektedir. Petrol kapanlarnda basncn 1 ile 700 atm arasnda deimesi petroln fiziksel ve kimyasal zelliklerinin basn deiimlerine duyarl olmadn gstermektedir.

Petrol, ierisinde bulunduu ortamda oluabildii gibi ok uzaklardan g edip gelmi olabilir. Petroln oluumu iin 15.000, bir kapanda toplanmas iin ise en az 1.000.000 yl gereklidir.

KEROJENN OLUUMU Denizel canllar ldkten sonra byk bir ksm dier canllara yem olur ya da dibe kerek bakterilerin etkisinde kalr. Dipte sular oksijence zengin ise organik maddeler oksitlenip su ile karbondioksite dnr ve kaynak kaya oluturmazlar. Bozunmadan su dibine ulaan ve zerleri kellerle rtlen organik maddeler ise gmlmeye balar. Organik madde gmlme ile giderek artan basn ve scaklk etkisi altna girer ve 3 nemli safha geirir: DYAJENEZ KATAJENEZ METAJENEZ DYAJENEZ

Yzey koullarna yakn scaklk ve basn koullarnda ve s derinliklerde meydana gelir. Biyojenik bozunma ve abiyojenik reaksiyonlar ierir. Bu olaylar sonucunda organik maddeden metan, karbondioksit ve su aa kartlarak organik madde KEROJEN ad verilen kompleks bir hidrokarbona dntrlr. Diyajenez, organik madde ierisindeki oksijenin eksiltilmesi veya yokedilmesidir. Bu esnada hidrojen-karbon oran ise nemli bir deiime uramamaktadr. KATAJENEZ Gmlme devam ettike daha derinde, daha fazla scaklk ve basn altnda katajenez geliir. Katajenez esnasnda kerojenden nce petrol, daha sonra doal gaz ayrlr. Bu olay ile kerojendeki Hidrojen/Karbon oran derken Oksijen/Karbon orannda nemli bir deime olmaz.

METAJENEZ

Metamorfizma koullarna yakn scaklk ve basn koullarnda geliir. Kerojenden son hidrokarbonlar da atlr ki bu genellikle metandr. Hidrojen/Karbon oran giderek azalr ve sonuta sadece Karbon kalr ve bu da Grafit oluturur.

ORGANK MADDENN DYAJENEZ

Su ortamnda kel-su snrnda pH ve Eh koullar bakterilerin nemli rol oynadklar kimyasal reaksiyonlarla belirlenir. Eer normal havalanan bir ortam szkonusu ise su sirklasyonu nedeniyle oksijenli ve oksijeni tketilmi sular srekli olarak birbirlerine karrlar. Tabakal bir yapya sahip sularda ise bu tr bir karma olmaz. Bu durumda oksijenli (+Eh) zon, oksijensiz indirgeme (redksiyon) zonunun (-Eh) zerinde yeralr.

Redksiyon zonunda anaerobik bakteriler (Desulfovibrio) slfat iyonlarndan oksijeni uzaklatrr ve serbest slfr (kkrt) olutururlar. Oksijenli (ykseltgen) zondaki baz bakteriler (Thiobacillus)slfr yeniden okside ederler.

KMYASAL REAKSYONLARA BRKA RNEK SO4 S + 2O2 reaksiyonu bulunulan ortama ve bakteri cinsine gre deiir. ndirgen ortamda kkrt Fe (OH2) ile birleerek piriti oluturur. Fe (OH2) +2S FeS2 + H2O Ortamda slfat iyonlar organik madde ile reaksiyona girerek hidrojen slfr de oluturabilir SO4 + 2CH2O 2HCO3 + H2S Diyajenez esnasnda gelien biyolojik bozunmann ilk evresi oksidasyondur. Oksidasyon sonucu su, karbondioksit, nitrat ve fosfat oluur. Basitletirilmi bir reaksiyon yle geliir: (CH2O)106 (NH3)16 H3PO4 + 138 O2 kinci evrede nitrat indirgenir (CH2O)106 (NH3)16 H3PO4 + 94.4 NHO3 106 CO2 + 55.2 N2 +177.2 H2O +H3PO4 106 CO2 + 16 NHO3 + H3PO4 +122 H2O

