MARMARA DENİZİ’NİN HİDROKARBON POTANSİYELİ VE ARAMA HEDEFLERİ...

Marmara Denizi, Akdeniz’i Karadeniz’e bağlayan ve Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun (KAFZ) kuzey kolunda bulunan kapalı bir iç denizdir.. Marmara Denizi engebeli bir yapı, Kuzey Doğu yönlü kıvrımlar, bu kıvrımlar arasındaki küçük havzalar, yumuşak sediman deformasyon yapıları ve çamur volkanlarından oluşmaktadır. Marmara Denizi’nde hem oşinografik hem de jeolojik-jeokimyasal-jeofizik amaçlı birçok bilimsel çalışma yapılmıştır. Öncel çalışmalarda, Marmara Denizi’nde yoğun gaz birikimleri, soğuk sızıntılar ve otijenik karbonatlar tespit edilmiştir.  

KAFZ’na yakın bölümlerde, bu alanların genişlediği ve hidrokarbon emaresi sayısının çok daha yüksek olabileceği belirtilmektedir. Ayrıca, Trakya Havzası’nın ekonomik petrol ve doğalgaz rezervuarlarını içeren Eosen-Oligosen yaşlı birimlerin Marmara Denizi’nin altına kadar uzanması çok güçlü bir olasılık olarak düşünülmelidir. Trakya Havzası’ndaki doğalgazların, KAFZ boyunca Marmara Denizi ve ilgili faylar boyunca yukarı doğru göç eden gazlar olması da mümkündür. Marmara Denizi’nde delinen bazı kuyularda hidrokarbon emareleri tespit edilmiş olsa da, bugüne kadar herhangi bir ekonomik hidrokarbon keşfi yapılamamıştır.

Marmara Denizi sedimanları, diğer açık deniz sedimalarına kıyasla nispeten yüksek miktarda organik karbon içerir. Bu yüksek organik karbon içeriği, sadece denizel biyojenik üretimden değil, aynı zamanda Marmara Denizi’nde farklı organik karbon kaynaklarının varlığına işaret etmektedir. Ayrıca, aktif bir kıtasal transform levha sınırı olan KAF’nın deformasyon zonu üzerinde bulunan Marmara Denizi’nde birçok akışkan çıkışı vardır ve tespit edilen gazların hidrokarbon olduğu belirlenmiştir.

Deniz tabanı gözlemleri sonucunda, faylar boyunca akışkan çıkışları, karbonat kabukları ve bacaların varlığı ortaya çıkarılmıştır. Hidrokarbon emareli kuyular, soğuk sızıntılar ve çamur volkanları, Marmara Denizi’ndeki çalışan petrol sistemleri için kanıttır. Batı Yükselimi’nde, antiklinaller ve üç çamur volkanı yeralmaktadır. Çamur volkanları, çok sayıda akışkan çıkışı olan bölgelerde bulunmaktadır. Bu akışkanların bazıları, Trakya Havzası ile ilişkilidir ve derin kökenlidir. Batı Yükselimi’nin batısındaki çamur volkanlarının yakınında akışkan (hidrokarbon gazı ve petrol) çıkışları gözlenmektedir. Batı Yükselimi güneyindeki çamur volkanında, petrol ve hidrokarbon gazları ile birlikte yoğun akışkan çıkışları tespit edilmiştir.

Batı ve Merkez yükselimlerinde, özellikle çamur volkanlarındaki gözenek suyu, Trakya Havzası’nın gaz, petrol, tuzlu formasyon suları ve gaz hidrat bozunması içeren ürünlerine benzerlik göstermektedir. Batı Yükselimi’ndeki çamur volkanlarından aşırı tuzlu su, deniz tabanında gaz hidratlar, ağır hidrokarbon gazları ile petrol çıkışları gözlenmiştir. Bu bölgedeki karbonat kabukları, ana karbonat oluşumlarıdır. Gazlar, metan ve diğer kısa zincirli hidrokarbonlar (etan, propan ve izobütan) bakımından zengindir ve derin kaynaklıdır. Batı Yükselimi’nde aynı alanın dışında, yüksek molekül ağırlıklı hidrokarbonlar (petrol) ve gaz hidratlar da belirlenmiştir.

Diğer yandan, Çınarcık Havzası’nda örneklenen gaz kabarcıkları çoğunlukla biyojenik metandan oluşmaktadır. Faylardan sızan termojenik gazlar, Trakya Havzası’ndan üretilen gazlarla aynı bileşime ve derin kökene sahiptir. Merkez Yükselim’deki ve Çınarcık Havzası güneyindeki gaz örneklerinin analizi, petrol de dahil olmak üzere metan olmayan hidrokarbonların anaerobik oksidasyon sonucunda ortaya çıktığını göstermektedir. Marmara Denizi’ndeki çoğunlukla metan bileşimli hidrokarbon gazlarının kaynağı, hem biyojenik hem de termojeniktir. Yükselimlerde örneklenen gazlar, termojenik kökenlidir ve Trakya Havzası’nın hidrokarbon gazları ile benzer bir karbon izotop bileşimine sahiptir. Bu sonuçların tümü, Trakya Havzası’na benzer bileşim ve izotop değerlerine sahip olan Marmara Denizi yükselimlerinde örneklenen sığ gaz hidrat ile birlikte termojenik gaz ve petrol sızıntılarının varlığı ile uyumludur.

