Concept April 2012
Informatiebladen olie- en gaswinning Voorwoord, disclaimer 1.
Beschrijving a. Ontstaansgeschiedenis b. Conventionele winning c. Niet-conventionele winning (schaliegas en steenkoolgas)
2.
Potentieel in Nederland a. Vergunningen b. Geotechnische randvoorwaarden voor conventionele gaswinning c. Geotechnische randvoorwaarden voor schaliegas en steenkoolgas d. Diepte en voorkomen in Nederland (conventioneel) e. Diepte en voorkomen in Nederland (schaliegas en steenkoolgas)
3.
Proces a. Fasering en vergunningen b. Keten
4.
Ruimtegebruik en infrastructuur a. Boringen op land b. Boringen op zee c. Fraccing d. Gasproductielocatie en gasbehandeling e. Olieproductielocatie en oliebehandeling f. Productielocaties voor schaliegas en steenkoolgas g. Productielocaties op zee
5.
Effecten a. Bodemdaling b. Bodemtrillingen c. Milieu
6.
Andere activiteiten a. Overzicht competitie en synergie b. Competitie en synergie conventionele olie/gaswinning c. Competitie en synergie winning schaliegas en steenkoolgas d. Herbenutting
Concept April 2012
Voorwoord, disclaimer Deze informatiebladen zijn gemaakt ter ondersteuning van het kaartmateriaal dat in het kader van de projecten VRODO (Voorbereiding Ruimtelijke Ordening Diepe Ondergrond) en STRONG (Structuurvisie Ondergrond) aan de provincies en gemeenten is opgeleverd. Het betreft concepten die nog in bewerking zijn en het is daarom nadrukkelijk niet de bedoeling om deze informatie buiten het kader van STRONG te gebruiken. De informatiebladen geven een algemeen overzicht van de activiteiten die in de diepe ondergrond mogelijk zijn en van de infrastructuur en mogelijke effecten die samenhangen met het gebruik van de diepe ondergrond. Specifieke technologische details omtrent de installaties, gebruikte technieken en stoffen, etc. zullen uit andere, daar toe geëigende bronnen moeten worden gehaald. TNO is niet aansprakelijk voor eventuele fouten en onvolkomenheden in dit overzicht. De documenten zijn nog in bewerking maar geven voorlopig voldoende informatie voor het evalueren van de kaarten binnen VRODO. Hieronder volgt een aantal kanttekeningen ten aanzien van de geleverde informatie: -De informatie is niet volledig. Er zullen, waar dat mogelijk is en het binnen de scope van het project past, nog aanvullingen en verbeteringen volgen. -De documenten omvatten algemene kentallen en beschrijvingen die van de werkelijke situatie kunnen afwijken. TNO is niet aansprakelijk waar het deze afwijkingen betreft. -De meeste figuren zijn louter ter illustratie weergegeven en nu nog afkomstig van diverse bronnen. M.n. bij schematische overzichten wordt vaak een verkeerde indruk van de schaal/omvang gegeven, bijvoorbeeld betreft de diepte waarop activiteiten plaatsvinden. Deze figuren zullen later waar mogelijk worden vervangen door eigen TNO-illustraties die een betere indruk van schaal en omvang geven.
Concept April 2012
Beschrijving 1a) Ontstaansgeschiedenis Algemeen Aardgas en aardolie (koolwaterstoffen) ontstaan uit organisch rijk materiaal onder invloed van hoge druk en temperatuur. Het organische materiaal is afkomstig van dode plant- of dierresten in klei- en veenlagen. De condities voor de vorming van olie en gas (hoge druk en temperatuur) ontstaan doordat de bodem over miljoenen jaren enkele kilometers daalt en het gesteente begraven wordt onder dikke sedimentpakketten. De samenstelling van het organische materiaal en de temperatuur/druk condities bepalen of er olie dan wel gas ontstaat.
1
2
Zodra gas en olie zich vormen, zal een deel daarvan uit de klei- en steenkoollagen worden gedreven en naar boven migreren totdat het wordt tegengehouden door slecht- of niet-doorlatende gesteentepakketten. Waar koolwaterstoffen gevangen zitten in een doorlatend gesteentepakket binnen een afgebakende structuur, spreken we van een reservoir ofwel een olie- of gasveld dat op conventionele wijze gewonnen kan worden.
3
4
Een deel van de olie en het gas zal in de klei- en steenkoollagen achterblijven. Met name aardgas kan met de huidige technieken ook uit deze lagen worden gewonnen. Omdat het karakter van voorkomen en de wijze van winning afwijken van gewone gasvelden, spreken we hier over niet-conventionele aardgaswinning. Hierbinnen wordt onderscheid gemaakt tussen schaliegas (winning uit kleilagen) en steenkoolgas (winning uit steenkool).
