El almacenamiento de gas "offshore", en campos depletados de petróleo: el ejemplo del almacenamiento subterráneo "Castor".

1. La seguridad del abastecimiento
energético
Almacenamientos subterráneos de gas.
Soluciones geológicas.
El almacenamiento de gas
“offshore”, en campos
depletados de petróleo: el
ejemplo del
almacenamiento
subterráneo ”Castor”
27 de octubre de 2008

2. Índice
1. Promotor
2. Situación
3. ¿Qué tipo de almacenamiento es Castor?
4. Historia de producción campo Amposta
5. Estudio de viabilidad
6. Desarrollo del Proyecto Castor
2

3. Promotor
Escal UGS S.L., compañía española participada por:
– ACS: 66,67 % (*)
– CLP: 33,33 % (Canadá)
(*) Después de la construcción y puesta en marcha de las instalaciones,
ENAGAS tomará la mitad de la particiapación de ACS
3

4. Situación Actual: Concesión de
Explotación
1. Calificado como “A Urgente” en la Planificación de los Sectores de la
Electricidad y el Gas.
2. La Concesión de Explotación para Almacenamiento Subterráneo
CASTOR fue aprobada en Consejo de Ministros de fecha 16 de mayo
de 2008 y otorgada mediante RD 855/2008, publicado en el BOE con
fecha 5 de junio de 2008.
3. Con fecha de 4 de agosto de 2008 se solicitaron:
• Autorización Administrativa (Planta de Operaciones, Gasoducto y
Plataforma Marina)
• Declaración de Utilidad Pública
• Declaración de Impacto Ambiental
• Autorización Ambiental Integrada (Planta de Operaciones en tierra)
• Concesión de Ocupación del Dominio Público Marítimo-Terrestre
4

5. Situación de Castor: Sistema Gasista
Español
Castor
Medgaz
5

6. CASTOR – Situación de la Concesión
Concesió
nCastor
6

7. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Conceptos básicos:
Inyección de gas al
almacén
– Los poros de la roca están
saturados de agua
– El gas desplaza el agua y
la reemplaza parcialmente
Extracción de gas del
almacén
– En la zona de salida parte
del gas queda atrapado
entre los poros (parte del
Gas Colchón)
7

8. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Conceptos básicos:
Almacén volumétrico
– Prácticamente aislado del
entorno
– Al vaciarse, la presión
disminuye
considerablemente
– El caudal de extracción
decrece casi desde el inicio
Almacén “water drive”
– Soportado por el acuífero
inferior
– Al vaciarse la presión
disminuye poco
– Funciona como un “pistón”
– El caudal inicial de
extracción se mantiene
8

9. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Gas
Actividad del acuífero (water drive)
9

10. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Almacén:
En Castor: km
Castor: 5 5
FASES DEL KARST MEDITERRÁNEO
INICIAL: Exposición subaérea de las calizas
mesozoicas tras un descenso eustático de nivel del
mar y fracturación tectónica. Desarrollo de un
sistema de discontinuidades y de brechas incipientes
de fragmentación.
INTERMEDIA: Desarrollo de un sistema de
cavidades. Depósitos de relleno de las cavidades y
brechas de fragmentación.
FINAL: Colapso del sistema de cavidades.
Formación de brechas de colapso.
10

11. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Litología:
11

12. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Formación del yacimiento
Amposta - Castor
3
1
4
2
12

13. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Flecha
Techo almacén
Area karstificada
13

14. ¿Qué tipo de almacén es CASTOR?
Roca cobertera:
60 m
1700 m
14

15. Historia de Producción: campo Amposta
• El Proyecto CASTOR pretende convertir el campo abandonado de petróleo Amposta en un
almacenamiento subterráneo de gas natural.
• El campo, operado por un consorcio liderado por la Shell, produjo 56 Mbbls de crudo entre
1973 y 1988.
Amposta Field Production Profile
Perfil Producción Amposta
Campo Amposta – Perfil de
Production
45.000 2700
Max. P = 70 psi
40.000
2650
35.000
Producción de crudo: 56 MMbbls 2600
Producción de agua: 0,22%
30.000
2550
OWC original: 1940 m (TVD)
25.000
BBL/DIA
P (psi)
2500
OWC al abandono: 1750 m (TVD)
20.000
Water drive 2450
15.000
2400
10.000
2350
5.000
0 2300
di 5
di 0
di 5
no 3
m 75
m6
no 8
m 80
m1
no 3
m 85
m6
no 8
se 4
se 9
se 4
6
oc 1
6
73
73
74
en 7
78
78
79
en 2
83
83
84
en 7
88
88
75
ag 7
80
ag 2
85
ag 7
l- 7
l- 8
l- 8
7
t -7
7
t -8
8
t -8
8
7
7
8
-7
-8
-8
7
8
8
-7
-8
-8
n-
n-
n-
n-
c-
c-
c-
v-
o-
v-
o-
v-
o-
v-
r-
b-
r-
b-
r-
b-
e-
p-
e-
p-
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p-
e-
ay
ay
ay
ar
ar
ar
ju
ju
ju
oc
oc
ab
ab
ab
ju
ju
ju
ju
fe
fe
fe
en
15