Marmara Denizi’nin ayrıntılı jeofizik verileri (sismik, gravite ve manyetik) literatürde mevcuttur. Marmara Denizi Havzası’nın yeraltı jeolojisi ile ilgili de birçok çalışma yapılmıştır.Marmara Denizi’nde gelecekteki hidrokarbon arama faaliyetleri için hedef alanları belirlemek amacıyla, deniz ve kıyıya yakın kara alanlarındaki arama kuyularının loglarını da içeren büyük bir veri seti (jeolojik, jeokimyasal ve jeofizik veriler) incelenmiştir. Yapılan bu kapsamlı inceleme sonucunda, Marmara Denizi’nde keşfedilebilecek bazı petrol ve gaz rezervuarlarının bulunabileceği tespit edilmiştir. 

SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Hidrokarbon emareli kuyular, hidrokarbon gaz çıkışları, çamur volkanları, soğuk sızıntılar ve otijenik karbonatlar, Türkiye denizlerindeki çalışan petrol sistemlerinin varlığı için kanıttır. Günümüze kadar, Türkiye denizlerindeki hidrokarbon arama faaliyetlerinin temel odak noktası, sondaj faaliyetlerinin yanı sıra sismik araştırmalar olmuştur. Önceki jeolojik, jeofizik ve sondaj verileri değerlendirildiğinde, denizlerdeki hidrokarbon aramalarında ekonomik üretim yapılabilir petrol ve doğalgaz sahalarının keşfedilmesinde başarısız olunmasının ana nedeninin jeolojik ve jeofizik veri yetersizliği olmadığı, aksine arama kuyusu lokasyonlarının yanlış seçilmesi olduğu kolaylıkla tespit edilebilmektedir.

Bu nedenle, sondaj lokasyonlarının sadece sismik ölçümlerden elde edilen sinyal yorumlarına dayanılarak seçilmesi yerine, mevcut jeolojik, jeokimyasal ve jeofizik verilerin bütünleşik bir şekilde değerlendirmesi sonucunda seçilmesi oldukça önemlidir. Petrol ve doğalgaz araştırmalarında veri miktarı ve türü arttıkça, tüm jeolojik, jeokimyasal ve jeofizik bilgi ve verilerin bütünleştirilmesi bir gereklilik haline gelmiştir. Tüm bilgi ve verilerin başarılı bir şekilde ilişkilendirilmesi, daha doğru sonuçlara ulaşılmasına katkı sağlayacaktır.

Bu çalışmada, Akdeniz, Karadeniz ve Marmara Denizi havzalarında petrol ve doğalgaz birikimleri için umut vaat eden alanlar ve bu alanlarda delinmesi önerilen arama sondajlarının lokasyonları, öncel jeolojik, jeokimyasal ve jeofizik veriler bütünleştirilerek ve kişisel deneyimlerle birleştirilerek belirlenmiştir. Gelecek hidrokarbon arama faaliyetlerinin bu çalışmada önerilen hedef alanlara kaydırılmaları durumunda, keşif başarısına katkıda bulunulabileceği öngörülmektedir. Bu çalışmada önerilen lokasyonlarda, sondaj çalışmaları yapılmadan önce MTA ORUÇ REİS gemisi kullanılarak su sütunundan ve deniz tabanından jeolojik ve jeokimyasal numuneler alınarak sondaj yerlerinin doğrulanması tavsiye edilmektedir.

Re-Os izotop sistemi, son yirmi yılda dikkate değer gelişmeler yaşamıştır ve organik maddece zengin kayaların/hidrokarbonların/petrollerin yaşlarının doğrudan belirlenmesi için petrol jeolojisinde değerli bir jeokronometre olarak kullanılmaktadır. Re-Os izotop sistemi, organik maddece zengin kayaların ve hidrokarbonların/petrollerin oluşum ortamlarının jeolojik yorumu için de önemli bilgiler sağlar. 

Öncel çalışmalarda, Trakya Havzası’ndaki hidrokarbonların ve Marmara Denizi’nde termojenik gazların benzer karbon izotop bileşimine sahip olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle, deniz tabanındaki organik maddece zengin kayaçlar/hidrokarbonlar/petrollerden ve karbonat kabuklardan ve delinecek yeni kuyulardan alınacak numunelerde, Re-Os izotop analizi yapılmalıdır. 

Bu şekilde, söz konusu izotop sisteminin Marmara Denizi Havzası ve Trakya Havzası’ndaki petrol sistemleri arasındaki ilişkilerin anlaşılmasına önemli ölçüde katkıda bulunacağı ve her iki havzadaki hidrokarbonların oluşumuna neden olan süreçleri jeolojik zaman ölçeğinde netleştireceği düşünülmektedir. Bu analizler, iki bitişik havzadaki hidrokarbonların nasıl göç ettiği sorusunu da cevaplayabilir.

Re-Os izotop sisteminin sağlayabileceği bilgiler, Türkiye denizlerindeki petrol ve doğalgaz araştırmaları açısından oldukça önemlidir. Bu nedenle, denizlerde delinecek yeni kuyulardan alınacak numunelerde, organik maddece zengin kayaların ve hidrokarbonların/petrollerin yaşlarının belirlenmesi için Re-Os izotop analizleri yapılmalıdır. Böylece, her üç denizdeki hidrokarbonların türediği tektonik ortamlar hakkında da faydalı bilgiler elde edilebilir.