Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V. Salt
Memorandum Aan
Leden Provinciale Staten Overijssel & Leden Gemeenteraad Enschede
Van
Tjeerd Koopmans (AkzoNobel)
Datum Onderwerp CC
8 januari 2015 Toelichting AkzoNobel n.a.v. expertmeeting gasolieopslag Enschede 17 december 2014 College van B&W Enschede, Jan Dijk (Gem. Enschede), Jos Mol (Gem. Enschede), Bert Meijer (Gem. Hengelo)
Inleiding Op 17 december 2014 heeft de expertmeeting over de gasolieopslag te Enschede plaatsgevonden. Tijdens deze bijeenkomst konden de gemeenteraad Enschede en Provinciale Staten zich door verschillende deskundigen van TNO, de Commissie MER, de RijksUniversiteit Groningen, Staatstoezicht op de Mijnen en de Vrije Universiteit Amsterdam laten informeren over de voorgenomen gasolieopslag in zoutcavernes in het gebied De Marssteden in Enschede. In een drietal rondes hebben de deskundigen vragen beantwoord van zowel de gemeenteraad Enschede en Provinciale Staten als andere belangstellenden. AkzoNobel, een van de initiatiefnemers en de milieu- en mijnbouwvergunninghouder van de gasolieopslag, was de gehele bijeenkomst aanwezig als toehoorder, maar heeft, op een drietal verduidelijkingen na, geen bijdrage aan de bijeenkomst zelf geleverd, om het onafhankelijke karakter daarvan in stand te houden. Wel konden tijdens de eerste pauze bij een aantal informatieposters vragen worden gesteld aan AkzoNobel. Tijdens de bijeenkomst zijn er door de raads- en statenleden en de belangstellenden echter wel diverse vragen gesteld die op enkele punten om enige aanvulling, uitleg of toelichting van de kant van AkzoNobel vragen. In voorliggende memorandum treft u derhalve, in chronologische volgorde, enige aanvullende toelichting en uitleg aan. Inleiding door dhr. Ko van Huissteden Ten eerste is het nodig een aantal zaken uit de inleiding van de heer Van Huissteden te corrigeren. De heer van Huissteden stelde dat zoutafzettingen in Nederland over het algemeen tussen de 150.000 en 300.000 jaar oud zijn. Dit moet echter tussen de 150 miljoen en 300 miljoen jaar zijn. Het in Twente gewonnen Röt-zout is ca. 245 miljoen jaar oud. Verder stelde hij dat schaliegas in afzettingen uit het Jura voorkomt. Elders in Nederland (m.n. onder Zuid-Holland en Brabant) is dat inderdaad het geval (de zogenaamde Posidonia Schalie Formatie), maar juist in Twente en de Achterhoek komt schaliegas mogelijk voor in het dieper gelegen en veel oudere Geverik Laagpakket uit het Carboon (ouderdom ca. 320 miljoen jaar). De Posidonia Schalie Formatie uit het Jura is in Twente afwezig. Dhr. Van Huissteden stelde ook dat zout mechanisch en chemisch niet stabiel is, omdat het onder hoge druk en temperatuur vervormt en oplost in water. Hierbij is enige nuancering op zijn plaats. Op geologische tijdschaal is vrijwel niets stabiel (denk aan gebergtevorming onder invloed van plaattektoniek en stuwwalvorming oonder invloed van gletschers) en vrijwel alle gesteenten lossen op in water of worden erdoor aangetast (chemische verwering en erosie). Tenslotte stelde hij dat er eventueel drinkwater wordt gewonnen in het ‘bekken van Hengelo’. Echter de dichtstbijzijnde stroomafwaarts gelegen drinkwaterwinning bevindt zich in Goor, ruim 15 km ten westen van De Marssteden. Daar wordt water gewonnen uit bodemlagen die in Enschede niet aanwezig zijn. De Twentse drinkwatervoorziening is dus geenszins afhankelijk van drinkwaterwinning die door de gasolieopslag kan worden beïnvloed. Waterwinning (voor beregening van landbouwgrond) uit dunne, ruimtelijk beperkte watervoerende lagen dichtbij het oppervlak vindt dichterbij de Marssteden wel plaats. 1
Inleiding door mevr. Smal en dhr. Hack In hun inleiding stelden mevr. Smal en dhr. Hack van de Commissie MER dat, bij een tussentijdse toetsing van het concept MER voor stabilisatie zoutcavernes de Commissie enkele tekortkomingen was tegengekomen. Hoewel ook al gesteld door mevr. Smal moet nogmaals en wellicht ten overvloede benadrukt worden dat dit een concept-MER betrof van een ander project dan het gasolieopslagproject. Over het MER van de gasolieopslag was de Commissie MER positief 1, zoals mevr. Smal in haar presentatie ook verwoordde: · Geologie goed beschreven en rond de cavernes stabiel; · Mogelijkheden van lekkage naar het grondwater adequaat beschreven, ook gezien de stabiliteit van de ondergrond en de eigenschappen van gasolie; · Adequaat monitoringsprogramma (sonar, druk, dagelijkse fysieke controle water in annulaire ruimte boorgaten). Vragen en antwoorden blok 1 – Geologie 1. Aanwezigheid breuken Een belangrijke vraag die tijdens het eerste blok aan de orde kwam betrof de aanwezigheid van enkele breuken ter plaatse en ter hoogte van de voor olieopslag te gebruiken cavernes. Hierbij werd gesproken over een ‘geheim rapport’ dat hier meer informatie over zou geven. AkzoNobel wil benadrukken dat er geen ‘geheime rapporten’ zijn of andere zaken zijn die geheim zouden moeten blijven. In het kader van het voor de milieuvergunning en het Inpassingsplan opgestelde MER2 (m.n. voor bijlage 5: bodem, grondwater & ondergrond) en 3 het in het kader van de Mijnbouwwet opgestelde Opslagplan heeft AkzoNobel uitgebreid onderzoek gedaan naar de geologie in het gebied van de Marssteden en de geselecteerde cavernes in het bijzonder (o.a. bijlagen 11 en 12 bij het Opslagplan). In deze documenten wordt op