Bu ilevi slfatn indirgenmesi takip eder ve bunun sonucunda hidrojen slfr ve amonyak meydana gelir (CH2O)106 (NH3)16 H3PO4 + 52 SO4-2 106 HCO3- + 53 H2S + 16 NH3 +H3PO4

Tm bu reaksiyonlar son derece basitletirilmitir. Organik madde protein, karbonhidrat, lipid ve ligninden olumaktadr. Bu sralamada protein en dengesiz, lignin ise en dengeli ve durayl bileendir. Diyajenez esnasnda bunlar mikroplarn enzimleri ile baka maddelere dntrlrler. rnein Karbonhidratlar (selloz) bozunarak metan ve karbondioksite dnr. (C6H1005)n CO2 + CH4

Benzer ekillerde dier organik maddelerin bozunmas ile de metan retilir. Benzer reaksiyonlarla proteinlerden aminoasit ve peptidler, lipidlerden gliserol ve dier yal asitler, ligninden ise fenol ve aromatik asitler retilir. Yukarda belirtilen deiiklikler kel birikiminin birka metrelik st kesiminde meydana gelir. Ancak stte kel birikip gmlme arttka fiziksel ve kimyasal ortam koullar da deimeye balar. Derinlik arttka sklama (kompaksiyon) da artar. 300 m derinlikte killerin porozitesi %80 den %30-40 a der. erisindeki gzenek suyu ve biyojenik su atlr. Bu sular ierisinde karbondioksit, metan, hidrojenslfr ve dier bozunmu organik madde artklar (Hmik Asit) vardr. Bunlarn yansra inorganik reaksiyonlar sonucunda pirit, siderit vb gibi diyajenetik mineraller geliir. Karbonat imentolanmas gzlenir. Derinlik daha da arttka scaklk nem kazanr. Biyojenik reaksiyonlar durur, inorganik reaksiyonlar hzlanr. Bu reaksiyonlarla kalan su, karbondioksit ve metan da atlarak sonuta KEROJEN oluturulur.

KEROJEN

KEROJEN, kel kayalar ierisinde bulunan, su ve alkali solventler ierisinde ergimeyen organik bileiklere verilen bir isimdir. Doadaki en yaygn organik madde eklidir. Kimyasal adan ise kerojen ok atomlu balarla birbirine balanm kondanse benzen halkalarndan oluan makro-molekler bir komplekstir. KEROJENN KMYASAL ZELLKLER

Kerojen keller ierisinde salm halde bulunan organik bir maddedir. Petrol zclerde zlmemesi ile bitmden ayrt edilir. Kimyasal zellikleri ve ierdikleri organik madde eidi bakmndan 3 tip kerojen vardr:TP KEROJEN Alg kkenlidir. Hidrojen miktar oksijene oranla en zengin olan kerojendir (H/O =1,2-1,7) Egemen bileeni lipiddir. 2. TP KEROJEN Liptinik kerojen ad ile de bilinir H/C oran fazladr Organik madde cinsi alg, zooplankton ve fitoplanktondur 3. TP KEROJEN Hmik kerojen ad ile de bilinir H/C oran dktr Gelimi aas bitkilerin ligninlerinden oluur Diyajenezin ileri aamalarnda kmr olutururlar Gazlar da bunlardan oluabilir 1.

KEROJENN OLGUNLAMASI

Kerojen katajenez srasnda olgunlaarak petrol oluturur. Olgunlama derecesine bal olarak nce ham petrol(60-120 0C) daha sonra da gaz (120-225 0C) oluur. Kerojen ar olgunlarsa (225 0C nin stnde) bu defa hibiri olumaz, kerojen grafite dner. Olgunlamay kontrol eden faktrler scaklk, zaman ve basntr.

