Sondaj endüstrisinde bir kuyunun başarısı, sadece kullanılan matkabın kalitesine veya mühendislik hesaplarına değil, aynı zamanda kuyunun "kanı" olarak nitelendirilen sondaj çamurunun (drilling fluid) performansına bağlıdır. Bu performansın en kritik parametresi ise yoğunluktur. İşte tam bu noktada, dünyanın en güvenilir ve yaygın ağırlıklandırıcı ajanı devreye girer: Barit.
Bu yazımızda, Barit mineralinin sondaj çamurlarında neden vazgeçilmez olduğunu, kuyu güvenliğine etkisini ve endüstriyel standartlarını mercek altına alıyoruz.
Kimyasal adı Baryum Sülfat (BaSO4) olan Barit, yüksek özgül ağırlığa (yoğunluğa) sahip, suda çözünmeyen ve kimyasal olarak nötr (inert) bir mineraldir. Sondaj sektöründe kullanılmasının temel nedeni, özgül ağırlığının 4.20 g/cm3 ve üzeri olmasıdır.
Sektörde hematit veya ilmenit gibi başka ağırlıklandırıcılar olsa da, Barit şu özellikleri sayesinde rakipsizdir:
Yumuşaklık: Mohs sertlik skalasında 3.0-3.5 arasındadır. Bu sayede pahalı sondaj ekipmanlarını (matkap uçları, pompalar) aşındırmaz.
Kimyasal Eylemsizlik: Sondaj çamurunun içindeki diğer karmaşık polimerler ve kimyasallarla reaksiyona girmez, çamurun yapısını bozmaz.
Ekonomiklik: Dünya genelinde rezervi boldur ve maliyet-performans oranı en yüksek ağırlıklandırıcıdır.
Sondaj çamuruna öğütülmüş toz barit eklendiğinde, çamurun yoğunluğu artar. Bu yoğunluk artışı operasyon için hayati öneme sahiptir:
Yerin derinliklerine inildikçe formasyon basıncı (petrol, gaz veya su basıncı) artar. Eğer sondaj çamurunun oluşturduğu hidrostatik basınç, formasyon basıncından düşük kalırsa, kuyuya kontrolsüz sıvı girişi olur ve bu durum "Blowout" (patlama) ile sonuçlanabilir. Barit, çamuru ağırlaştırarak gerekli karşı basıncı sağlar ve kuyuyu dengede tutar.
Sondaj sırasında açılan deliğin (kuyu cidarı) çökmemesi gerekir. Barit ile yoğunluğu artırılmış çamur, kuyu duvarlarına fiziksel bir baskı uygulayarak formasyonun stabil kalmasını sağlar ve göçükleri önler.
Her ne kadar viskozite (kıvam) taşıma için ana faktör olsa da, çamurun yoğunluğunun artması kaldırma kuvvetine katkıda bulunur. Barit, matkabın kestiği kaya parçalarının yüzeye daha verimli taşınmasına yardımcı olur.
Her barit tozu sondajda kullanılamaz. Amerikan Petrol Enstitüsü (API - American Petroleum Institute), sondaj kalitesindeki barit için "API 13A" standardını belirlemiştir. Kaliteli bir sondaj baritinde aranan özellikler şunlardır:
Yoğunluk: Minimum 4.20 g/cm3 olmalıdır. (Son yıllarda rezerv sıkıntısı nedeniyle 4.10 standardı da kabul görmektedir).
Suda Çözünen Toprak Alkali Metaller: Kalsiyum içeriği belirli bir sınırın altında olmalıdır (Maksimum 250 ppm).
İncelik: Genellikle 200 mesh elekten %97 oranında geçebilecek incelikte öğütülmüş olmalıdır.
Barit, suda ve asitte çözünmeyen yapısı sayesinde toksik değildir. Bu özellik, hem kara sondajlarında hem de hassas deniz (offshore) sondajlarında çevreye zarar vermeden kullanılabilmesini sağlar. Ağır metaller (kurşun, kadmiyum vb.) içermeyen saf barit kullanımı, çevresel düzenlemelere uyum için şarttır.
Sondaj operasyonları yüksek maliyetli ve yüksek riskli yatırımlardır. Kuyu kontrolünü kaybetmenin maliyeti, sondaj çamuruna yapılacak yatırımdan katbekat fazladır. Bu nedenle, standartlara uygun, yüksek yoğunluklu Barit kullanımı, sadece bir tercih değil, güvenli ve verimli bir sondaj operasyonunun temel şartıdır.
Petrol, doğalgaz veya jeotermal fark etmeksizin; derinlere indikçe Barit'e olan ihtiyacımız artmaya devam edecektir.