diverse plekken verwezen naar ‘vertrouwelijke rapporten’. Deze zijn wél in het bezit van het Ministerie van Economische Zaken (t.b.v. de vergunningverlening), maar zijn bij de ter inzage legging niet openbaar gemaakt, bijvoorbeeld omdat deze bedrijfsgevoelige informatie bevatten over de geologische zoutreserves van AkzoNobel in Twente. De Commissie MER heeft, bij haar toetsing van het MER, gevraagd om zowel de openbare als de vertrouwelijke geologische achtergronddocumenten te ontvangen zodat deze bij de geologische beoordeling van het MER meegenomen konden worden. Daarop zijn diverse niet vertrouwelijke rapporten met de Commissie MER gedeeld (zoals bijlagen 11 en 12 bij het Opslagplan), alsmede één vertrouwelijk document, dat nader ingaat op de aanwezigheid van breuken in de nabijheid van de opslagcavernes. Dit vertrouwelijke achtergronddocument, dat aan de commissie MER gestuurd is, is het memorandum ‘Aanwezigheid breuken in de Marssteden’, 8 februari 2011, en geeft een samenvatting van eentechnisch rapport: Geological Analysis of The Marssteden Area Twente Region, Geowulf Laboratories, December 2010, dat overigens niet aan de Commisie MER verstrekt is. Beide documenten maken deel uit van het Opslagplan (respectievelijk bijlage 3 en bijlage 2). Op basis van de geleverde informatie concludeerde de Commissie MER dat de beschikbare documenten voldoende informatie geven om een gefundeerd oordeel over de conclusies in het MER te formuleren. Zoals mevr. Smal tijdens de hoorzitting reeds aangaf zijn die conclusies positief.
1
Zie http://api.commissiemer.nl/docs/mer/p24/p2458/a2458ts.pdf Zie http://www.rvo.nl/sites/default/files/sn_bijlagen/bep/70-Opslagprojecten/GasolieopslagTwente/Fase1/4_MER/MER_Gasopslag_Twente_%28incl.%20bijlagen%29.pdf 3 Zie http://www.rvo.nl/sites/default/files/sn_bijlagen/bep/70-Opslagprojecten/GasolieopslagTwente/Fase1/2_Aanvragen/1_Aanvraag_instemming_Opslagplan_en_Bijlagen_1-11.pdf en http://www.rvo.nl/sites/default/files/sn_bijlagen/bep/70-Opslagprojecten/GasolieopslagTwente/Fase1/2_Aanvragen/2_Bijlagen_12-20%20%28verkleind%29.pdf 2
2
De conclusies van het betreffende vertrouwelijke document zijn later tijdens de hoorzitting ook nog bebestigd door mevr. Muntendam-Bos van het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM), die aangaf dat het verzet van eventuele breuken in de lagen boven of onder het zout dermate gering is en dat de ouderdom ervan dermate groot is dat enig negatief effect op de stabiliteit of de dichtheid van de cavernes niet te verwachten is. Zoals toegezegd tijdens de hoorzitting zal AkzoNobel de inhoud van het vertrouwelijke memorandum waarover gesproken is alsnog met u delen. Deze is als bijlage bij deze notitie gevoegd, waarbij eventuele bedrijfsgevoelige informatie of informatie over andere dan de beoogde opslagcavernes onleesbaar is gemaakt. 2. Analyse incidenten met opslagcavernes Naar aanleiding van de opmerking van de heer Van Huissteden over het hoge percentage ongevallen met opslagcavernes zijn diverse vragen gesteld. Zoals reeds op 18 december aan de griffie van Enschede en Overijssel gemeld, is het RIVM momenteel, op verzoek van de Veiligheidsregio Twente, bezig met een inventarisatie van ongevallen met opslagcavernes, o.a. voortbordurend op het door de heer Van Huissteden aangehaalde onderzoek van Evans uit 20084. Dit RIVM-onderzoek zal mogelijk de door raad en staten gewenste duidelijkheid geven. Voor zover bekend komt er in januari 2015 een eerste concept gereed. Meer informatie over dit onderzoek is te krijgen bij de projectleider namens de Veiligheisregio, Hans Kleintjens (
[email protected]). Vooruitlopend op het rapport van het RIVM hierbij alvast enige informatie over incidenten met 4 5 opslagcavernes op basis van twee rapporten van Evans uit 2008 en 2009 . Wat in deze rapporten opvalt is dat het erg lastig is om goed onderscheid te maken in type opslag, type opgeslagen stof en type incident en dat de data niet erg consistent zijn. Dit maakt het lastig om eenduidige conclusies te trekken. Uit Evans (2008) blijkt wel dat de door de heer Van Huissteden genoemde 9% incidentkans (namelijk 36 incidenten op 396 opslagcavernes) niet geheel correct is. De 36 incidenten betreffen incidenten met zoutcavernes waarin brandstoffen zijn opgeslagen (waarvan geen enkele met gasolie overigens), terwijl het getal van 396 juist uitsluitend de gasopslagcavernes zijn. Het rapport van Evans uit 2009 geeft een vollediger beeld van het aantal incidenten met opslagcavernes. Hieruit blijkt dat er wereldwijd duizenden zoutcavernes in gebruik zijn voor de opslag van brandstoffen, waarvan alleen al in de VS meer dan duizend. Bij deze opslagcavernes (en de bijbehorende bovengrondse installaties) zijn sinds het midden van de vorige eeuw in totaal 167 incidenten geweest, variërend van incidenten met zeer geringe effecten (zoals een verbogen buis doordat een brok zout uit het dak viel; bijna de helft van de incidenten) tot enkele grote incidenten met gasexplosies en gewonden/doden tot gevolg. Van de 167 incidenten vonden er 121 plaats in de VS, waar zoals gezegd meer dan duizend cavernes in gebruik zijn voor opslag van brandstoffen. In Europa, waar het aantal opslagcavernes enkele honderden bedraagt, zijn uit de periode 1960-2007 zes incidenten met opslagcavernes bekend, waarvan meer dan de helft gasopslag betreft.