1. Afzetting van organisch rijke sedimenten (klei of veen) 2. Langzame begraving onder jongere gesteentelagen 3. Vorming van olie/gas door toenemende begraving (hoge temperatuur en druk) 4. Migratie van olie/gas naar ondiepere lagen waar het gevangen blijft (reservoirs)
Schematische weergave van de ontstaansgeschiedenis van olie en gas
Concept April 2012
Beschrijving 1b) Conventionele winning Algemeen Conventioneel aardgas wordt gewonnen uit poreuze en goed doorlatende aquiferlagen (meestal zandsteen of carbonaatgesteente). Het gashoudende deel van de aquifer wordt ook wel een reservoir genoemd en wordt lateraal begrenst door breuken of plooiingen. Aan de bovenkant wordt het reservoir afgedekt door een afsluitend gesteente (zout of klei). De onderbegrenzing wordt gedefinieerd door het zg. gas-water contact (de overgang van watergevuld naar gasgevuld gesteente) Gas is ooit gegenereerd in een dieper gelegen gasmoedergesteente (steenkool, organisch rijke kleilagen) en gemigreerd naar het bovenliggende aquifergesteente. Gas zit vaak onder hoge druk opgeslagen in het reservoir. Deze druk zorgt er voor dat het gas naar buiten wordt gedreven zodra het wordt aangeboord. Soms worden andere gassen (bijvoorbeeld stikstof) als hulpstof geïnjecteerd om het gas uit te drijven. Indien het reservoirgesteente een slechte doorlatendheid heeft, kan stimulering (fraccing) dit verbeteren. Hierbij worden onder hoge druk barsten en scheuren in de laag aangebracht. In Nederland zijn in de afgelopen 40 jaar al ca. 200 putten gefract. Het gewonnen gas wordt via een aantal behandelingen (ontwatering, aanpassing samenstelling) op de juiste kwaliteit gebracht voor invoer in het hoofdgasnetwerk.
Etage 7 (Noordzee Groep)
Etage 6 (Chalk Groep) Etage 5 (Rijnland Groep) Etage 3 (Trias groepen)
Etage 2 (Zechstein Groep)
prospect
afsluitend gesteente gasveld
Etage 1 (Rotliegend Groep)
Etage 0 (Carboon groepen)
aquifer
gasmoedergesteente
Schematische doorsnede van een gasveld (reservoir) en prospect (gebaseerd op winningsplan Vries (NAM, 2003)
Concept April 2012
Beschrijving 1c) Niet-conventionele winning (schaliegas en steenkoolgas) Algemeen Zowel schaliegas als steenkoolgas vallen onder de noemer “niet-conventionele aardgaswinning”. In feite betreft het gewoon aardgas dat echter in andere soorten gesteenten en lagen zit opgesloten dan conventioneel aardgas en daardoor ook met andere technieken gewonnen wordt. Schaliegas en steenkoolgas zitten in het gasrijke moedergesteente zelf (kleisteen en steenkool). Beide gesteenten zijn over het algemeen zeer slecht doorlatend en kan alleen met aangepaste technieken (o.a. fraccing) worden gewonnen. Schalie-/steenkoolgas zit niet opgeslagen in een afgebakende structuur maar heeft een grote verbreiding binnen de gehele laag. Voor de winning van schaliegas (en vaak ook steenkoolgas) moet het gesteente eerst doorlatend worden gemaakt door middel van zg. fraccen. Hierbij worden onder hoge druk scheuren in het gesteente aangebracht waarlangs het gas toestroomt. Bij de winning van steenkoolgas wordt eerst langdurig (enkele jaren) water opgepompt om zo de druk te verlagen waarna het gas vrijkomt uit de steenkool. Zowel schaliegas als steenkoolgas vergen vele boringen voor een substantiële winning. Net als bij conventioneel gas, wordt het gewonnen gas via een aantal behandelingen (ontwatering, aanpassing samenstelling, compressie, etc.) op de juiste kwaliteit gebracht voor invoer in het hoofd gasnetwerk.
A B C D
Conventioneel aardgas Afsluitende laag Gasrijke schalie 'Tight gas' opgesloten in dichte zandsteen
E Olie F Geassocieerd aardgas G Menthaan in steenkool
Schematisch overzicht van schaliegas en steenkoolgas in combinatie met conventioneel gas/olie (bron: www.fibronot.nl)
Potentieel in Nederland
Concept April 2012
2a) Vergunningen De opsporing en winning van conventioneel aardgas en aardolie is in Nederland ontwikkeld tot een volwassen activiteit. Voor schaliegas en steenkoolgas vinden wel opsporingsactiviteiten en regionale evaluaties plaats maar er is nog geen voorkomen aangeboord. Er zijn meer dan 400 gasvelden ontdekt, zowel op land als op zee. De intensieve opsporingsactiviteiten hebben geresulteerd in een uitgebreide seismiek- en boringendataset die grote delen van Nederland en de Noordzee bedekt. In de kaart hiernaast staan de gebieden aangegeven waarvoor een winningsvergunning dan wel een opsporingsvergunning voor koolwaterstoffen is verleend of aangevraagd. De Provincie Groningen bevat het grootste gasveld. Naar verwachting zullen er weinig nieuwe grote velden worden gevonden. De meeste opsporing is gericht op kleinere voorkomens. Daarnaast zijn relatief grote gebieden aangevraagd waar mogelijkheden voor nietconventionele winning wordt onderzocht. Gaswinning vindt ook plaats in de buurlanden Engeland, Denemarken en Duitsland. Indien velden op de grens met het buitenland vallen, dienen speciale overeenkomsten te worden gesloten m.b.t. het aandeel waar ieder land recht op heeft. O.a. Engeland en Polen zijn wat verder gevorderd met de ontwikkeling van schaliegas en steenkoolgas en hebben diverse boringen verricht.
