Petrol ve doğalgaz mühendisliği

Petrol ve doğal gaz mühendisliği, ham petrol veya doğal gaz gibi hidrokarbonların üretimi ile ilgili faaliyetlerle ilgilenen mühendislik dalıdır. Petrol arama ve üretimi ile doğal gaz endüstrisinin kaynak sektör içerisinde yer aldığı kabul edilir. Yer altı kaynaklarının keşfi ile petrol ve doğal gaz endüstrisi olmak üzere, mühendisliğin iki ana disiplini bulunmaktadır. Her iki disiplinde yer altındaki hidrokarbon rezervlerinin, ekonomiye olan katkısını arttırmaya odaklanmaktadır. Petrol mühendisliği çok yüksek gözenekli kayalar içerisindeki yağ, su ve gazın fiziksel davranışları konusuna ayrıntılı bir anlayış getirerek, bu kaynağın geri kazanılabilir hacminin tahmin edilmesi üzerine odaklanmaktadır.

Bir kuyunun açılacağı yerin belirlenmesi amacıyla, rezervuar mühendisleri tarafından kullanılan bir harita örneği. Bu ekran görüntüsü Vermilion Parish, Erath, Louisiana'da bulunan Erath alanında, 8.500 ft derinlikteki gaz ve petrol rezerv formasyonları için harita yazılımı tarafından oluşturulmuştur. Burada fay hattı mavi/yeşil çizgiler arasında ve mor/sarı/kırmızı kontur renklerinde gösterilmiştir. Haritanın ortasındaki ince kırmızı yuvarlak çizgi ise üst petrol rezervini göstermektedir. Çünkü doğalgaz yağı yüzeyde yer alır. İnce kırmızı renkli çizgi ise doğalgaz/petrol ile temas eden bölgeyi belirler.

Jeologlar ve petrol mühendisleri ortak çaba ile bir hidrokarbon birikiminin ömrü boyunca geliştiği rezervuarları bulmak, tükenme şekillerini incelemek ve genellikle alan ekonomisine yönelik en yüksek etkisini tespit edebilmek için çalışırlar. Petrol mühendisliği jeofizik, petrol jeolojisi, formasyon değerlendirme (kuyu günlüğü), sondaj, ekonomi, rezervuar simülasyonu, rezervuar muhendisliği, iyi derecede mühendislik, yapay asansör sistemleri, ikmal ve petrol ile doğal gaz tesisleri mühendisliğinin yanı sıra benzer pek çok diğer disiplin konusunda iyi bir bilgi edinimi gerektirir.

Endüstri tarihsel olarak fizik, kimya mühendisliği ile maden mühendisliği disiplinlerinden oluşmuştur. Daha sonraki gelişimindeki eğitim ise genellikle petrol şirketleri içerisinde alınmıştır.

Genel bakış

Profesyonel anlamda meslek ilk olarak 1914 yılında Amerikan Madencilik Enstitüsü içerisinde Metalurji ve Petrol Mühendisleri (AIME) ile başlamıştır. İlk petrol mühendisliği lisansı 1915 yılında Pittsburgh Üniversitesi tarafından verilmiştir. O tarihten itibaren meslek daha zor durumları çözebilmek amacıyla sürekli gelişmiş ve Dünya'da sürekli yeni petrol sahalarının bulunması nedeniyle çok sayıda mezun vermiştir. Bilgisayar modellemesi, malzeme ve istatistik uygulamaları, olasılık analizi, yatay sondaj ve gelişmiş petrol geri kazanımı gibi yeni teknolojiler oluştukça, bu gelişmeler petrol mühendislerinin alet çantalarının yeniden düzenlenmesine yol açmıştır.

Petrol mühendisleri artık daha zor koşullar olan derin sular, kutup ve çöl koşulları ile yetinmemektedir. Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç içeren ortamlardaki operasyonlar günümüzde neredeyse olağan hale gelmiştir. Bu nedenle geniş şekilde termal hidrolikler, jeomekanikler ve akıllı sistemler gibi değişken konularda yetkin petrol mühendislerine her geçen gün ihtiyaç artmaktadır.