4
Evans, D.J., 2008. Accidents at UFS sites and risk relative to other areas of the energy supply chain, with particular reference to salt cavern storage. SMRI Fall 2008 Technical Conference. 5 Evans, D.J., 2009. A review of underground fuel storage events and putting risk into perspective with other areas of the energy supply chain. In: Evans, D.J. & Chadwick, R.A. (eds.) Underground Gas Storage: Worldwide Experiences and Future Development in the UK and Europe. The Geological Society, Londen, Special Publications, 313, 1730-216.
3
3. Verschil ruwe olie en gasolie Op de vraag of het verschil maakt of ruwe olie of gasolie wordt opgeslagen, werd door de heer Van Huissteden een niet volledig antwoord gegeven, waaruit te concluderen zou kunnen zijn dat opslag van gasolie grotere veiligheidsrisico’s met zich mee zou brengen dan opslag van ruwe olie. Dit is nadrukkelijk niet het geval. Zoals bekend zal er in Enschede gasolie worden opgeslagen. Gasolie is de verzamelnaam voor drie specifieke olieproducten, namelijk dieselolie, huisbrandolie en mariene olie, alle relatief zuivere producten afkomstig uit het raffinageproces van ruwe olie. Ruwe olie daarentegen kan meer dan honderd verschillende soorten koolwaterstoffen bevatten, vallend onder de categorieën alkanen (paraffinen), cycloalkanen (naftenen), aromaten en bitumen. Door kraken en raffinage wordt ruwe aardolie omgezet in allerlei brandstoffen en grondstoffen, zogenaamde oliefracties, met zeer uiteenlopende eigenschappen. Gasolie is een van deze fracties. Andere fracties zijn bijvoorbeeld benzine en nafta (beide zeer lichte, vluchtige en licht ontvlambare fracties) en zware stookolie en bitumen (zware fracties). De producten die onder de verzamelnaam gasolie vallen zijn dus veel zuiverder dan ruwe olie. Ze hebben alle een vlampunt boven de 55 °C, waardoor ze een relatief ongevaarlijke brandstof zijn, een zogenaamde K3-vloeistof. Dit wil zeggen dat ze ‘brandbaar’ zijn en dus niet explosief of ((zeer) licht) ontvlambaar. Ruwe olie bevat wel die lichte, explosieve, licht ontvlambare fracties, alsmede zeer giftige fracties (zoals benzenen). Derhalve kan gesteld worden dat in geval van lekkage gasolie veel minder schadelijk is voor mens en milieu dan ruwe olie. Tenslotte geldt dat het zwavelgehalte in gasolie veel lager is dan in ruwe olie, waardoor het minder schadelijk is voor de stalen putverbuizing. 4. Invloed van bodemdaling en instorting Zowel vanuit de aanwezige raads- en statenleden als vanuit de zaal werden vragen gesteld over de invloed van bodemdaling of instorting, zowel aan maaiveld als op nabije cavernes. In reactie hierop kan gesteld worden dat de geselecteerde cavernes stabiel zijn en dat deze ook ver weg gelegen zijn (enkele kilometers) van alle door AkzoNobel geïdentificeerde potentieel instabiele cavernes, zoals mevr. Smal ook al aangaf.Een eventuele instorting van een dergelijke potentieel instabiele caverne heeft alleen effect direct boven de caverne (ontstaan sinkhole) en dus niet op de geselecteerde gasolieopslagcavernes. Bodemdaling, die ook optreedt boven stabiele cavernes, heeft een invloedsgebied tot enkele honderden meters van een caverne. Deze is echter dermate gering en geleidelijk (ordegrootte van enkele centimeters per honderd jaar) dat deze geen effecten heeft op gebouwen, infrastructuur, etc. 5. Lekdichtheidstesten Tenslotte werd eveneens tijdens het eerste blok een vraag gesteld over de uit te voeren dichtheidstesten van de opslagcavernes. Deze vraag werd doorgeschoven naar het tweede blok, maar kwam daarin eigenlijk niet meer aan de orde. Daarom hierbij enige toelichting daarop. Voordat een caverne in gebruik wordt genomen voor gasolieopslag wordt de lekdichtheid van het deel waar olie in komt te staan inderdaad getest. Dit gebeurt onder een vooraf vastgestelde druk, die aanmerkelijk hoger is dan de hoogst mogelijke druk die er tijdens het vullen van de caverne in een worst-case situatie mogelijk op kan treden. Deze hoge druk wordt gedurende vier dagen vastgehouden, terwijl die in de genoemde worst-case situatie slechts zeer kort (seconden tot hooguit minuten) op zou treden. Door deze testwijze ontstaat, ondanks dat de test slechts enkele dagen duurt, toch een betrouwbaar inzicht in de dichtheid van de caverne en dit type testen is algemeen geaccepteerd als betrouwbaar. De testen worden onder toezicht van SodM door een externe adviseur uitgevoerd. De procedure en resultaten worden tevens onderworpen aan een second opinion van een andere externe adviseur en worden tenslotte ter instemming voorgelegd aan SodM, alvorens met de daadwerkelijke ombouw van de cavernes wordt gestart. 4
Inleidingen door dhr. Breunese en mevr. Muntendam-Bos De heer Breunese toonde enkele figuren m.b.t. bodemdaling boven zoutcavernes (sheet 15 en 16), die AkzoNobel heeft opgesteld op verzoek van SodM, om het verschil toe te lichten tussen de bodemdaling boven de cavernes in Enschede en in Epe. De tweede figuur die hij hierover toonde (sheet 16) betrof echter niet de situatie in Enschede, maar juist die in Epe, en gaf een benadering van de bodemdaling aan maaiveld en de daling op diepte aldaar. Om eventuele onduidelijkheid hierover weg te nemen, hebben we de memo die hier in augustus 2014 over is opgesteld toegevoegd als bijlage bij deze notitie. Deze memo bevat een toelichting op de bodemdaling door de zoutwinning in Twente en de daaruit volgende rek op de vertikale buis, alsmede een benadering van de situatie in Epe. Deze notitie legt nog eens duidelijk uit dat de bodemdaling aan maaiveld in Enschede ordergrootte centimeters per 100 jaar bedraagt en ter hoogte van het cavernedak ordergrootte