Kapanlar çok çeşitlidir ve değişik şekillerde ana ve alt gruplandırmalar yapılabilir. Burada geniş jeolojik sınıflandırmalara girilmeyerek, özet bir sınıflama sistemi ile kapanlarla ilgili bazı bilgiler ve örnekler verilmiştir. Kapanlar dört sınıf altında toplanabilir,
Yapısal Kapanlar
- Kemer (Antiklinal ve Dom kapanlar)
- Fay (Fault) Kapanlar
- Kombinasyon Kapanlar
Stratigrafik Kapanlar
- Primer Stratigrafik Kapanlar
- Sekonder Stratigrafik Kapanlar
Diğer Kapan Çeşitleri
- Kırık (Fractured) Rezervuarlar
- Hidrodinamik Kapanlar
1. Yapısal Kapanlar
1.1. Antiklinal (Kemer) ve Dome Kapanlar
Yatay hareketler; iç kısımlara basınç yaparak poröz olmayan kayaç tabakalarını yukarı doğru hareketlendirir, tabakalar bir kemer şeklinde yukarı doğru kıvrıldığında (folding) oluşan geometriye antiklin denir (aşağı doğru kıvrılırsa sinklin). Petrol su üzerinde yüzeceğinden suyun dolayısıyla kemerin üstüne çıkmaya çalışır ve kemerin üstünde bulunan shale yatakları gibi geçirimsiz kayaçlar nedeniyle, tepede bir hampetrol havuzu meydana gelir. Bu tip alanlar doğal gazın tutulmasına da olanak sağlar (Şekil-1).
Şekil-1: Antiklin kapanlar
Tepe kısmı yayvanlaşmış çok kısa antiklin oluşumlara da dome (kubbe) denir. Domeler dağların neden olduğu yan basınçların etkisiyle, veya derin tuz yataklarının kayması ve katlanmasıyla meydana gelir. Bu çeşit kapanlara Karboniferros ve Kretase kayaçlarında rastlanır.
Dome Kapanlar: Tuz dome kapanlar bu tür kapanlara iyi bir örnektir. Tuz özel bir maddedir, yeterli derecede ısı ve basınçla karşılaştığında aşağı doğru yavaş yavaş hareket eden bir kütleye dönüşür. Yer yüzeyinden kilometrelerce aşağıdaki bu akışkan kütle yukarı doğru çıkarken yolu üzerindeki bazı tabakalara çarparak kırılır ve kapanlar oluşmasına neden olur (Şekil-2).
Şekil-2: Tuz dome kapanlar
1.2. Fay (Fault) Kapanlar
Yer kabuğu tabakalarının hareketi sonucu oluşan kuvvetlerin etkisiyle kabuğun bir kısmı kırılır, parçalanır ve bir fay meydana gelir. Faylar, çoğu kez tabakaların karşılıklı olarak (birbirine doğru) hızla hareketlerinin neden olduğu depremlerde teşekkül eder. Faylar kapanlara dönüşebildiğinden doğal gaz rezervleri yönünden önemlidir.
Faylar genellikle dört tür olabilir,
- Normal faylar, genellikle graben (rift, çöküntü) yapılarla ilişkilidir; kayaların gerilme kuvvetlerine maruz kalmaları halinde meydana gelir.
- Ters faylar, kayaların beraberce sıkıştırılmaları sonucu oluşur.
- Doğrultu atımlı (strike-slip, wrench) faylarda, fay boyunca olan hareket fay yüzeyinin çarpmasına paraleldir. Bu tür faylarda yer değiştirme daha çok yatay doğrultudadır, fay boyunca dikey hareket çok azdır.
- İtme (thrust) faylar sıkıştırılmış tektoniklerle ilgili faylardır, kayalara uygulanan sıkıştırma kuvvetleri sonucu kenarlardan biri diğerine göre yukarı doğru hareket eder.
Fayın iki tarafındaki oluşumların petrolün göç etmesini engelleyecek şekilde hareket etmeleri halinde oluşan kapan şeklidir. Örneğin, fayın bir tarafındaki geçirimsiz ve sızdırmaz bir oluşum (shale veya tuz gibi), diğer tarafındaki petrol-yatağı oluşumuna zıt yönde hareket edebilir; bu durumda geçirimsiz tabaka petrolün akışını engeller ve faya karşı bir petrol havuzu oluşur (Şekil-3).
Şekil-3: Fay (fault) kapanlar
2. Kombinasyon Kapanlar
Bu tip kapanların geometrisi, litolojideki değişiklikler ve tektonik proseslerin birleşmesiyle şekillenir; tipik örnek bir tuz domu kapanıdır (Şekil-4). Tuz domu genellikle bir sodyum klorür kütlesidir, silindir şeklindedir, ve yüzeye yakın yerlerde çapı 2 km dolayındadır. Bu kütle etrafını saran kayaçlar ve çökeltiler tarafından alttan yukarı doğru itilir.
Tuz bir evaporittir, tuz yatakları doğal deniz suyunun buharlaşmasıyla meydana gelir. Daha sonra çökelmiş tuz yatakları aşama aşama derinlere gömülür ve gerekli koşullar oluştuğunda kapan şekilleri oluşur. Bu tip kapanlara Permian or Jurassic devir kayaçlarında rastlanır.
Şekil-4: Salt dome kombinasyon kapan
3. Stratigrafik Kapanlar
“Stratigrafi” terimi, temel olarak kayaçlar ve kayaç değişimleri anlamı taşır. Rezervuar yataklarının oluşması sırasında litoloji veya kayaç tiplerinde olabilecek değişmeler bazı bariyerler veya örtü kayaçları oluşmasına yolaçar; bu gibi koşullar stratigrafik kapanların meydana gelmesini sağlar. Litolojik değişimler resifler (reef), oluklar (channel) ve kum barları gibi birikinti oluşumları yaratabilir (Şekil-5).
