Jeotermal enerji potansiyelinin araştırılacağı sahanın veya sahaların ayrıntılı jeolojik, jeofiziksel,jeokimyasal ve sondaj çalışmalarının kapsamı aşağıda verildiği gibi olmalıdır;
a) Jeolojik çalışmalarla formasyonların litolojik, stratigrafik, petrografik ve jeolojik yapıları,
b) Jeofizik çalışmalarla yer altı yapısal jeolojisi,
c) Fotojeolojik çalışmalarla jeolojik, tektonik ve litolojik özellikler,
d) Jeokimyasal çalışmalar ile su kimyası ve su-kayaç ilişkileri,

Keşif Çalışması ve Keşif Raporu
  Başlangıç aşamasında aktif, aktif olmayan ve sönmüş jeotermal oluşumların bir kaydının ve ön değerlendirmesinin yapılması yanında, aktüel veya potansiyel enerji gereksinimlerine göre başlangıç çalışma alanlarının tavsiye edilmesi amacıyla yapılan jeolojik, jeofizik ve jeokimyasal çalışmalardır. Araştırma sonucunda elde edilen bilgilerle bölgenin stratigrafik, litolojik ve tektonik özellikleri, jeolojik kesitler, blok diyagramlar gibi çalışmalar hakkında bir “Keşif Raporu” hazırlanarak; bu raporda jeotermal alanın geliştirilmesi için ön potansiyel değerlendirilmesi yapılarak, çalışmalara devam edilip edilmemesi konusundaki karar yer almalıdır. Bu çalışmalarda genel jeolojik durum için 1/100.000 ölçekli jeolojik haritalar kullanılabilir.

Jeolojik Arama Teknikleri

Literatür Araştırması :
  Tüm arama programları, ister detaylı ister keşif çalışması olsun, var olan tüm verilerin toplanması ve incelenmesiyle başlar. Ülkemizde bu tür bilgilere, yerbilimleriyle uğraşan başta MTA, DSİ ve TPAO gibi kurumların yanında, Üniversitelerin yaptıkları çalışmalar ve profesyonel dergi ve bu konularda düzenlenmiş kongre ve sempozyumların kitapçıklarında ulaşılabilir. Literatür çalışması en ucuz arama tekniğidir ve bunun dikkatli ve sağlıklı yapılmasının sonuçlarının getirisi büyük olabilir.

Uzaktan Algılama Çalışmaları :
  Hava fotoğraflarının interpretasyonu jeotermal aramada ilk adımdır. Fotoğraflar yapısal analiz, jeolojik harita yapma ve topoğrafisi zor alanlarda jeofizik ölçmelerde kullanılır. Eğer bölgesel ve stratigrafik çatı iyi bilinmiyorsa havadan yapılan manyetik ölçmeler, ucuz olarak ek bilgi sağlar. Benzer olarak havadan Landsat gibi uydulardan alınan kızıl ötesi ışın fotoğrafları ısınmış, sıcak bölgeleri tespit etmeye yarar.

Jeolojik Harita Hazırlanması :
  Jeotermal enerji sağlanacak bölgenin 1/25.000 ölçekli jeolojik haritası yapılmalıdır. Yapılan çalışmalarla; kaya birimleri ve dokanak ilişkileri, kaya birimlerinin doğrultu ve eğimi, kaya birimlerinin gözenek ve geçirgenliği, kaya birimlerinin kalınlığı, yapısal öğeler (fay ve çatlak sistemleri, genç faylar,
graben sistemleri, bindirmeler, şaryajlar, kıvrım sistemleri, tektonik gerilme yönleri, bunların özellikleri ve birbirleri ile olan ilişkileri), sıcak ve soğuk su noktaları, mağmatik dayklar ve sokulumlar, volkanik merkezler, hidrotermal alterasyon zonları, yaş belirleyici veriler (özellikle mağmatik aktivite yaşı), farklı litolojideki tortul oluşukların ve volkanik kayaçların ayırtımı ve yaşlarının belirlenmesi, tektonizma,mağmatizma-volkanizma ve jeotermal enerji sağlanacak olası hazne kaya, örtü kaya ve ısı kaynağı, gibi konular araştırılarak, haritada işaretlenmelidir .