decimeters per 100 jaar. Deze waarden zijn zowel modelmatig als middels bodemdalingsmetingen vastgesteld. In Epe zijn beide parameters een factor 10 à 20 groter, wat een belangrijk verschil is tussen Epe en Enschede. Vragen en antwoorden blok 2 – Techniek 1. Kwantitatieve risicoanalyse Tijdens de vragenronde in blok 2 werd de vraag gesteld of er een kwantitatieve risicoanalyse is gemaakt m.b.t. de gasolieopslag. Hierop antwoordde mevr. Muntendam-Bos dat dit niet het geval was. In het kader van de het MER is echter wél een kwantitatieve risicoanalyse (QRA; quantative risk analysis) gemaakt, die is opgenomen als bijlage 6 van het MER 2 (Achtergrondrapport Externe Veiligheid). Middels deze QRA zijn onder andere externe veiligheidscontouren vastgesteld, waarvan de zogenaamde 10 -6-contour de bekendste is. Deze QRA is tevens opgenomen in het opgestelde Veiligheidsrapport dat noodzakelijk is omdat de locatie, net als bovengrondse tankopslag, een BRZO-inrichting betreft, vallend onder de BRZO’99 (Besluit Risico’s Zware Ongevallen). In dit Veiligheidsrapport komt naast technisch falen ook menselijk falen uitgebreid aan de orde als potentiële oorzaak voor het ontstaan van onveilige situaties. Dit Veiligheidsrapport wordt beoordeeld door zowel de Veiligheidsregio Twente als SodM. 2. Onnauwkeurigheid monitoringsmaatregelen Verder werd gevraagd naar de onnauwkeurigheid van de verschillende monitoringsmaatregelen, zoals de drukmetingen en de olie-pekelspiegelmetingen. Dit onderwerp behoeft enige toelichting. De monitoring van de gasolieopslag bestaat uit een samenstel van veel verschillende metingen die tezamen bezien worden, zoals mevr. Muntendam-Bos al duidelijk maakte. In het licht van hetgeen in Epe gebeurd is, waarbij lekkage is opgetreden vanuit de vertikale buis, is de permanente drukmeting in de annulaire ruimte (de afgesloten ruimte tussen de binnen- en de buitenbuis) cruciaal. Die drukmeting is zéér nauwkeurig, waardoor de kleinste lekkage van de binnen- of buitenbuis direct wordt waargenomen. Bovendien kent deze meting door de permanente bewaking van de samenstelling van de annulaire vloeistof een hoogwaardige back-up. De drukmeting in de caverne zelf is minder nauwkeurig door externe invloeden (zoals temperatuur, luchtdruk, getijden, etc). Daar staat echter tegenover dat lekkage uit de caverne zelf door het dikke zoutdak en de dikke zoutwanden, vele malen minder waarschijnlijk is. Bovendien wordt de dichtheid van de caverne voorafgaand aan opslag goed getest (onder toezicht van SodM; zie de toelichting op de lekdichtheidstesten bij blok 1) en vindt maandelijks een bepaling plaats 3 van de olie-pekelspiegel. Hoewel deze laatste een nauwkeurigheid heeft van ca. 50 m (afhankelijk van het oppervlak van de caverne), geeft het gehele samenstel van permanente en periodieke metingen, de voorafgaande testen en de dichtheid van zout voor gasolie gezamenlijk voldoende zekerheid en veiligheid. Zoals mevr. Muntendam-Bos aangaf heeft 5
het Ministerie van Economische Zaken op basis daarvan in december 2014 ingestemd met het Monitoringsplan. 3. Aanleiding en aantal transportbewegingen Tevens werd in dit blok (en later ook nog in relatie tot de transportbewegingen) gevraagd naar de frequentie van vullen en legen. Hiervoor wil ik graag verwijzen naar enerzijds het MER en anderzijds het Vervoersplan. In hoofdstuk 4 van het MER 2 zijn de verwachte vervoersbewegingen toegelicht, nodig voor vullen en legen van de vijf vergunde cavernes in een worst-case scenario (i.e. een jaar met een oliecrisis) en in een destijds bedachte gemiddelde situatie. Zoals daar gesteld, kan legen (en later weer vullen) van cavernes gerelateerd zijn aan een oliecrisis, aan noodzakelijke verversingen (bijvoorbeeld door veroudering of aanpassing van specificaties) en aan commerciële handel. In een later stadium zijn de verwachte vervoersbewegingen in die gemiddelde situatie herzien door Argos, o.a. omdat commerciële opslag minder waarschijnlijk is en verversing minder frequent nodig lijkt. Dit is vastgelegd in het Vervoersplan, waarin naast verwachte vervoersbewegingen ook de te rijden route, de tijden dat er niet gevuld wordt (caverne 381; t.b.v. voorkomen van overlast voor omwonenden) en andere operationele zaken zijn vastgelegd. Dit vervoersplan is een bijlage bij het (vastgestelde) Inpassingsplan en is ondertekend door enerzijs Argos en anderzijds de burgemeesters van Enschede en Hengelo6. Ook het Vervoersplan gaat uit van vijf cavernes. Hierin kan in totaal 750.000 m 3 3 3 gasolie worden opgeslagen, waarvan 500.000 m voor strategische opslag en 250.000 m voor commerciële opslag. Zoals ook tijdens de hoorzitting reeds gemeld, wordt voorlopig echter gestart met opslag in 3 twee cavernes, gezamenlijk 250.000 m , en betreft dit uitsluitend strategische opslag. 4. Deformatie cavernedak Tenslotte werd m.b.t. bodemdaling gevraagd hoe men zich de daling van het cavernedak door zoutvloei moest voorstellen. Hierbij werd door de dhr. Breunese een beeld geschetst van een doorbuigende overspanning. Dit beeld is echter niet geheel correct omdat dat elastische deformatie betreft (i.e. doorbuiging die bij wegnemen van de kracht weer zou terugveren) terwijl hier sprake is van onomkeerbare, plastische deformatie. Het dichtdrukken van een caverne gebeurt doordat het zout zich overal rondom de caverne (zowel in het cavernedak als in de cavernewand) verplaatst (‘kruipt’) naar waar de druk het geringst is, dus naar de overgang zout-caverne. In de praktijk betekent dit dat het cavernedak, met een dermate geringe snelheid en grootte dat dit nauwelijks zichtbaar is, min of meer rechtstandig omlaag beweegt.
