Van Schoonebeek tot schaliegas. Jan Dirk Jansen Leidse Winterlezing Naturalis, 13 december 2015

Van Schoonebeek tot schaliegas Jan Dirk Jansen Leidse Winterlezing Naturalis, 13 december 2015

Aardbevingen in Groningen Van Schoonebeek tot schaliegas Jan Dirk Jansen Leidse Winterlezing Naturalis, 13 december 2015

Jan Dirk Jansen • Hoogleraar Reservoir systems and control (het beheersen van ondergrondse stroming) • 1986 – 2010: Shell (Nederland, Noorwegen, Nigeria), boor‐ en productietechnologie, veiligheid & milieu, reservoirtechnologie • 1999 – heden: TU Delft Afdeling Geoscience and Engineering (Vroeger: Toegepaste aardwetenschappen; nog vroeger: Mijnbouw en Petroleumwinning) • www.tudelft.nl/jdjansen Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

3

Ondergrondse stroming • Wat stroomt er? – Water – drinkwater, injectiewater – Olie & gas – koolwaterstoffen – CO2 – vloeibaar, gas, superkritisch

• Waardoorheen? – Poreus gesteente (diep) – zand‐, klei‐, kalksteen – Heterogeen – lagen, scheuren, breuken, uitloging, cementatie – Oppervlakteprocessen – oppervlaktespanning, adsorptie

• Omgeving – Hoge drukken: 10 MPa / km – Hoge temperaturen: 25‐30 oC / km 3000 m: 300 bar, 100 oC Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

4

Poriën in zandsteen

Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

5

Heterogeen van klein tot groot

www.coolgeography.co.uk


6

Complexe geologie

http://www.fugro-jason.com, http://www.slb.com


7

Oliereservoirs Anticline olie


Breuk olie

8

Olie‐ en gasreservoir

gas

olie

water


9

Pannenkoeken!


10

Oliewinning • Primaire winning – expansie van gesteente, vloeistoffen en gassen; afnemende reservoirdruk “depletion drive”; winningfactor: 5‐20% • Secundaire winning – pompen (b.v. ja‐knikkers), of injectie van water of gas om reservoir op druk te houden “water and gas flooding”; winningfactor: 10‐70% • Tertiare winning – injectie van stoom of chemicalien om eigenschappen te veranderen (viscositeit, hechting) “steam‐, polymer‐, surfactant‐flooding”; w.f.: 20‐90% Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

11

Olie‐ en gasvelden in NL

http://www.nlog.nl/nl/pubs/maps/oil_gas_netherlands.html


12

NL Olie en Gasportaal

http://www.nlog.nl/nlog/lks_map/nlog/index.html?mapMode=FULL&mapName=NlogData&nlogId=Domain_ALL_Wells&menu=act


13

Boringen in NL



14

Boringen in NL ‐ detail



15

Vergunningen Mijnbouwwet

http://www.nlog.nl/nl/results/results.html


16

Het “Schoonebeek” olieveld Ontdekt: 1943; in productie: 1947 (op 1 na) grootste olieveld in Europa: 109 vaten Zware olie (dik als suikerstroop) – ja‐knikkers Geabandoneerd: 1996 (winningsfactor: 25%) Opnieuw in productie: 2011 Stoominjectie om dikke olie vloeibaarder te maken; 25 injectie‐ en 44 productieputten • Productie: 100‐120 miljoen vaten tot 2035

• • • • • •


17

Schaliegas in NL? Volgens TNO

Posidonia formatie Geverik laagpakket https://www.tno.nl/media/4554/schaliegas_nl_tno_2013.pdf


18

Schaliegas in NL? Volgens het IEA

Posidonia formatie

schalieolie schaliegas Geverik formatie http://www.adv‐res.com/pdf/13_XIII_EIA_ARI_N_and_W%20Europe_June_2013.pdf