Yüzey Aktivitelerinin İncelenmesi :
  Difüzif çıkışlar, doğrudan boşalım, gayzer ve saklı boşalım şeklindeki tüm yüzey aktivitelerinin basit bile olsa topoğrafik olarak haritaları yapılarak, bunlardan dışarıya çıkan akışkanların (sıvı+iki faz+buhar ve/veya gaz) debileri, sıcaklıkları ölçülerek ve bileşimlerini belirlemek amacıyla, akışkanlardan örnekler alınmalıdır. Bu verilerden hareketle; jeotermal sistemin ısı deşarj miktarı belirlenmeli, jeolojik harita üzerinde bu aktivitelerin yerleriyle sistemin kaba yapısı, tektonizması ve hidrolojik model tekrar yorumlanarak, aktivitelerin en şiddetlisi merkez kabul edilmek üzere tekrar yorumlanmalıdır. Bu aktivitelerin en şiddetlisi merkez kabul edilmek üzere 10-15 km yarıçap içinde jeofizik araştırmalar gerçekleştirilmelidir.

Petrolojik Çalışmalar :
  Yaş belirleyici veriler (özellikle mağmatik aktivite yaşı), farklı litolojideki tortul oluşukların ve volkanik kayaçların ayırımı ve yaşları belirlenmelidir. Hidrotermal alterasyon bölgelerinden alınan örneklerin de yaşı tesbit edilmelidir. Bu konularda çalışma alanında yer alan formasyonlardan kayaç örnekleri alınarak bunların mineralojik ve petrografik incelemeleri yapılmalıdır.

Yapısal Jeolojik Çalışmalar :
  Yörenin genel tektonik yapısı içinde çalışma alanındaki fayların tipleri, yönleri, eğimleri, atımları belirlenmeli ve bunlardan hangilerinin jeotermal akışkanların sirkülasyonuna yardımcı olduğunu belirlemek için özellikle Jeofizik yöntemlerden destek alması gerekmektedir.Çatlak çalışmaları hem jeotermal alanın bulunduğu havzanın, hem de jeotermal alanın kendisinin atlak doğasının tanımını yapmak amacıyla aşağıdaki çalışmalar çerçevesinde; hava ve Landsat fotoğraflarından çatlak yönlenmesi ve frekansları belirlemek üzere gül diyagramları hazırlanarak, belirlenen çatlakların boyutları ve minerallerle tıkanma durumları ile buralarda çökelen mineraller harita üzerinde işaretlenmeli ve kayaçlar üzerindeki çatlaklar incelenerek, ikincil geçirgenlik konusunda bilgi oluşturulmalıdır. Arama daralıp harita ölçeği arttıkça, çatlak çalışmaları daha detaylı hale gelmelidir.