Figuur 1: Ongedeformeerde zoutkern (links) en plastisch gedeformeerde zoutkern (rechts).
6
Zie: http://www.ruimtelijkeplannen.nl/documents/NL.IMRO.0000.EZip13Gasolieopsl3000/r_NL.IMRO.0000.EZip13Gasolieopsl-3000.html 6
Bijlage 1 - Memorandum ‘Aanwezigheid breuken in de Marssteden’, 8 februari 2011
Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V.
Memorandum
From
Pnb, TmP MHtg
Date
8 februari 2011
To
Subject
Aanwezigheid breuken in De Marssteden
Copies to
Remarks
CONFIDENTIAL Inleiding
Om bedrijfseconomische redenen niet openbaar.
Op dit moment werkt AkzoNobel in samenwerking met de North Sea Group aan ondergrondse opslag van gasolie in De Marssteden bij Enschede. Omdat AkzoNobel op een integere en duurzame manier wil werken, willen we voor mogelijke olieopslagcavernes aan kunnen tonen dat de risico’s op lekkage minimaal zijn. Ook voor het verkrijgen van de benodigde vergunning wordt van AkzoNobel verwacht dat we de (olie)dichtheid van de cavernes aantonen. Uit alle risico inventarisaties blijkt dat de aanwezigheid van breuken een mogelijk risico voor de dichtheid betekent. Daarom heeft AkzoNobel aan Geowulf opdracht gegeven de geologie van De Marssteden zo gedetailleerd mogelijk in kaart te brengen. Hiermee kan de ligging en het verzet van eventueel aanwezige breuken zo precies mogelijk in kaart gebracht worden. Deze memo behandelt het onderzoek van Geowulf. Om de betekenis van de resultaten voor mogelijke olieopslag cavernes in De Marssteden te kunnen bepalen wordt ook eerder onderzoek meegenomen. Tot slot volgt een conclusie met aanbevelingen. Beschrijving onderzoek Geowulf
Figuur 1. Onderzoeksgebied Geowulf studie (Geowulf Laboratories, 2010).
1
Van elke geboorde put wordt standaard voor aanvang van de productie een gamma meting uitgevoerd over het gehele traject, de zogenaamde nulmeting. Gedurende de productie worden tijdens onderhoudsbeurten nieuwe metingen gedaan. Alle meetdata van alle op De Marssteden aanwezige putten (61, Fig. 1) is aan Geowulf ter beschikking gesteld. Daarnaast zijn de boorlogboeken van alle putten, de ROP (boorsnelheid) diagrammen, de cuttingsbeschrijvingen en eventuele kernbeschrijvingen en modelleerstudies op basis van seismische data aan Geowulf ter beschikking gesteld. In eerder onderzoek heeft Geowulf aan de hand van reference well TWR-480, die in het studiegebied is opgenomen, op basis van cutting- en kernmonsters een zeer gedetailleerde stratigrafie voor het boorterrein Hengelo vastgesteld [1]. De gamma metingen worden door Geowulf per put stratigrafisch geïnterpreteerd. Hierbij kunnen breuken die door het put traject lopen worden geïdentificeerd, ook bij een verzet van slechts een circa één meter. Vervolgens worden de interpretaties van de verschillende putten met elkaar gecorreleerd. Hiermee kan worden vastgesteld of zich een breuk tussen twee putten bevindt. Binnen een serie zit er 40 meter tussen twee putten (Fig. 1). Tussen twee series is 2 de afstand 160 tot 500 meter. Omdat er in een gebied van 4 km 61 putten uitgewerkt en gecorreleerd zijn, is de locatie, de strekking en het verzet van individuele breuken nauwkeurig te bepalen. Resultaten onderzoek Geowulf
Op basis van de interpretaties en correlaties van alle putgegevens, heeft Geowulf structureel geologische kaarten kunnen maken [2]. Er zijn vooral kleine normal faults aangetroffen. Normal faults zijn afschuivingsbreuken met een steile helling (tussen 45 en 75 graden). Ze ontstaan vaak als gevolg van rek in de ondergrond.