Petrol Mühendisleri Derneği (SPE), petrol mühendisleri için en büyük profesyonel topluluktur ve sanayi ile ilgili pek çok bilgi yayınlamaktadır. Başta petrol üretimi yapılan bölgeler olmak üzere Amerika Birleşik Devletleri'nde petrol mühendisliği eğitimi veren 17 üniversite mevcuttur. Dünya genelinde ise çok daha fazlası bulunmaktadır. Ayrıca bazı petrol şirketleri tarafından petrol mühendisliği eğitimi verilen sınıflar bulunmaktadır.

Petrol fiyatları düştüğünde kitlesel şekilde şirketlerde işten çıkarma eğilimi olmasına rağmen, petrol mühendisliği tarihsel olarak yüksek ücret elde edilebilen disiplinlerden birisi olmuştur. Forbes.com adresinde 4 Haziran 2007 tarihinde yayınlanan bir makalede, petrol mühendisliğinin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en iyi ücrete sahip 24 işten birisi olduğu açıklanmıştır. Kolejler ve İşverenler Ulusal Derneği'nin 2010 yılında yaptığı bir ankette, yıllık ortalama 125.220 $ ücret ile petrol mühendisliği mezunlarının işbaşı yaptığı açıklanmıştır. Deneyimli petrol mühendisleri ise yıllık ortalama 170.000 $ ile 260.000 $ arasında değişen miktarlarda iş bulabilmektedirler.

Türleri

Petrol mühendisliğinin kendi arasında üç türü bulunmaktadır. Bunlar:

• Rezervuar mühendisliği, kuyuların uygun alanlara yerleştirilmesi, üretim oranları, gelişmiş petrol geri kazanım teknikleri ile petrol ve doğal gaz üretiminin iyi duruma getirilmesini sağlamak için çalışırlar.
• Sondaj mühendisliği, sondaj arama, üretim ve enjeksiyon kuyularının teknik yönlerini yönetirler.
• Petrol üretim mühendisliği, yeraltı mühendisliği de dahil olmak üzere, rezervuar ve delikler, kum kontrolü, kuyu akışının kontrolü ve kuyu izleme ekipmanları arasındaki ara birimleri yönetip, yapay asansör yöntemlerini değerlendirir ve aynı zamanda üretilen sıvıların (petro, doğal gaz ve su) ayrıştırılmasını sağlayan yüzey ekipmanlarını seçerler.

Türkiye'de petrol ve doğalgaz mühendisliği

Türkiye'de petrol ve doğal gaz mühendisliği bölümü ilk olarak 1961 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi bünyesinde Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bölümü (PDGM) adıyla kurulmuştur. Prof. Dr. Ekrem Göksu bölümün kurucusu ve ilk bölüm başkanıdır. Bölüm Türkiye'de petrol ve doğal gaz kaynaklarının aranmasını sağlayacak ve üretimini yapacak petrol mühendislerinin ulusal üniversitelerde yetiştirilmesini sağlamak amacıyla açılmıştır. Bölüm ilk başlarda beş yıllık bir eğitim veriyor ve öğrencilerini bu sürede mezun ediyordu. Ancak 1971 yılında bu süre dört yıla indirilmiştir. Yine bu yıllarda petrol mühendisliği dalında doktora verilmesine başlanmıştır.

Aslında maden mühendisliğine yakınlığı nedeniyle 1930'lu yıllardan itibaren maden, metalurji, seramik, jeoloji ve petrol mühendisleri bir arada Türk Yüksek Maden Mühendisleri Cemiyeti, Türk Maden Mühendisleri Cemiyeti ve TMMOB Maden Mühendisleri Odası kapsamında örgütlenmişlerdir. Hatta 1958 yılında Türk Mühendis ve Mimar Odaları Birliği genel kurulunda İstanbul Teknik Üniversitesi'nde birinci sınıflarda maden, metalurji, petrol ve jeoloji mühendisliği öğrencilerinin bir arada öğrenim gördükleri, ardından pek çok dersin ortak olarak alındığından bu bölüm öğrencilerinin kendilerinin Maden Mühendisleri Odası bünyesine daha uygun olduklarını düşündükleri belirtilmiştir. Orta Doğu Teknik Üniversitesi maden mühendisliği bölümü daha sonra kendi bünyesinden ayrılan jeoloji ile petrol ve doğal gaz mühendisliği bölümlerinin doğmasını sağlamıştır.