Araştırma Sondajları :
  Arama sondajı yüzey aramasının sonu ve derin arama aşamasının başlangıcı demektir. Bundan sonra yapılacak sondajlar, derin arama aşamasının bir parçası olurlar. Arama sondaj yerleri aşağıdaki jeolojik, jeofizik ve jeokimyasal kriterler dikkate alınarak yapılamalıdır:
– Jeolojik açıdan, jepfizik veriler değerlendirilerek derinlerde geçirgenlik ve gözenekliliğin olması konusunda fiziksel kanıtlar aranmalı ve güvenli rezervuar işletmesinin yapılabileceği derinlikte düşeye yakın fayların kesilmesi öngörülmelidir.
– Jeofiziksel açıdan, önemli süreksizlik ve fay zonlarının gravite ölçümleriyle belirlenmesi ve Özdirenç yöntemi ile araştırılan derinliklerde en düşük özdirenç değerlerinin olduğu alanlar veya Elektromanyetk aramalarla en yüksek elektriksel iletkenliğe sahip alanlar seçilmelidir.
– Elde edilen Jeofizik veriler ışığında sondaj yerleri belirlenerek olası riskler en aza indirilmelidir. Özellikle güncel Alüvyonların kalın olduğu çökelim alanlarında yüzeyde jeolojik izler olmadığı için özellikle Jeotermal alanların araştırılmasında Jeofizik yöntemler mutlaka kullanılmalıdır.
– Jeokimyasal açıdan, yüzey aktivite tipine göre seçim yapılmalıdır. Sıcak su sistemlerinde yüksek sıcaklıklı ve yeraltı su karışımının az olduğu yerler seçilmelidir. Fumarollerde ise geldiği kaynak araştırılmalıdır.
İlk kuyu yeri; derin sistem hakkında olası en çok bilgi ve veriyi sağlama veya aynı zamanda akışkan üretmesi bekleme gibi, koşulların sağlanacağı yer olmalıdır.Daha sonraki “Derin Arama” aşamasında kuyuların seçiminde aşağıdaki stratejilerden biri Aramacı tarafından seçilmelidirir:
• Birinci kuyu başarılı ise aynı jeolojik özellikleri taşıyan zonda diğer kuyuları delmek ve o zonu geliştirmek.
• Başarılı 1. Kuyudan sonra olası jeotermal alanın farklı kısımlarını araştırmak.

SONDAJ-Su (Sıcak-Soğuk)Sondajı-Su Sondaj Kuyuları Açılması :
Sondaj yapılmadan önce mutlaka jeolojik-jeofizik-hidrojeolojik etüt çalışmaları yapılmalı, su (sıcak-soğuk) sondaj çalışması için en uygun sondaj lokasyonu tespit edilmeli ve Kuyu İnşa ve Tatbik Projesi hazırlanmalıdır.

Aksi halde sondaj için harcanacak para tamamen boşa gidebilir. Yapılacak su araması-etüt neticesinde açılacak su kuyusu tasarımı yapılmalı; sondaj derinliği, sondaj lokasyonu, sondaj yöntemi, sondaj sırasında kullanılacak malzeme belirlenmelidir.
Su (sıcak-Soğuk) Sondaj Kuyusu: Derinde olan su taşıyan formasyonlardan en verimli şekilde yararlanma sondaj yöntemi ile kuyu açmak yolu ile mümkün olmaktadır.Genel anlamda sondaj; düşey ya da eğimli doğrultuda delik açma işlemidir ve bu delik açmada kullanılan ekipmanın türüne göre sondaj;

1- Darbeli Sondaj
2- Rotari Sondaj

*Birleşik (kombine) sondaj olmak üzere 3 kısımdadır. En fazla gelişmiş sondaj yöntemi Kombine sondaj yöntemidir.Delinen jeolojik formasyonun litolojik özellikleri hangisini gerektiriyorsa o yöntem uygulanmakta ve bir kuyunun değişik kısımları farklı sondaj yöntemleri ile açılarak su kuyusu tamamlanabilmektedir.

Sondaj; kaya ortamda hava sirkülasyonu ile, yumuşak zeminlerde çamur sirkülasyonu ile yapılmaktadır.  Arazinin durumuna göre, jeolojik özelliklerine göre; Her iki sirkülasyon sıvısı ile sondaj yapılmasını gerektiren durumlar olabilmektedir.

Yumuşak ve yıkılan zeminlerde sondaj çamur sirkülasyonu ile yapılır ve delme işleminden sonra kuyu techiz edilerek (kuyu kapalı ve filtreli borularla techiz edilir) boru ile kuyu cidarı arası çakıllanır. Daha sonra kuyu yıkama ve geliştirme işlemleri yapılır. Kuyu ekonomik ömrünün uzun olması için iyi bir çakıllamadan sonra geliştirme işleminin de iyi yapılmasına da bağlıdır. Sondaj-su sondajı-kuyu için teklif alınırken ucuz olana değil, kaliteye önem verilmelidir. Ucuz sanarak başlattığınız bir su sondaj kuyusu,size çok maliyetli hale gelebilir.