Figuur. 2. Breuken in De Marssteden, met hun ouderdom (Geowulf Laboratories, 2010). 2
In bovenstaande kaart (Fig. 2) worden de door Geowulf Laboratories aangetroffen breuken weergegeven. In het centrum van de Marssteden is een kleine breuk te zien tussen caverne 469 en 472, deze dooft volledig uit richting caverne 299 en 369. Verder bevinden zich vooral in het zuidwesten enkele breuken. In onderstaande tabel staan de resultaten per serie voor de beoogde cavernes in De Marssteden (Tabel 1). Serie (TWR)
Resultaat
367-368
Geen breuken, gedeelte basis Altena Group (Jura) hoort misschien bij Muschelkalk (Trias). Log kwaliteit niet heel goed. Geen breuken, 373 heeft matige kwaliteit log langs Röt Claystone sectie Zout A duidelijk dikker in 375 (41,3 m) vergeleken bij 376 (34,6 m) en 377. Daarnaast is zout D afwezig in 375, terwijl het goed ontwikkeld is in de andere twee boringen. 380 heeft een normal fault in de Intermediate Röt Claystone (direct boven Main Röt Evaporite) met een verzet van 3 meter. Log kwaliteit was erg matig in deze put. Mogelijk is er ook een normal fault in het bovenste deel van Muschelkalk-A, maar de log kwaliteit laat hierover geen specifiekere uitspraken toe. 383 heeft een log over alleen de Main Röt Evaporite. 381 heeft een normal fault in de Muschelkalk-A sectie, verzet 2,1 m. 382 heeft een normal fault met circa 2 meter verzet in Muschelkalk-A Geen breuken. 474 heeft een normal fault in Muschelkalk-B, verzet 3,3 meter 476 en 477 hebben een matige kwaliteit logs langs delen van de Röt Claystone C-D member. 475 heeft een betere log langs Röt Claystone, maar minder goed langs Muschelkalk en Niedersachsen intervallen. 477 heeft mogelijk een breuk in de Röt Claystone, waarbij 2 tot 3 meter van de sectie is verdwenen. De precieze positie van de breuk is niet bepaald vanwege de matige log kwaliteit, maar zou zich in Röt Claystone C-D moeten bevinden.
372-373-374 375-376-377
378-379-380
381-382-383
469-470-471 472-473-474 475-476-477
Tabel 1. Resultaten en opmerkingen per serie.
De resultaten houden in dat drie series breukvrij zijn: 367, 372 en 469. De forse verschillen in zoutdikte in 375 lijken met zoutvloei door breukwerking te maken te hebben. In serie 378 (boring 380) zit een kleine breuk vlak boven de zoutlaag. In serie 381, 472 en 475 komen kleine breuken voor in de overburden, op tientallen meters boven de zoutlaag. Alle aangetroffen breuken hebben een verzet van minder dan 3,5 meter, echter dikte verschillen in het zout kunnen lokaal oplopen tot 10 meter, dit is vooral gerelateerd aan verzet in de onderliggende Solling Formatie. Eerder onderzoek naar breukwerking in het zout
Schléder and Urai [3] hebben microscopische analyses uitgevoerd op monsters van boring TWR-382. Er zijn zowel sedimentaire- als (tektonische) deformatiestructuren aangetroffen. De sedimentaire structuren bestaan uit chevron-vormige zones in de kristalstructuur die rijk zijn aan kristalgebonden water, gevormd in de groeirichting van de kristallen. Daarnaast zijn ook synsedimentaire oplossings- en rekristallisatie patronen aangetroffen langs de randen van de chevron-vormige kristallen. De tektonische structuren bestaan uit kristallen, gevormd door rekristallisatie langs de kristalgrenzen (fig. 3). De deformatie in het zout vond gedurende het Jura en het Krijt plaats, toen de zoutlaag zich op een diepte tussen 500 en 1500 meter bevond [4]. Het waargenomen proces leidt onder deze omstandigheden in geen geval tot het ontstaan van scheuren of openingen in de zoutformatie die permeabiliteit zouden kunnen creëren. 3
Figuur 3. Ontwikkeling van het Rötzout in Hengelo (Schléder & Urai, 2005). Fase a: Haliet kristal groei tijdens de verdampingsconcentratie stap in de zoutpan indampcyclus. Kristalgroei volgt een chevron patroon met banden rijk aan kristalgebonden water. Fase b: Overstromingsfase tijdens welke onverzadigd water een oplossingsvlak veroorzaakt waarbij oplossing preferentieel langs de kristalgrenzen plaatsvindt en een grillig oppervlak creëert met holtes. Fase c: Na verzadiging precipiteert bij een volgende indampfase eerst gips en daarna haliet. De in de voorgaande fase gevormde holtes worden gevuld met amorfe haliet zonder kristalgebonden water. Fase d: Het eindproduct van meerdere zoutpan cycli is een gelaagd pakket haliet met gips banden. Fase e: (Tektonische) deformatie van het zoutpakket veroorzaakt een migratie van de bestaande kristalgrenzen. Deze migratie wordt veroorzaakt door het onder druk oplossen van de bestaande kristallen en het rekristalliseren van de zo ontstane verzadigde oplossing. Dit proces vindt plaats op moleculaire schaal langs de kristalgrenzen. De nieuw gevormde kristallen vertonen geen sporen meer van de oorspronkelijke structuur. Betekenis onderzoeksresultaten voor de beoogde cavernes
Door Geowulf Laboratories zijn in de lagen direct onder en boven de zoutlaag breuken aangetroffen met een verzet van maximaal 10 meter. In het zout zelf zijn deze breuken niet te traceren. Dit kan verklaard worden uit het feit dat ten tijde van de breukwerking (tijdens het Krijt) de zoutformatie zich op een diepte bevond waar deze doormiddel van zoutvloei of -kruip kon deformeren. Dit blijkt ook uit het onderzoek van Schléder en Urai [3]. Daarnaast was de hoeveelheid fluid inclusions in het originele zout voldoende om pressure solution en grain boundary migration recrystallization mogelijk te maken, wat ook bevestigd wordt door andere gerenommeerde experts [5]. Verzet werd binnen de zoutlaag dus door wijzigingen in de kristalstructuur geaccommodeerd, niet door het ontstaan van traceerbare discrete breukvlakken. Er is dus geen enkele aanwijzing voor brittle deformation. Aangezien 10 meter verzet onvoldoende is om zoutlaag A (30m dik) te 4