Vergunninggebieden voor opsporing en winning van koolwaterstoffen (dd. April 2012)
Concept April 2012
Potentieel in Nederland 2b) Geotechnische randvoorwaarden voor conventionele gaswinning
Harde geologische randvoorwaarden
Andere technische en economische wegingsfactoren
Aanwezigheid van een olie- en gas-genererend gesteente (koollagen of organisch rijke kleilagen) dat op de juiste diepte begraven is geweest (hoge druk en temperatuur) voor de vorming van gas.
Het volume aan gas, bepaald door de gesteenteporositeit, hoogte van de gaskolom, mate van gasverzadiging en vloeistofdruk. Deze factoren bepalen, samen met de omvang van de structuur, het totale gasvolume in het reservoir.
Een poreus en doorlatend aquifergesteente dat wordt afgedekt door een afsluitende gesteentepakket (meestal klei of zout). Aanwezigheid van hoger gelegen (breuk-/plooibegrenste) compartimenten in het aquifergesteente.
Mate van doorlatendheid van het gesteente en verbondenheid van het gasvoorkomen. Deze factoren bepalen m.n. de winbaarheid (winningspercentage) van het gas. Bij slecht doorlatende reservoirs moet het gesteente mogelijk worden gestimuleerd (fraccing). Wanneer er sprake is van discontinue lagen en gasvoorkomens, moeten vaak meerdere boringen worden geplaatst om al het gas te winnen. Kwaliteit/samenstelling van het gas (voorkomen van schadelijke stoffen zoals CO2 en zwavelwaterstof). Deze stoffen moeten worden verwijderd en afgevoerd. De vloeistofdruk waaronder het gas zit gevangen. Bij lage drukken moet, afhankelijk van de pijplijndruk extra compressie worden aangebracht wat tot extra kosten leidt.
Concept April 2012
Potentieel in Nederland 2c) Geotechnische randvoorwaarden voor schalie- en steenkoolgas
Harde geologische randvoorwaarden
Andere technische en economische wegingsfactoren
Aanwezigheid van een gas-genererend gesteente (koollagen of organisch rijke kleilagen) dat op de juiste diepte begraven is geweest (hoge druk en temperatuur) voor de vorming van gas.
Het volume aan gas, bepaald door de dikte van de laag en de mate waarin gas is gevormd (maturiteit)
Gesteente-eigenschappen die het mogelijk maken om scheuren aan te brengen middels fraccing (breekgedrag van het gesteente).
Steenkoolgaswinning is mogelijk tussen dieptes van ca. 800 tot 1200m. Op grotere dieptes wordt het zeer moeilijk om gas los te krijgen uit de steenkool.
Continuiteit en diepte van de kleilagen en steenkoollagen. Dit speelt een belangrijke rol in de efficiency (aantal boringen) waarmee het gas gewonnen kan worden en de investeringen die voor de winning nodig zijn. Breekbaarheid van het gesteente (geschiktheid voor fraccen). Dit bepaalt met name bij schaliegas de uiteindelijke doorlatendheid die gerealiseerd kan worden en daarmee de winbaarheid (winningspercentage) van het gas. Kwaliteit/samenstelling van het gas (voorkomen van schadelijke stoffen zoals CO2 en zwavelzuur). Deze stoffen moeten worden verwijderd en afgevoerd.
De vloeistofdruk waaronder het gas zit gevangen. Bij lage drukken moet extra compressie worden aangebracht wat tot extra kosten leidt.
Concept April 2012
Potentieel in Nederland 2d) Diepte en voorkomen in Nederland (conventioneel) Diepteligging De meeste (bekende) gasvoorkomens in Nederland liggen op een diepte tussen 1 en 4 km. Zowel op land als op zee komen nog ondiepere gasvelden voor (zg. shallowgas). Ondiepe voorkomens zijn op land vaak niet winbaar omdat ze leiden tot sterke bodemdaling. Diepere gasvoorkomens zijn moeilijk winbaar omdat het gesteente daar slecht doorlatend is.
Limburg
Noord-Brabant
Zeeland
Zuid-holland
Gelderland
Utrecht
Flevoland
Overijssel
Drenthe
sporadische velden
Groningen
enkele velden
Friesland
veel velden
Noord-Holland
Verbreiding Gasvelden komen voor binnen alle Etages. Het grootste deel van de velden bevindt zich in gesteentelagen van Etage 1, Etage 3 en Etage 5. De onderstaande tabel en kaart geven een globaal overzicht van de verbreiding van gasvoorkomens in Nederland.