Öncelikle, çok iyi bir etüt çalışması ile su kuyusu lokasyonu tespit e dilmeli ve açılacak s u kuyusu tasarımı u zman mühendisler tarafından yapılmalıdır.Bir su sondaj kuyusunun projelendirilmesi; kuyunun yapısına uygun olacak etkenleri ve kuyu açılması sırasında kullanılacak malzemenin seçimini içerir. İyi bir su kuyusu projesi; kuyu ekonomik ömrünün uzun olmasını sağlamanın yanında ekonomi boyutunu da kapsar.

Su sondaj kuyusu Projesi işinin ehli uzman mühendisler tarafından y apılmadığı takdirde; ileride kuyu işletme sırasında kuyu sahibine yüksek pompaj ve bakım maliyetleri de yüklenebilir. Başlangıçta ucuz sanılan bir işlem, biraz daha uzun vadede size çok çok pahalıya mal olabilir. Sondaj ekibi, kuyu projesine göre su kuyusunun inşasını yapmalıdır. Sondaj sırasında yeraltının değişik koşullarına göre gereken değişikliklerin geç kalınmadan yapılması gerekir. Su sondajı mutlaka uzman mühendis tarafından kontrol edilmelidir. Aksi halde;”ucuz etin suyu yavan olur” atasözümüzde olduğu gibi hoş olmayan durumlarla karşılaşılır.

Kaya ortamda – Sert Kayalarda ise sondaj, hava sirkülasyonu ile gerçekleşir. Hava-çekiçli sondaj yöntemi en gelişmiş sondaj tekniklerinden birisidir. Bu sondaj tekniği ile delinmesi çok güç olan en sert kayalarda dahi su sondajı yapılabilmekte, üstelik su kuyusu inşaası çok kısa sürede tamamlanmaktadır ve su verimi sondaj-delme sırasında tahmin edilebilir. Havalı sistem sondaj çalışmalarında köpük de kullanılır. Hava çekiçli sondaj yöntemi;kendini tutamayan taneli formasyonlarda uygulanamaz.

Jeolojik formasyonun özelliklerine göre; bazı bölgelerde her iki sondaj yöntemi birlikte kullanılır.

Su Sondajı-Su Kuyusu:
Su sondajı yapılmadan önce sahada hidrojeolojik etüt (su etüdü) çalışması yapılmalı ve sahanın jeolojik yapısına göre Kuyu Projesi hazırlanmalıdır.
Her türlü zeminde ve sert kayada Su Sondajı yapılmaktadır. Sondaj; kaya ortamda hava sirkülasyonu ile, yumuşak zeminlerde çamur sirkülasyonu ile yapılmaktadır.
Arazinin durumuna göre, jeolojik yapıya – formasyonların özelliklerine göre; Her iki sondaj tekniğinin kullanılmasını gerektiren durumlar olabilmektedir.

Yumuşak ve yıkılan zeminlerde sondaj çamur sirkülasyonu ile yapılır ve delme işleminden sonra kuyu techiz edilerek boru ile kuyu cidarı arası çakıllanır. Daha sonra kuyu inkişafı yapılır.

Kaya ortamda – Sert Kayalarda kullanılan sondaj tekniği çamur sirkülasyonlu sondajdan daha farklıdır. Kaya ortamda sondaj, hava sirkülasyonu ile gerçekleşir.

Hidrojeolojik Etüt (su etüdü) yapılarak Su sondaj lokasyonunun doğru olarak belirlenmesi kuyudan yüksek verimde su çekilmesine, bu nedenle de düşük verimli 3-4 kuyudan 3-4 adet pompa çalıştırılarak elde edilecek su verimi,bir kuyudan bir tek pompa ile temin edilmiş olur. Elektrik giderleri, kuyu işletme giderleri azalır. Kuyudan su çıkmaması halinde ise yapılan emek ve para ziyan olacaktır.Temini gereken suyun çok fazla derinde olmayan su taşıyan formasyonlardan temin edilmesi halinde kuyu maliyeti azalacaktır.