doorsnijden, bevinden de cavernes zich in een continue zoutlaag die enkel door kruip gedeformeerd is. Tevens bevat het zout beduidend minder dan 15% insluitsels, zodat de percolation threshold voor insluitsels niet overschreden wordt. Al met al kunnen we met vertrouwen concluderen dat de gunstige eigenschappen van zout betreffende porositeit en permeabiliteit hierdoor niet wezenlijk veranderd zijn [5]. Geowulf Laboratories heeft in de overburden ook enkele breuken aangetroffen met een verzet van minder dan 10 meter (tabel 1). Omdat de beoogde cavernes zich alle in zout A bevinden, hebben de cavernes daarboven nog een dicht zoutdak (zoutlaag B en C) en een doorlopende anhydrietlaag (dikte 15m). Hierdoor kan contact tussen breuken in de overburden en zoutcavernes uitgesloten worden. Indien het boorgat een breuk in de overburden snijdt, worden mogelijke lekkages uitgesloten door de aanwezigheid van een technisch goede casing. Conclusies en aanbevelingen
De volgende conclusies kunnen op basis van onderzoek van Geowulf worden getrokken: · Er zijn in het zuidwesten en midden van het onderzochte gebied enkele breuken direct onder en boven de zoutlaag aangetroffen, vooral normal faults · In het zout zijn deze breuken niet te traceren, omdat deformatie werd geaccommodeerd door wijzigingen in de kristalstructuur. · Deze zoutvloei/-kruip was mogelijk omdat het zout zich ten tijde van de breukwerking op voldoende diepte bevond (>500m) om deze processen mogelijk te maken. · Het maximaal aangetroffen verzet (10m) in lagen direct onder en boven het zout is lang niet voldoende om het gesteente onder het zout in contact te brengen met het gesteente boven het zout. Zelfs de continuïteit van zoutlaag A (30m dikte), waarin zich de cavernes bevinden, is bij een dergelijk verzet nog steeds gewaarborgd. · De cavernes bevinden zich daarom in een impermeabele continue zoutlaag. De dichtheid van deze zoutlaag wordt door de aangetroffen breuken niet gecompromitteerd. · Tevens zijn in de overburden enkele breuken aangetroffen met een verzet van minder dan 10 meter. · Vanwege de dikte van het aanwezige zoutdak kan contact tussen breuken in de overburden en cavernes worden uitgesloten. · Geen van de aangetroffen breuken in het gebied De Marssteden leveren een risico op voor de dichtheid van de cavernes · Wanneer een boorgat een breuk in de overburden snijdt kan een mogelijke lekkage worden uitgesloten door de aanwezigheid van een technisch goede casing. · De aangetroffen breuken in De Marssteden vormen geen risico voor het containment. Daarom hoeft de aanwezigheid van een breuk in dit gebied geen criterium te zijn voor de selectie van cavernes voor mogelijke olie opslag. Referenties
[1] Lithological Study Cutting Samples Well B480 Cutting Samples & Core Samples. Geowulf Laboratories GL.060401 & GL.06.0601, June 2006. [2] Geological Analysis of The Marssteden Area Twente Region. Geowulf Laboratories, GL.10.121, December 2010. [3] Microstructural evolution of deformation-modified primary halite from the Middle Triassic Röt Formation at Hengelo, The Netherlands, Schléder, Z. & Urai, J., June 2005. [4] Geological atlas of the subsurface of The Netherlands, explanation to map sheet X: Almelo-Winterswijk. Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO, 1998 (p. 143). [5] Persoonlijke communicatie met Chris Spiers (Universiteit Utrecht), februari 2011. 5
Bijlage 2 - Memorandum ‘Berekening rek op casing bij olieopslag Twente n.a.v. olielekkage Epe (Duitsland)’, 18 augustus 2014
Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V.
Memorandum To
Staatstoezicht op de Mijnen (SodM)
From
Tjeerd Koopmans (AkzoNobel) en Tobias Pinkse (AkzoNobel)
Date
18 augustus 2014
Subject
Berekening rek op casing bij olieopslag Twente n.a.v. olielekkage Epe (Duitsland)
Copies to
Hans de Waal (SodM) en Annemarie Muntendam-Bos (SodM), Nils van der Plas (AkzoNobel), Jan van Herk (SodM)
Remarks
Doel Op 3 juli 2014 is er op operationeel niveau overleg geweest tussen Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) en AkzoNobel over de Bowtie risicoanalyse die is opgesteld n.a.v. de olielekkage bij SGW in Epe (Duitsland) en de vraag hoe het risico van hetgeen in Epe gebeurd lijkt te zijn bij de opslag in Twente geminimaliseerd wordt. Één van de mogelijke oorzaken van de olielekkage in Epe is dat de casing uit elkaar getrokken is door de grote rek die is opgetreden door het verschil in daling van het maaiveld (geringe daling) en de bovenzijde van het zoutpakket (grote daling). AkzoNobel stelt dat dit bij de Twentse opslagcavernes geen risico vormt omdat daar dit verschil veel kleiner is door de veel geringere daling van de bovenzijde van het zoutpakket. Dit is een gevolg van de ondiepere ligging van de cavernes (lagere druk en lagere temperatuur), waardoor de Twentse cavernes nauwelijks worden dichtgedrukt. In het overleg van 3 juli j.l. heeft SodM aan AkzoNobel verzocht deze rek te kwantificeren en zo te onderbouwen dat dit inderdaad geen risico vormt. Dichtdrukken cavernes en optreden van daling van de bovenliggende