Etage 7: Tertiaire groepen Etage 6: Chalk Groep Etage 5: Rijnland Groep Etage 4: Jura Groepen Etage 3: Trias Groepen Etage 2: Zechstein Groep Etage 1: Rotliegend Groep Etage 0: Carboon Verbreiding van gasvelden per etage op land
Ligging van olie en gasvelden (per 1-4-2012)
Concept April 2012
Potentieel in Nederland 2e) Diepte en voorkomen in Nederland (schaliegas en steenkoolgas) Diepteligging Organisch rijke kleilagen en steenkoollagen komen op vrijwel alle dieptes voor. Voor de winning van schaliegas wordt voornamelijk gekeken naar interessante lagen binnen het dieptebereik van 1 – 3 km. Voor steenkoolgas richt men zich op voorkomens tussen 800 en 1200 m.
Carboon op gunstige diepte voor winning steenkoolgas en schaliegas Carboon op gunstige diepte voor winning schaliegas Carboon op ongunstige diepte voor winning steenkoolgas en schaliegas Verbreiding Posidonia Schalie
Limburg
Noord-Brabant
Zeeland
Zuid-holland
Gelderland
Utrecht
Flevoland
Overijssel
Drenthe
sporadische verbreiding
Groningen
matige verbreiding
Friesland
ruime verbreiding
Noord-Holland
Verbreiding Voor schaliegaswinning worden vnl. de Posidonia Schalie (Etage 4) en kleilagen van het Carboon (Etage 0) onderzocht. Deze laatste etage bevat ook steenkoollagen die voor winning van steenkoolgas worden onderzocht. Het Carboon komt in nagenoeg heel Nederland voor maar heeft niet overal een geschikte diepteligging en opbouw. De onderstaande tabel en de kaart hiernaast geven aan waar kleisteen- en steenkoollagen voorkomen binnen een geschikt dieptebereik.
K = schaliegas S = steenkoolgas
Etage 7: Tertiaire groepen Etage 6: Chalk Groep Etage 5: Rijnland Groep Etage 4: Jura Groepen
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
SK
K
K
Etage 3: Trias Groepen Etage 2: Zechstein Groep Etage 1: Rotliegend Groep Etage 0: Carboon
K
Verbreiding van gasvelden per etage, onshore
SK
SK
SK
SK
Mogelijke onderzoeksgebieden voor schaliegas en steenkoolgas
Concept April 2012
Proces 3a) Fasering en vereiste vergunningen Fase
Activiteiten
Vergunningen, regelingen
Opsporing
Vooronderzoek en aanvraag (vereist)
Opsporingsvergunning koolwaterstoffen
Seismisch verkenningsonderzoek (optioneel)
Gemeentelijke wet- en regelgeving
Proefboring(en), metingen, testen (vereist)
Omgevingsvergunningen, BARMM-melding
Evaluatie en vergunningaanvraag (vereist)
Winningsvergunning koolwaterstoffen
Plan voor ontwikkeling van gasvoorkomens, toestemming om te winnen. (vereist)
Winningsplan koolwaterstoffen, (plan)MER
Aanleg productiefaciliteiten: productielocatie, gasbehandeling, compressie, transportleidingen. (vereist indien niet aangesloten op bestaand)
omgevingsvergunningen
Aanvullende productie-, evaluatie- en injectieboringen (optioneel)
omgevingsvergunningen
Verwijderen van infrastructuur, dichten van putten, gebiedsrenovatie. (vereist indien er geen verdere benutting is)
Sluitingsplan, omgevingsvergunning
Winning
Afsluiting
Proces
Concept April 2012
3b) Keten Conventionele olie- en gaswinning omvat een keten van activiteiten en installaties die de volgende componenten omvat (zowel land als zee): •
Winning van olie en gas op een productielocatie of productiesatelliet (op zee: platform of onderzeese satelliet)
•
Eventuele injectie van hulpstoffen (o.a. stikstof, stoom) op productielocaties ter bevordering van olie en gasproductie
•
Behandeling van het gas waarmee de juiste kwaliteit (specificatie samenstelling) wordt verkregen voor invoer in het Gasunie netwerk. (op productielocatie of centrale gasbehandeling)
•
Comprimering (op juiste druk brengen) van het geproduceerde gas voor vervoer door de transportleidingen
•
Transport van olie door pijpleidingen of via vrachtverkeer
•
Eventueel opslag/afvoer van zout formatiewater dat mee wordt geproduceerd met olie en gas (veelal injectie in lege gasvelden)
De hiernaast afgebeelde figuren geven een voorbeeld van een gaswinningsketen rond het gasveld Vries. Zoals te zien is, zijn meerdere productielocaties met elkaar verbonden en wordt gasbehandeling en compressie op centrale locaties uitgevoerd.