İ yi bir su kuyusu tasarımında dikkat edilecek hususlar:
Akiferin(su taşıyan formasyon) kapasitesi ile uyumlu şekilde,en az düşümle en yüksek su debisinin sağlanması,
Uygun olan yöntemle kirlilikten koruma sağlayarak,iyi kalitede su elde etmek,
Açılacak kuyunun ekonomik ömrünün uzun olması(25 yıl ve fazlası),
Su içinde ince malzemenin hiç olmamasının sağlanması,
Kuyu işletme maliyetlerinin minimum düzeye indirilmesi.

JEOTERMAL ARAŞTIRMALAR İÇİN BİRLİKTE KULLANILAN JEOFİZİK YÖNTEMLER

1. TERMAL YÖNTEMLER
2. JEOELEKTRİK YÖNTEMLER
    2.1. Elekrik Özdirenç Yöntemi
    2.2. Etkisel Kutuplaştırma Yöntemi (% FE veya IP)
    2.3. Kontrollü Kaynaklı Elektromanyetik (CSEM)
    2.4. Audiomagnetotellürik (AMT)
    2.5. Magnetotellürik ve Audiofrekans
           Magnetotellürik Magnetotellürik (MT/ AMT)
    2.6. Doğal Gerilim (SP)
    2.7. Tellürik Akımlar
3. GRAVİTE YÖNTEMİ
4. MAGNETİK YÖNTEM
5. SİSMİK YÖNTEMLER
    5.1. Mikrosismik
    5.2. Mikrodepremler
    5.3. Telesismik
    5.4. Sismik Kırılma Yansıma Yöntemleri
6. RADİOMETRİK YÖNTEMLER
7. JEOFİZİK KUYU LOGLARI
8. KUYU JEOFİZİĞİ
    8.1. Düşey Sismik Profili (VSP
    8.2. Sismik Tomografi

Hidrotermal kaynakların bulunduğu bölgelerdeki jeotermal araştırmalarda, söz konusu bölgelerin jeolojik yapısına göre öncelikli olarak bir çok disiplin  içerisinde farklı jeofizik yöntemler sırasıyla uygulanmaktadır. Ancak ülkemizde bu çalışma disiplinine pek rastlanmamaktadır. Bu yüzden, derleme şeklindeki bu makalede, her jeofizik prospeksiyon kitaplarında rastlanması mümkün olan
rastlanması mümkün olan uygulamalı jeofizik yöntemlerin uygulama prensiplerine girilmeden, sadece her jeotermal araştırmalarda üzerinde
titizlikle durulması ve uygulanması gereken hususlara yer verilmeye  çalışılmıştır. Aksi halde söz konusu jeotermal araştırmalarda doğru bir sonuca
ulaşmak mümkün olmayabilir.

3. JEOTERMAL ARAŞTIRMALARDA JEOFİZİK YÖNTEMLERİN KULLANIMI
(Wright ve ark. 1985)
YAPILAR ÖNCELİKLİ KULLANIM SIRASI

Vadilerde :
1. Düşey elektrik sondajı yöntemi
2. Mikrodeprem, gravite manyetik, magnetotellürik, dipol-dipol, bipol-dipol, ve Isı akışı ile Termal gradient yöntemleri.

Havza ve Civarı :
Birincil ve ikincil jeomanyetik Sondajlar, CSAMT, yatay elektrik sondajı, pole-dipol IP ve kuyu jeofiziği yöntemlerinden başka bütün yöntemler

Sokulumlarda :
1. Gravite, manyetik, düşey elektrik sondajı ve sıcaklık gradient yöntemler
2. Yansımalı sismik, audiomagnetotellürik magnetotellürik, dipol-dipol ve ısı
akısı yöntemler

Volkaniklerde :
1. Gravite ve düşey elektrik sondajı yöntemleri
2. Mikrodepremler, yansımalı sismik magnetik magnetotellürik, dipoldipol,
bipol-dipol, SP, ısı akısı, termal gradient yöntemler.

Havzalarda :
1. Granite, düşey elektrik sondajı, ısı akısı ve termal yöntemler
2. Yansımalı sismik magnetotellürik ve tellürik yöntemler.