horizons Steenzout gedraagt zich bij toenemende druk en temperatuur plastischer dan het omliggende gesteente en vertoont in die situatie kruip. Doordat tijdens zoutwinning het drukevenwicht ter plaatse wordt verstoord als gevolg van onttrekking van het zout ontstaat er een deviatorische spanning. De optredende deviatorische spanning is echter zeer beperkt, omdat de verzadigde pekel waarmee de caverne altijd gevuld is zorgt voor enige tegendruk. Ook in de olieopslagsituatie is deze tegendruk aanwezig omdat de olie onder iets hogere druk wordt opgeslagen dan de pekel (+18 bar), zodat de geomechanische situatie tijdens olieopslag gelijk is aan die wanneer de caverne gevuld is met verzadigde pekel (zoutwinningssituatie; zie het Opslagplan). De resterende deviatorische spanning rondom de caverne wordt herverdeeld door de kruip van het zout. De caverne wordt als het ware langzaam dichtgedrukt, doordat zout van alle kanten ‘toestroomt’. Door het gewicht van het bovenliggende gesteentepakket, zal de bovenzijde van de zoutlaag hierdoor iets ‘inzakken’ en zakken ook alle daarboven gelegen lagen iets in. Hierbij zal het invloedsgebied naar boven toe steeds groter worden en de daling in het centrum van de deflectie steeds kleiner (omdat het dalingsvolume zich over een steeds groter oppervlakte verspreidt; zie figuur 1). Doordat de cavernes in Twente relatief ondiep liggen (ca. 460 m-mv), is de optredende deviatorische spanning, die afhankelijk is van het gewicht van het bovenliggende gesteente, relatief beperkt. Ook is de temperatuur op deze diepte relatief laag (ca. 20 à 22°C). Hierdoor gedraagt het zout zich maar nauwelijks plastisch en vindt er nauwelijks kruip plaats. Uit analyses van de afname van het volume van cavernes en analyses van de optredende bodemdaling boven oude cavernes blijkt de volumeafname circa 0,008% per jaar te zijn 3 3 (Respec, 2008). Een caverne van 100.000 m wordt per jaar dus ca. 8 m kleiner.
1
Figuur 1: Schematische weergave van de daling van de bovenzijde van het zout als gevolg van het dichtdrukken van de caverne en de daaruit volgende daling aan maaiveld. De dalingen zijn sterk overdreven en bedragen slechts 14 cm (bovenzijde zout) en ca. 2 cm (aan maaiveld) over een periode van 50 jaar.
Kwantificering van de optredende rek op de casing boven een olieopslagcaverne Om de optredende rek op de casing boven een olieopslagcaverne te kunnen kwantificeren zijn de volgende uitgangspunten van toepassing en zijn de volgende aannames gedaan: -
-
Steady state closure rate (VC(t)/dt) = 0,008% per jaar (Respec, 2008) Caverne volume (Vcav) = 200.000 m3 Caverne straal (rcav) = 60 m Caverne dakoppervlak (Oppcav) = 11.300 m2 Tijd (t) = 50 jaar (de cavernes zijn ca. 20 jaar geleden geboord en gaan 30 jaar voor opslag gebruikt worden; het volume is, in de 20 jaar dat de caverne ontwikkeld is, echter geleidelijk 3 toegenomen tot 200.000 m , dus het is een worst-case aanname dat het dichtdrukken al reeds 20 jaar in de volledige mate aan de gang is) Diepte top Zout (dTZ) = ca. 400 m
De afname van het cavernevolume met de tijd bedraagt dan: 3
3
VC(t)/dt * Vcav * t = 0,008% * 200.000 m * 50 jaar = 800 m . Deze volumeafname zal van alle kanten van de caverne komen, maar grotendeels van de zijkant en de bovenkant (omdat zich onder de caverne nauwelijks zout bevindt). Als worstcase wordt, ook vanweg de platte vorm van de cavernes, aangenomen dat deze volumeafname volledig voor rekening van het dak komt. Dit dak zal, door het plastische gedrag van het zout min of meer rechtstandig inzakken. Voor een dakoppervlak van 11.300 m2 betekent dit een daling van 7,1 cm. Wederom wordt echter voor een worst-case benadering gekozen, waarbij het dak in het midden iets doorbuigt, waardoor het daar een twee maal zo grote inzakking vertoont. ∆htop_zout bedraagt dus maximaal 14,2 cm. 2
Aan het maaiveld treedt boven de cavernes ook enige bodemdaling op (maximaal 5 cm per 100 jaar; zie het Opslagplan). Over een periode van 50 jaar zou dat dus ca. 2,5 cm bedragen. Dit is echter de cumulatieve bodemdaling van de elkaar overlappende bodemdalingskommen van meerdere dichtbij elkaar gelegen cavernes. Per caverne is de daling geringer (ordegrootte minder dan 2 cm in 50 jaar). ∆hmv bedraagt dus minder dan 2 cm. Om een worst-case benadering van de optredende rek op de casing te krijgen wordt echter aangenomen dat de bodemdaling aan maaiveld nihil is. De rek op de casing wordt veroorzaakt door het verschil tussen de daling van de top van het zout enerzijds (ruim 14 cm in bovenstaande worst-case benadering) en de bodemdaling aan maaiveld anderzijds (worst-case aanname: nihil). Uitgaande van een casinglengte van 400 meter betekent dit het volgende: rek op casing = 0,142 / 400 = 0,36‰. Dit kom neer op minder dan 0,4 mm per meter lengte. Hoewel niet bekend is hoeveel oprekking de casing zelf kan accommoderen, kan ervan worden uitgegaan dat de rek van de casing door daling van de bovenzijde van het zout vele malen (minimaal een factor 5 tot 10) kleiner is dan de rek die de casing probleemloos kan accommoderen. Conclusies Wat betreft de opslag van gasolie in Enschede kan geconcludeerd worden dat de rek die ontstaat door het verschil tussen de daling van de bovenzijde van het zout en de daling van het maaiveld (ca. 14 cm in het allerslechtste geval) probleemloos geaccommodeerd kan worden door geringe oprekking van de casing (minder dan 0,4‰).
3