Voorbeeld van gaswinningsketengaswinning. Bron: winningsplan Eleveld (NAM, 2010)
Ruimtegebruik en infrastructuur
Concept April 2012
4a) Boringen op land Nagenoeg alle toepassingen in de diepe ondergrond vereisen zowel tijdens de fase van opsporing, winning als opslag de plaatsing van één of meerdere boringen. Diepe boringen zijn veelal meer dan 1 a 2 km diep met maxima in Nederland tot iets meer dan 5 km. Boren kan verticaal geschieden maar, indien nodig, ook scheef of deels horizontaal. Op land kunnen op die manier structuren binnen een straal van 2 a 3 km rond de bovengrondse locatie worden aangeboord. Grotere afstanden zijn op zich wel mogelijk maar dat is ook zeer duur en er is meer kans op problemen (bijv. vastlopen van de boor). Een gemiddeld boorterrein is ca. 0,5 tot 1 ha groot en de toren heeft een hoogte van ca. 30 m. Een boring neemt gemiddeld enkele weken tot mogelijk maanden in beslag. Tijdens deze periode is er sprake van enige geluidshinder en aan- en afvoer van verkeer. Tegenwoordig zijn er ook kleinere boorinstallaties voor het lichtere boorwerk (beperkte diepte, beperkt horizontaal boren). Naast het boren zelf worden er ook diverse metingen in de put verricht of worden acties ondernomen om het gesteente te stimuleren (fraccing).
Boortoren Werkendam (bron: straatkaart.nl)
Bij kleine gasvelden is één productieboring veelal voldoende. Voor grotere olie- en gasvelden, schaliegas- en steenkoolgaswinning zijn soms tientallen productieboringen nodig. Het plaatsen van een boring is in Nederland aan strenge regels gebonden. Er is een omgevingsvergunningen nodig, er dient een BARMM-melding gedaan te worden en er zijn verplichtingen volgend uit de mijnbouw- en arbowetgeving. Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) ziet toe op de milieuen veiligheidstechnische aspecten van de boring, zoals de putintegriteit . Indien er economisch winbare delfstoffen zijn aangetoond,zal het de voorkeur hebben om de boorlocatie om te bouwen naar een productielocatie.
Boortoren Maasvlakte (bron: machinefreakz.nl)
Concept April 2012
Ruimtegebruik en infrastructuur 4b) Boringen op zee Op zee worden boringen uitgevoerd vanaf een boorplatform ofwel een rig. De platforms worden met sleepboten verplaatst tussen de verschillende locaties en op locatie verankerd op de zeebodem met één of meerdere pilaren. Het proces van boren op zee is vergelijkbaar met boren op land. Er wordt zo mogelijk (scheef)geboord om vanaf bestaande productieplatforms een veld aan te boren of er wordt een onderzeese afwerking aangelegd in verbinding met het platform (bijvoorbeeld om hindering van scheepvaart te voorkomen).
rig
Voor de Noordzee is er een integraal beheersplan (IBN 2015) opgesteld. Buiten de 12-mijls zone geldt dat daar waar geboord wordt binnen gevoelige gebieden een MER vereist is. Buiten deze gevoelige gebieden is een BARMM-melding afdoende.
Foto van een boorplatform (rig) die tijdelijk bij een productieplatform is geplaatst (bron: www.controlstar.com).
Ruimtegebruik en infrastructuur
Concept April 2012
4c) Fraccen Indien het gesteente van zichzelf niet doorlatend genoeg is, kan worden besloten om het gesteente te fraccen. Hierbij worden in het boorgat onder hoge druk scheuren in de gewenste gesteentelaag aangebracht. Er worden vloeistoffen met kleine korreltjes (zand of kunstof) geinjecteerd die de scheuren open houden. Via die scheuren kan water of gas toestromen naar het boorgat. Fraccen vraagt soms een iets groter boorterrein omdat er trucks of tanks met injectievloeistoffen moeten staan. Het fraccen zelf duurt in de regel slechts enkele dagen. In deze periode is er sprake van een grotere aan- en afvoer van vrachtverkeer. Fraccen is veilig mits het goed wordt uitgevoerd. De aangebrachte scheuren hebben een beperkte lengte van enkele meters (vergelijk: de diepte van fraccing is enkele kilometers en de laag vaak tientallen meters dik). De afdichtingen in de put voorkomen dat de vloeistoffen naar boven weglekken. In Nederland zijn in de afgelopen 40 jaar al meer dan 200 boringen gefract waarbij tot nu toe geen problemen zijn opgetreden. Fraccing is vereist voor het winnen van schaliegas.
Voorbeeld van een boorterrein waar fraccing wordt uitgevoerd (bron: Cuadrilla Resources)
3 a 4 km
Fraccen werkt overigens alleen goed indien het gesteente qua eigenschappen (samenstelling) geschikt is voor de vorming van scheuren en barsten (breekgedrag).
