DeZwarteRidder schreef op 12 april 2023 15:05:
Waterinjectie voor Aardbevings-Minimalisatie en Volledige Produktie van het Groningen Gasveld
Leen Weijers
VP Engineering at Liberty Oilfield Services
Gepubliceerd op 8 nov. 2022
+ Volgen
Samenvatting
De sluiting van het Groningen Gasveld in 2022 vanwege aardbevingsrisico laat 500 Bcm (miljard kubieke meter) aardgas, momenteel met een waarde van meer dan €1 biljoen (€1,000 miljard), achter in de grond.
Er bestaat een technische methode om dit resterende aardgas te produceren en tegelijkertijd het optreden van aardbevingen te minimaliseren. Dit kan door middel van reservoirdrukonderhoud door waterinjectie.
Reservoirdrukonderhoud kan worden uitgevoerd door het jaarlijks geproduceerde volume aardgas in evenwicht te brengen met eenzelfde jaarlijks geïnjecteerd volume van een ander materiaal - meestal een gas zoals stikstof of een vloeistof zoals water. De Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) heeft veel ervaring met drukonderhoudstechnieken door haar activiteiten in gasopslagvelden, waarbij de reservoirdruk binnen gedefinieerde waarden wordt gehouden. In kleinere Nederlandse gasvelden die lijken op Groningen, waar ook aardbevingen voorkwamen tijdens de primaire produktie periode, verminderde het aantal aardbevingen na drukonderhoud tijdens de gasopslag fase aanzienlijk.
Injectie van water is voor Groningen de meest economische oplossing, omdat water in enorme hoeveelheden beschikbaar is, en omdat het kan worden aangeleverd via een effectieve infrastructuur van bestaande kanalen. Daardoor zouden injectieactiviteiten binnen enkele maanden kunnen starten. Daarnaast wordt er al water in het veld geïnjecteerd; water is al aanwezig in de Rotliegendes zandsteen waarin het gas zit en als zodanig worden er geen nieuwe materialen geïntroduceerd; en water zorgt door het hogere soortelijk gewicht voor een aanzienlijke hydrostatische druk, waardoor het zelf in het grootste deel van de druk voorziet die nodig is voor injectie. Vooral deze laatste factor maakt waterinjectie vele malen goedkoper dan andere drukbehoudende technieken.
De waterinjectiestrategie die ik voorstel voor Groningen Pressure Maintenance (GPM) bestaat uit de volgende onderdelen:
Waterinjectie in ~ 100 putten langs de flanken van het reservoir;
Zoet water uit kanalen zal worden behandeld in een waterzuiveringsinstallatie op elke injectieplaats;
Injectiesnelheden per put moeten worden beperkt tot maximaal 1,3 kubieke meter per minuut om onder de hydraulische scheur-initiatiedruk te blijven;
De gemiddelde reservoirdruk zou ongeveer hetzelfde moeten blijven als in de huidige situatie, ongeveer 70 bar. Jaarlijkse produktievolumes moeten gelijk zijn aan jaarlijkse injectievolumes.
Met het voorgestelde aantal injectieputten en de beperkte waterinjectiesnelheid per put, levert deze strategie de jaarlijkse gasproduktie uit het veld tot ongeveer 5 Bcm per jaar. In dit tempo zou het veld nog ongeveer 100 jaar kunnen produceren.
In een eenvoudig kostenmodel voor waterinjectie zijn de opstartkosten ongeveer € 130 miljoen, voornamelijk voor wijzigingen in het putontwerp, centrifugaalpompen en een waterzuiveringsinstallatie op elke injectie lokatie. Die startkosten vertegenwoordigen minder dan 0,02% van de huidige waarde van het resterende gas. De jaarlijkse operationele kosten voor waterinjectie zijn ongeveer € 50 miljoen – dat is minder dan 1% van de jaarlijkse produktie-inkomsten.
Het enige alternatief dat de NAM serieus heeft overwogen voor reservoirdrukbehoud is stikstofinjectie. Dit alternatief is vele malen duurder; een ruwe kostenanalyse komt uit op het dubbele van de startkosten in vergelijking met waterinjectie en meer dan 10 keer de jaarlijkse operationele kosten.
Een volgende stap voor waterinjectie is een veldproef. Een veldproef met meerdere putten is noodzakelijk om de voor- en nadelen van deze techniek te onderzoeken en om te bekijken of het een haalbare en acceptabele langetermijnoplossing is voor alle betrokkenen.
Hoewel het elimineren van aardbevingen niet gegarandeerd is als de reservoirdruk zo constant mogelijk wordt gehouden met behulp van waterinjectie, kan het aardbevingsrisico verder worden geminimaliseerd terwijl het resterende gas wordt geproduceerd. Waterinjectie zal naar verwachting zeer economisch zijn tegen een kostprijs van slechts 1% van de huidige aardgaswaarde. De rest moet ten goede komen aan de energieonafhankelijkheid van Nederland en er voor zorgen dat Groningers eindelijk de compensatie krijgen die ze verdienen.
Een Persoonlijke Introductie
Ik groeide op in het midden van het Groningen Gasveld, in Ten Boer, in de jaren 70, toen de voordelen van deze enorme gasvoorraad nog hielpen om de sociale staat op te bouwen en Nederland van de kolen af te helpen voor haar electriciteit en verwarming van huizen. Ik heb nu nog veel familie en vrienden die hier wonen, en die te maken hebben met aardbevingen en de misstappen van de producent en de politiek.
Ik was weer in Groningen deze zomer. In de wijk waar ik vroeger woonde zijn hele straten met de grond gelijk gemaakt of onbewoonbaar verklaard. Sommige mensen moeten jaren in tijdelijke huisvesting tot hun huis herbouwd is. Ondanks hun frustratie zijn er veel mensen die vinden dat gasproduktie uit Groningen nog een tijdje door moet gaan om de Russische gas-baten, die gebruikt worden om de Russische agressie in de Oekraine te financieren, te verminderen en om te zorgen dat gasprijzen op een lager niveau stabiliseren.
In dit artikel introduceer ik de unieke eigenschappen van het Gronings Gasveld, geef ik een overzicht van de geschiedenis van aardbevingen en aardbevingsmodellen en beredeneer ik dat de meest economische stap voorwaarts voor het minimalizeren van aardbevingen tijdens economische produktie een strategie is waarbij het veld op de huidige reservoirdruk wordt gehouden met behulp van waterinjectie.
www.linkedin.com/pulse/waterinjectie-...