OLGUNLAMA (MATURASYON) NASIL LLR ? Petrol aramalarnda olgunlamann bilinmesi son derece nemlidir. Bunun iin petroln ierisinde bulunduu kellerin gemite maruz kald scakln bilinmesi lazmdr. Jeolojik gemiteki scakl lmek iin eitli paleotermometreler vardr. PALEOTERMOMETRELER 1-KMYASAL PALEOTERMOMETRELER A-ORGANK PALEOTERMOMETRELER -Karbon oran -Elektron dnme rezonans -Piroliz B- NORGANK PALEOTERMOMETRELER -Kil minerallerinin diyajenezi -Sv inklzyonlar

2- BYOLOJK PALEOTERMOMETRELER -Polen renkleri -Vitrinit refleksiyonu

KARBON ORANI YNTEM

Organik madde olgunlatka organik karbon CO2 eklinde kaybolur. Yani kerojen olgunlatka gidici organik karbon miktar azalr, kalc sabit karbon miktar greceli olarak artar. Bu metodda toplam organik karbon miktar (CT) ile kalnt (rezidel) karbon (CR) oran karlatrlarak olgunlama miktar belirlenir. Kalnt karbon 900 0C stlan (piroliz) kerojenden arta kalan karbondur.ELEKTRON DNME REZONANSI (ESR) YNTEM Kerojenin atomik fraksiyonlar serbest elektron ierirler. Bu elektronlarn says ve dalm benzen halkalarnn says ve dalm ile ilgilidir. Bu elektron karakteristikleri kerojenin olgunluuna bal olarak deiir. Bu yntemde kerojendeki elektronlarn says, dalga boylar vb. zellikleri llerek olgunluk hakknda bilgi edinilir. PROLZ YNTEM Anakaya yada kerojenin stlmas esasna dayanr.Isnma sonucu kan hidrokarbon gazlarnn miktar llr. 200-300 0C de numune ierisindeki serbest hidrokarbonlar gaz haline gelir (S1). Isnma arttka kerojenden hidrokarbonlar atlr (S2). Piroliz esnasnda dar atlan CO2 ve H2O ise S3 olarak adlandrlr. Bu deer hesaplanarak formller yardm ile kerojenin olgunlamas bulunur.

KL MNERALLERNN DYAJENEZ YNTEM

Yeni kelen killer kaynak alanna bal olarak smektit (montmorillonit), illit ve kaolin bulundurabilir. Gmlme ile bu mineraller sularn atar ve mineralojik deiime urarlar. rnein petrol oluumu scaklnda (80-120 0C) smektit illite dnr. Scaklk petrol retimi iin en st limite geldiinde kaolin ve illit mikaya dnr. Eer ortamda ferromagnezyen mineraller zengin ise bu killer klorite dnr. Bylece bu kil minerallerinin trne baklarak numunenin olgunlamas hakknda bilgi edinilir.SIVI NKLZYONLARI YNTEM Olgunlama tayini iin pek elverili olmayan bu yntem daha ok yksek scaklklar iin kullanlr. Kayalarn atlak ve boluklar ierisinde hapsedilmi kalsit ve kuvars inklzyonlarn inceleyerek paleoscakl bulmay amalayan bir yntemdir. POLEN RENKLER YNTEM Anakaya ierisindeki organik maddenin rengini incelemeye dayanan bir yntemdir. Spor ve polenler canl iken renksizdirler. Istldka sar, turuncu, kahverengi ve siyaha dnrler. Su rengi--------olgun deil Sar, turuncu---petrol retmitir kahverengi-----kondanseyt retmitir

siyah------------kuru gaz retmitir

VTRNT REFLEKSYONU YNTEM

Kmrleme derecesi arttka parlaklk da artar. Optik olarak llebilen bu parlaklk scaklk ve basncn bir fonksiyonudur. Numuneden kerojen ayklanr, parlatlr ve parlaklk derecesi llr (R0). llen deerler derinliin bir fonksiyonu olarak izilir, bir formlle hidrokarbon retimi llr. Ham petrol 0,6