Schematische weergave van fraccing. Let op: figuur niet op schaal (bron: hydrolicfracturing.com)
Ruimtegebruik en infrastructuur
Concept April 2012
4d) Gasproductielocatie en gasbehandeling Op een productielocatie komt het gas naar boven en wordt of ter plaatse geconditioneerd (m.n. ontwatering) of als “nat gas” getransporteerd naar een gasbehandelingslocatie waar conditionering van het natte gas plaats vindt. Vaak bevat één locatie meerdere putten. Afhankelijk van de omvang van de winning heeft productieterrein zonder aanvullende faciliteiten een omvang van ca 1 tot 3 Ha. De installaties van een productielocatie variëren nogal qua omvang en uiterlijk aangezien dit in directe relatie staat met de (gedeeltelijke) behandeling die er plaats vindt. Een gemiddelde locatie omvat buiten de putafsluiters een enkellaags controlegebouw en eventueel enkele bijgebouwen voor opslag en/of compressieinstallaties, diverse staande en/of liggende opslagtanks en het nodige leidingwerk. De productielocatie staat in de regel binnen een straal van 2 à 3 km van het gasveld. Vanaf het terrein wordt het gas via transportleidingen (ondergronds) vervoerd naar een gasbehandelingsfaciliteit of het hoofdnetwerk. Een productielocatie kan meerdere jaren tot decennia blijven bestaan en wordt vervolgens verwijderd of nog aanvullend gebruikt voor opslag. Op een gasbehandelingslocatie wordt het gas op de juiste kwaliteit (samenstelling, druk) gebracht voor levering aan een gasleverancier zoals de Gasunie. Vaak wordt de gasbehandeling gekoppeld aan een bestaande productielocatie maar dit is niet noodzakelijk. Een gasbehandelingsfaciliteit kan het gas van meerdere productielocaties behandelen.
Puttenlocatie (productie) Ziedewij (bron: winningsplan Barendrecht, NAM 2003)
De omvang van de behandelingslocatie is over het algemeen ca. 1 à 3 Ha. Er is sprake van meer bovengrondse onderdelen (leidingen, vaten en bouwwerken) dan bij een gemiddelde productielocatie. Een gasbehandelingslocatie blijft meestal enkele decennia bestaan. Voor zowel een productielocatie als voor een behandellocatie geldt dat er, zoals bij alle productiegerichte bedrijven, emissies en risico’s aanwezig zijn die van invloed (kunnen) zijn op de leefomgeving. Al naar gelang de aard en omvang van de inrichting zal de intensiteit en soort hiervan variëren. Binnen de omgevingsvergunning van de inrichting, en de handhaving daarop, wordt met deze factoren echter voldoende rekening gehouden, en limieten opgelegd, zodat de risico’s op overlast voor de omgeving tot een aanvaardbaar minimum worden beperkt.
Gasbehandeling en puttenlocatie Barendrecht (bron: winningsplan Barendrecht, NAM 2003)
Concept April 2012
Ruimtegebruik en infrastructuur 4e) Olieproductielocatie en oliebehandeling Olie moet in de regel worden opgepompt uit het reservoirgesteente. Hiervoor kunnen zg. ja-knikkers worden gebruikt. Voor de herontwikkeling van het Schoonebeek olieveld gebruikt NAM een modernere versie. Olieproductielocaties hebben meestal een vergelijkbare omvang als gasprocuctielocaties. De pompinstallaties zijn echter hoger (mogelijk meer dan 10 a 15 m) en daardoor zichtbaarder in het landschap. Naast het pompen worden vaak ook hulpstoffen geïnjecteerd zoals bijvoorbeeld stoom waarmee de olie minder stroperig wordt gemaakt. De injectie vindt plaats op aparte daarvoor ingerichte locaties. De olie wordt getransporteerd via pijpleidingen of vracht- en scheepsvervoer. Behandeling en opslag van de olie wordt centraal geregeld. Dit zijn vaak omvangrijkere industriële terreinen van meerdere hectaren groot.
Warmtekrachtcentrale en oliebehandelingsinstallatie Schoonebeek (bron: NAM flyer Schoonebeek)
Klassieke ja-knikker (bron: Brabants Dagblad)
Nieuwe type olieproductiefaciliteit bij Schoonebeek (bron: NAM)
Ruimtegebruik en infrastructuur
Concept April 2012
4f) Productielocaties voor schaliegas en steenkoolgas De winning van schaliegas kent een vergelijkbare productieketen als conventionele gaswinning (zie voorgaande sheet). Het belangrijke verschil met conventionele gaswinning is dat de winning van schaliegas en steenkoolgas grote aantallen productieboringen vereist voor een substantiële opbrengst. In bijvoorbeeld de Verenigde Staten leidt dit soms tot dicht netwerken van productielocaties (figuur rechtboven). In gebieden met bovengrondse beperkingen zijn ook oplossingen mogelijk waarbij een groot aantal horizontale productieputten vanuit één locatie wordt geplaatst (figuur rechtsonder). Dit aantal kan oplopen tot meer dan 20 putten per locatie. Bij de winning van steenkoolgas is eerst sprake van het oppompen van formatiewater uit de steenkoollaag. Pas als de druk voldoende gedaald is, zal het gas vrijkomen. Het geproduceerde formatiewater moet worden afgevoerd.