19

Het “Groningen” aardgasveld • Ontdekt: 1959 (Slochteren) • Druk gedaald van 320 naar 100 bar • ¾ van volume geproduceerd

www.namplatform.nl ‐ Hazard and Risk Assessment for Induced Seismicity Groningen – Interim Update 7th November 2015


20

Geologische doorsnede Groningenveld

http://www.nlog.nl/nl/reserves/Groningen.html


21

Clusters, breuken en gaskolommen



22

Productie Groningen (plan 2007)



23

Productie Groningen 2015

http://www.namplatform.nl/actueel/gasproductie‐groningen‐veld‐november.html


24

Tektonische platen

http://www.knmi.nl/kennis‐en‐datacentrum/uitleg/platentektoniek


25

Statische en dynamische wrijving kracht

reactiekracht reactiekracht

kracht Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

26

“Stick‐slip”


27

Breuken in de Nederlandse ondergrond

http://www.geologievannederland.nl/landschap/vormende‐ krachten/tektoniek‐duwende‐kracht oorspronkelijke bron: TNO


28

Roerdalslenk

https://nl.wikipedia.org/wiki/Roerdalslenk


29

Aardbevingen in Nederland

http://jaarverslag.knmi.nl/Seismologie/


30

Aardbevingen t/m 2013



31

Aardbevingen in Groningen

NAM, 2013. Technical Addendum to the Winningsplan Groningen 2013 Subsidence, Induced Earthquakes and Seismic Hazard Analysis in the Groningen Field


32

Breuken in Groningen • Niet actief • Wel aardbevingen • Hoe dan?



33

Groningse zandsteen – micro CT scan

Korrels

Poriën Bron: Auke Barnhoorn, TU Delft


34

Reservoir compactie Experiment met een spons

Bron: Auke Barnhoorn, TU Delft


35




36


waterdicht



37




38

Reservoir compactie Experiment met een spons 3 km gesteente

Groningen gasveld



39


“gasproductie”



40


“gasproductie”



41


compactie



42

Compactie in Groningen Drukverlaging

Compactie

NAM, 2013. Technical Addendum to the Winningsplan Groningen 2013 Subsidence, Induced Earthquakes and Seismic Hazard Analysis in the Groningen Field


43

Zettingen in Groningen cm

Model

cm

Meting

cm

Verschil



Zoutwinning

44

Zijn zettingen een probleem? • Wel voor dijkhoogtes; water management • Niet voor gebouwen, pijpleidingen etc. 40 cm 0.002o 30 km

• Zettingen zorgen niet voor aardbevingen • Maar (sommige) compactie wel


45

Compactie en aardbevingen Compactie

Bevingen/km2

www.namplatform.nl – Bourne and Oates (2015): An activity rate model of induced seismicity within the Groningen Field


46

Uniforme compactie: geen probleem


47

Compactie ter weerszijde van een breuk

“stick‐slip”


48

Aardbevingsrisico • “Strain‐partitioning” Stochastiche modellen • “Event rate” • Geomechanisch Mechanistische modellen • Huidige aanpak NAM: “Event rate model” • Compactie => aardbeving => golfvoortplanting => versnelling aan het oppervlak => “hazard” (gevaar) gevaar + gebouw respons => risico • Commisie Meijdam: Individueel risico < 10‐5/jaar Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

49

Vragen: • Helpt productievermindering? Waarom? • Is het veld niet simpelweg een grote tank? • Leidt productievermindering tot minder bevingen of alleen tot latere bevingen? • Heeft het zin om water of stikstof te injecteren? • Wat is de zwaarste beving die kan optreden? • Zijn dit soort bevingen geen probleem in Californie/Italie/Japan etc. maar wel in Groningen? Waarom? Van Schoonebeek tot schaliegas ‐ Leidse Winterlezing, Naturalis, 13 december 2015

50

Van Schoonebeek tot schaliegas. Jan Dirk Jansen Leidse Winterlezing Naturalis, 13 december 2015

Recommend Documents