Türkiye Güneydoğu Anadolu Bölgesinde Petrol Gaz Kuyusunun Jeotermal Enerjiye Dönüştürülmesi

Abstract

Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ndeki 14 terk edilmiş petrol kuyusunun kapalı devre kuyu içi ısı değiştirici (DHEX) sistemlerine dönüştürülerek sera ısıtmasında kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi amacıyla, Beier ve diğerleri (2022) tarafından geliştirilen çok katmanlı zamana bağlı ısıl iletim modeli MATLAB ortamında uygulanmıştır. Stratigrafik birimler, termal özelliklerine göre tabaka bazında modellenmiştir; Mardin–Garzan karbonatları derin jeotermal ısı depolama alanı, Germav formasyonu ısıl kaybı sınırlayan örtü kaya ve Hoya–Gercüş ardalanması yüzeye yakın geçiş alanı olarak değerlendirilmiştir. Kuyu dip sıcaklık verileri, bölgesel jeotermal gradyan ve literatüre dayalı termal parametreler giriş koşulları olarak kullanılmakta, boru içi akışkan dolaşımı ise sabit debili kapalı devre işletim prensiplerine göre tanımlanmaktadır. Ek olarak, sera örtü tasarımı ve ısı kaybı hesaplamaları, polikarbon panel ve termal perde performans parametreleri ile entegre edilerek ısıtma yükü belirleme süreci modelle ilişkilendirilmiştir. Bu yaklaşım, stratigrafi-termal model ile sera ısı kaybı etkileşimini aynı mühendislik çerçevesinde birleştirerek, rezervuar akışkanını üretmeye gerek kalmadan yalnızca iletim yoluyla ısıl enerji kullanımını mümkün kılması açısından çevresel sürdürülebilirlik sağlamakta ve mevcut kuyuların yeniden değerlendirilmesine olanak tanıyan özgün bir jeotermal uygulama metodolojisi sunmaktadır.

This study assesses the feasibility of converting 14 decommissioned oil wells in the Southeastern Anatolia Region into closed-loop Downhole Heat Exchanger (DHEX) systems for greenhouse heating, using a multilayer transient heat conduction framework based on the model developed by Beier et al. (2022) and implemented in MATLAB. The stratigraphic units were defined as thermally distinct layers: the Mardin–Garzan carbonates serve as the primary deep heat storage zone, the Germav formation acts as an insulating cap rock that limits vertical heat dissipation, and the Hoya–Gercüş succession functions as a shallow transitional thermal zone. Bottom-hole temperature data, regional geothermal gradients, and literature-based formation thermal parameters were used as model inputs, while the working fluid circulated under constant-flow closed-loop operating conditions. The modeling framework integrated calculations for greenhouse heat loss by evaluating the thermal efficiency of polycarbonate cladding and thermal curtain configurations to determine the required heating load. This study presents an innovative geothermal repurposing technique that integrates stratigraphic characterization, thermal modeling, and greenhouse energy demand estimation into a unified engineering workflow, enabling heat extraction solely through conduction without producing reservoir fluids. The proposed strategy promotes ecologically sustainable energy use while supporting the effective repurposing of existing petroleum well infrastructure for agricultural heating applications.