Voorbeeld van het Jonah schaliegasveld van 32 vierkante miles in Wyoming, Rocky Mountains met een gridverdeling van een-puts productielocaties (bron: www.fibronet.nl)
~ 3 km
Aangezien er in Nederland nog geen schaliegas is aangeboord, zal de precieze uitwerking voor de Nederlandse situatie nog moeten plaatsvinden.
Impressie van schaliegaswinning met een grid van meerdere horizontale productieputten vanuit een locatie. Let op: figuur niet op schaal. (bron: www.fibronet.nl)
Ruimtegebruik en infrastructuur
Concept April 2012
4f) Productielocaties op zee Olie- en gasproductie op zee geschiedt vanaf grotere productieplatformen (met gasbehandeling- en compressiefaciliteiten, etc.) of kleinere productiesatellieten (kleine platforms met minimale gasbehandeling). Soms worden ook onderzeese satellieten aangelegd die zijn aangesloten op een groter productieplatform of worden afgetapt door transportschepen. Voor de Noordzee is er een integraal beheersplan (IBN 2015) opgesteld. Buiten de 12-mijls zone geldt dat daar waar geboord wordt binnen gevoelige gebieden een MER vereist is. Buiten deze gevoelige gebieden is een BARMM-melding afdoende.
Boorplatform L7cc van Total (foto: E.Koelewijn)
Voorbeeld van een productiesatelliet op zee (foto: E.Koelewijn)
Impressie van een onderzeese afwerking (bron: OFILLC)
Effecten
Concept April 2012
5a) Bodemdaling Conventionele gaswinning leidt tot een afname van de druk in het reservoirgesteente. Hierdoor wordt de porieruimte in het gesteente deels dichtgedrukt en daalt de bodem. De daling is het grootst direct boven het veld en neemt geleidelijk af binnen een straal van enkele kilometers rond het veld. De omvang van de bodemdalingskom neemt toe met toenemende diepte van de winning. Bij schaliegas zal de bodem niet of nauwelijks dalen omdat hier geen sprake is van drukdaling in de poriënruimte. De bodemdaling bij Nederlandse gasvelden ligt meestal in de orde van enkele cm’s en treedt op over een periode van jaren tot decennia. De grootste daling vindt plaats boven het Groningen gasveld met lokale maxima tot meer dan 50 cm. Nieuwe, nog te vinden velden zijn overwegend beperkt qua omvang en volume en zullen naar verwachting beperkte bodemdaling geven. Bodemdaling betreft een zeer geleidelijk proces met blijvende gevolgen.
Voorbeeld van prognoses voor bodemdaling als gevolg van gaswinning. Bron: winningsplan Eleveld (NAM, 2010)
Bodemdaling is één van de aspecten die in het wettelijk vereiste winningsplan wordt behandeld. Daarbij worden ook de mitigerende maatregelen en aansprakelijkheid voor schade beschreven. Bodemdaling wordt naast gaswinning ook veroorzaakt door tal van andere processen zoals peilaanpassingen, inklinking van de bodem, geologische bodembewegingen, etc.
Schematische impressie van een bodemdalingskom boven een gasveld. Figuur is niet op schaal.
Effecten
Concept April 2012
5b) bodemtrillingen Door de optredende drukdaling en daaruit volgende bodemdaling bij conventionele gaswinning kunnen mogelijk kleine geïnduceerde bevingen optreden in gebieden die daar gevoelig voor zijn (bijvoorbeeld rond bestaande breuken). Daarnaast kunnen ook fraccing activiteiten mogelijk leiden tot kleine trillingen. Geïnduceerde bevingen hebben meestal een geringe magnitude van 1 à 2 op de schaal van Richter met een bovenwaarde van 3,9. Bevingen hebben een kortstondig effect met mogelijke schade aan gebouwen en infrastructuur. De bepaling van de kans op bevingen en de afhandeling van schadegevallen is beschreven in het wettelijk goed te keuren winningsplan.
Overzicht van gasvelden met kans op beven en geregistreerde bevingen (TNO, 2004)
Effecten
Concept April 2012
5c) Milieu Gaswinning heeft in het algemeen zeer beperkte gevolgen voor het milieu. Risico’s worden goed afgedekt door wettelijke regelingen waaraan het boren en het produceren van gas moeten voldoen. Een aantal zaken die daarbij een rol spelen zijn: •
Het goed afsluiten van te doorboren lagen (bijvoorbeeld watervoerende pakketten) en afwerken van de put (verbuizing, cementering) opdat lekkage naar of aantasting van omliggende gesteentelagen wordt voorkomen.
•
Emissies dienen geminimaliseerd te worden. Het gaat hierbij om emissie van lucht, geluid, licht en afval en emissies in de bodem en in de lucht.