Şekil-5: Bazı stratigrafik kapan tipleri
Stratigrafik kapanlar iki temel sınıfa ayrılır;
- Birincil (Primer) Stratigrafik Kapanlar,
- İkincil (Sekonder) Stratigrafik Kapanlar
3.1. Birincil (Primer) Stratigrafik Kapanlar
Birincil stratigrafik kapanlar kayaçların ilk şekillenişi veya yaratılışı sırasında rezervuar yatağının diğer geçirimsiz yataklar tarafından kapatılmasıyla meydana gelen kapanlardır. Bunlar arasında lensler, resifler, pinch out (kıstırma), up-dip, kumtaşı kanalları sayılabilir.
Resifler (Reef) veya karbonat birikintileri uzun zamandan buyana bilinen en önemli stratigrafik kapan tipleridir. Bu tip kayaçlar içindeki kireç taşları dolayısıyla çok fazla miktarlarda petrol ve gaz tutarlar, geçirimsiz kayaçlarla (tuz veya anhidrit cap kayaçlar olabilir) sarılarak rezervuar şeklini almışlardır. Resifler domal (pinnacle) ve şekilsiz uzantılar (bariyer) halinde oluşur ve yüksek poroziteli sert taş yapısına dönüşerek çoğalırlar. Bu tip kayaçlarda karşılaşılan iki sorun vardır; birincisi, bütün resiflerin hidrokarbon içermemesi, diğeri birikinti fasiyeslerine uymayan rezervuar özellikleri göstermesidir (Şekil-6).
Şekil-6: Kum merceği ve resifi
Pinchout: (Kıstırma): Bir rezervuar kayaç tabakası (gözeneklidir) aniden sonlanarak shale veya tuz kayacı gibi, hiçbir akıma izin vermeyen sızdırmaz bir tabaka tarafından kaplandığında rezervuarın üst kısımlarına yakın yerlerde oluşan kapandır; tepede rezervuar kalınlığı sıfıra düşer (Şekil-7).
Pinchoutlar ikinci zamanın (Mezozoik) son kısmı olan ve arzın 500 metre kadarki derinliklerinde yeralan Kretase kayaçlarda çok görülür; buralardaki kumtaşı tabakaları çökelmelerini tamamlamış ve yoğun deniz şeyllerine dönüşmüştür.
Up-Dip Plug: Bu tip bir kapan petrolün yukarı doğru akışını engelleyerek diğer çok elverişli bir rezervuar kayacına akmasını önler; kanallarda biriken geçirimsiz kalıntılar rezervuarın alt kısımlarıyla teması kesen bir tapa veya set oluşturur. Rezervuarın porozitesi ve geçirgenliğinin değişmesiyle alt kısımları geçirgen ve poröz, dolayısıyla hidrokarbonlar içerirken, üst kısımları geçirimsiz ve nonporöz olur. Bunun sonucunda rezervuarın bir kısmı sadece su tutar, petrol veya gaz yakalayamaz.
Karmaşık yapılı bu yapıdaki kapanlara Kresate dönemi kayaçlar arasında rastlanır (Şekil-8).
Şekil-8: Bir kumtaşı kanal oluşumu (Sandstone channel)
3.2. Sekonder Stratigrafik Kapanlar
İkincil stratigrafik kapanlar ilk şekillenen rezervuar kayaçların daha sonra çeşitli nedenlerle (özellikle de diyajenez nedeniyle) değişime uğramasıyla, orijinal porozitesi veya geçirgenliğinin değişmesiyle, yani kayaç karakterinin değişmesiyle oluşurlar; unconformity (tabakaların birbirine uymaz halde bulunması), çözünme ve betonlaşma gibi. Bunlardan unconformity çok önemli bir kapan tipidir; örneğin, eğilen yaşlı kumtaşı tabakaları, birbirleriyle uyumsuz halde bloke olur ve yatakların üstüne yerleşir. Unconformite altındaki kayaçlar, genellikle yüksek derecede hava boşluğu içerirler, çok poröz ve geçirgendirler, dolayısıyla iyi birer rezervuar oluşumlardır.
Unconformite (Benzeyişsizlik): Benzeyişsizlik, birbirine uymayan tabakaları tanımlar Eğilen bir petrol-yatağı kayacı, yatay ve sızdırmaz bir kayaç tabakası tarafından kesilir (Şekil-9).
Unconformite, kayaçların çökelme sürecinde oluşan bir kırıktır. Temel tabakaların eğilmesi, erozyona uğraması (aşınması) ve sonra yatay sızdırmaz kayaçlarla kaplanması sonucu petrol ve gazın toplanacağı bir kapan oluşur. Karboniferros (315-345 milyon yıl önce) dönemi kayaçlarındaki unconformite kapanlar çok önemli petrol yataklarıdır.
Şekil-9: Unconformite kapan oluşumlar
4. Diğer Kapan Çeşitleri
4.1. Kırık (Fractured) Rezervuarlar
Kırık taban kayaçları, üstünü kaplayan şeyl tabakasını iterek yukarı doğru çıkıntı yaparlar ve bir kapan meydana getirirler. Diğer iyi bir kapan türü de, faylar boyunca uzanan betonla kaplanmış kırıkların (kireç taşları ve çakmak taşları) yanal uzanımla boyunca oluşturduğu kapanlardır (Şekil-10).
Diskonformite altındaki kırık porozitede kapanlanan ve fay tabakalara bitişik kırık porozitede kapanlanan petrol
Şekil-10: Kırık rezervuarlar
4.2. Hidrodinamik Kapanlar