•
Nemen van maatregelen om activiteiten zo veilig mogelijk uit te voeren.
•
Het afvoeren en/of injecteren van formatiewater dat bij winning van olie en gas vrijkomt.
In 2012 zal een onderzoek plaatsvinden naar de specifieke risico’s en milieuaspecten van schaliegaswinning
Concept April 2012
Andere activiteiten 6a) Overzicht competitie en synergie
Olie (conventioneel)
Schaliegas
Steenkoolgas
CO2-opslag (veld)
CO2-opslag (aquifer)
S
B
D
P
P
D
S
D S
D/H S
P
Opslag formatiewater (veld)
Gasbuffering (veld)
D
Opslag industriele gassen (veld)
Zoutwinning
P
CO2-injectie (steenkool)
Aardwarmte (veld)
Gas (conventioneel)
Aardwarmte (aquifer)
Dit deel geeft een overzicht van activiteiten die mogelijk conflicteren of goed samengaan met conventionele gaswinning.
D
D
D
S
S H
Synergie
D
Mogelijk competitie
Competitie
Geen interferentie
D
Directe beinvloeding ruimte
P
Indirecte drukbeinvloeding in aangrenzende ruimte
S
Aantasting afsluitende laag indien activiteit hier in plaatsvindt
H
Synergie door injectie hulpstof
B
Synergie door buffering zelfde stof
Concept April 2012
Andere activiteiten 6b) Competitie en synergie conventionele olie/gaswinning Dit deel geeft een overzicht van activiteiten die mogelijk conflicteren of goed samengaan met conventionele gaswinning.
Competitie
Synergie
Aardwarmte in of nabij het gasveld indien in dezelfde laag/aquifer. De beinvloedingsafstand zal per situatie moeten worden bepaald. Er is sprake van wederzijdse beinvloeding (drukcommunicatie, bijvangst gas bij aardwarmte)
Opsporing van aardwarmte en koolwaterstoffen kunnen mogelijk van elkaar profiteren. Indien een opsporingsboring voor olie/gas geen voorkomen aantoont, kan de put worden hergebruikt voor winning van aardwarmte.
Opslag of buffering van stoffen anders dan aardgas. Zowel in het veld zelf als ook de aangrenzende aquifer. De radius van beïnvloeding zal per situatie moeten worden bepaald.
Gasbuffering gaat goed samen met gaswinning. Vaak is het zelf voordeliger om de locatie vroeg in het productieproces om te bouwen tot een gasbuffer omdat dan minder kussengas hoeft te worden geinjecteerd.
Zoutwinning. Indien de zoutlaag ook het afsluitend pakket vormt van een gasveld, zal moeten worden gekeken of de integriteit van de afsluitende laag niet wordt aangetast door de zoutwinning
Injectie van hulpstoffen (stikstof, CO2) kan soms goed samen gaan met olie- en gaswinning indien het tot doel dient om extra gas te winnen Benutting restwarmte van het meegeproduceerde formatiewater bij olie- en gaswinning.
Concept April 2012
Andere activiteiten 6c) Competitie en synergie winning schaliegas en steenkoolgas Dit deel geeft een overzicht van activiteiten die mogelijk conflicteren of goed samengaan met conventionele gaswinning.
Competitie
Synergie
Winning, opslag en buffering van stoffen in velden en aquifers waarvan de kleilaag waaruit schaliegas gewonnen wordt de afsluitende laag vormt. Er zal dan gekeken moeten worden of de integriteit van de afsluitende laag niet wordt aangetast door fraccing
Injectie CO2 kan mogelijk een hulpstof zijn voor de winning van steenkoolgas (Enhanced Coalbed Methane).
Andere activiteiten
Concept April 2012
6d) Herbenutting Dit deel geeft een overzicht van activiteiten die na winning mogelijk zijn in een leeg gasveld. In de meeste gevallen kunnen de aanwezige putten worden herbenut.
1. Buffering van aardgas Een gasveld kan tijdens of na de winning worden benut als gasbuffer. Als dit na winning en depletie geschiedt, dient wel een bepaalde hoeveelheid kussengas te worden geïnjecteerd. 2. Opslag van formatiewater Een aantal velden in Nederland wordt momenteel benut als opslaglocatie voor formatiewater (zout water dat vrijkomt bij de winning van olie en gas). 3. Opslag (en buffering) van CO2 De meeste gasvelden zijn redelijk tot goed geschikt voor opslag van CO2. Doorlatendheid en opslagcapaciteit zijn belangrijke geotechnische criteria. 4. Buffering van industriële gassen en perslucht Kleine gasvelden kunnen in principe ook geschikt zijn voor de opslag van industriële gassen en perslucht. Omdat het meestal kleinere volumes betreft, verdienen zoutcavernes echter de voorkeur. 5. Winning van aardwarmte De putten in een uitgeproduceerd veld zouden in principe gebruikt kunnen worden voor winning van aardwarmte.