16. Historia de Producción: campo Amposta
1.400.000
AMB-2A AMB-6 23.408.913 bbls
1.200.000
AMB-3 15.578.648 bbls
PRODUCTION (BBL/MONTH)
AMB-2A 1.952.240 bbls
1.000.000
AMB-1 7.588.715 bbls
800.000
AMB-7 6.637.643 bbls
AMB-1
AMB-10 460.447 bbls
AMB-3
600.000
AMB-11 17.599 bbls
400.000
AMB-7
AMB-10
200.000
AMB-6 AMB-11
0
ju 3
en 73
ju 4
en 74
ju 5
en 75
ju 6
en 76
ju 7
en 77
ju 8
en 78
ju 9
en 79
ju 0
en 80
ju 1
en 81
ju 2
en 82
ju 3
en 83
ju 4
en 84
ju 5
en 5
ju 6
en 6
ju 7
en 7
ju 8
8
7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8
8
8
l-8
8
l-8
8
l -8
8
l -8
e-
e-
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l-
l-
l-
l-
l-
l-
l-
l-
l-
l-
l-
l-
en
DATES
AM B-11 AM B-6 AM B-3 AM B-2A AM B-1 AM B-7 AM B-10
16

17. Estudio de viabilidad del
almacenamiento
En un yacimiento como CASTOR, que ha contenido
hidrocarburos, los aspectos más relevantes a investigar
son:
• Presión máxima operación
Integridad cobertera y sellos
críticos
• Fugas
• Movilidad fluidos
Dinámica del almacén
• Caudales
inyección/extracción
• Rango de presiones
17

18. Estudio de viabilidad del
almacenamiento Sondeo Castor-1
Velocidades
1983 reproc.
2005
Profundidad
Mejora sustancial de la definición de
reflectores en 2005
18

19. Estudio de viabilidad del
almacenamientode evaluación Castor-1
Diseño del sondeo
Techo del
almacén (Calizas
de Montsia)
1 km
19

20. Estudio de viabilidad del
almacenamiento
Resultados del sondeo
Castor-1:
Comienzo: 12 de diciembre de 2004
Finalización: 24 de enero de 2005
Duración: 44 días (incluidas pruebas)
Resultados:
Techo almacén : 1715 m TVD
(bnm), 7 m por encima de la
posición más alta perforada por la
Shell (AMB7)
Columna saturada de petróleo Gas
Cavernas abiertas (“drilling break”)
natural libre en el techo de la
estructura, entre 1712-15 m Alta movilidad fluidos: 50.000 m3 de agua
(Amposta Chalk) de mar inyectados en 15 días sin presión en
cabeza (sin resistencia al desplazamiento
Se probó el sondeo a un caudal
dentro de la formación almacén)
restringido de 2,807 bopd con una
caída de presión de 3 psi y sin
agua (segregación pro gravedad) 20

21. Estudio de viabilidad del
almacenamiento
Resultados del sondeo Castor-1: 1 bar = 14,5038 psi
DST Castor-1
Pressure Masurements
Memory Gauches
Nº 779 793 1867 1733 2722 2723
Code Bhp0 Bhp1 Bhp2 Bhp3 Bhp4 Bhp5
Pressure (psia) psia 2380,01 2402,93 2404,66 2405,5 2407,48 2411,24
(at the end of the Build Up period) bar 164,10 165,68 165,80 165,85 165,99 166,25
Measure from Annulus Bellow valve Bellow valve Bellow valve Tubing Tubing
Masuring depth:
Drilling m MD RT 1684,44 1684,44 1684,44 1684,44 1687,06 1690,39
m MD msl 1658,44 1658,44 1658,44 1658,44 1661,06 1663,39
break m TVD RT 1637,44 1637,44 1637,44 1637,44 1640,06 1643,39
m TVD msl 1611,44 1611,44 1611,44 1611,44 1614,06 1617,39
Data
Bottom well (TVD msl) m 1800
Measuring point (TVD msl) m 1617,39
Oil density ppg 7,3392 *considering the oil density at reservoir conditions 0,88 kg/l
Measured pressure psi 2411,24
Calculations
Pico de Gas Oil column in the well m 182,61
Pressure equivalent psia 228,59
Pressure at 1800 m TVD msl psia 2639,83
bara 182,01
182 bar @ 1800 m
Presión medida =
Presión original
21

22. Estudio de viabilidad del
almacenamiento
Resultados del sondeo Castor-1: Test de fugas en la cobertera
Datos de LOT en el área del Golfo de Valencia - Golfo de Rosas
(La mayoría de los LOT realizados en las formaciones del Terciario Basal)
0
• P. Máx. dinámica
LÍNEA DE SEGURIDAD
operación: 230 bar
500 (sin fugas por debajo
de esta línea)
• P. fractura cobertera:
LÍNEA DE
142
130
142160 180
1000 165 CERTIDUMBRE
253-322 bar
168
162177
(presiones máximas
238
Profundidad (m)
210
211 alcanzadas sin fuga)
265
1500
• Margen de seguridad:
211
291
1720 235
246
289
23 –92 bar
296
Techo Alm acén en Castor-1
2000 280 CALCULOS
236 260
Profundidad vertical TVD (RKB) 1669,15 m
322 467
Densidad agua 8,34523 ppg
378
367
328
2500 377
314 EMW (densidad equivalente) 14,55 ppg
379
440 291,07 bar
Presión max. de formación
411
3000
528 598
497
501 620
3500
596
4000
253 322
0 100 200 300 400 500 600 700
Presión Máxima del LOT (bar)
22

23. Estudio de viabilidad del
almacenamiento
Modelos matemáticos: Modelo tipo Tanque (MBAL): 1) Radial 2) Lineal
case 1 pressure @ -1700 m
Amposta Field
reservoir pressure comparison case 2 pressure @ -1700 m tvdss
case 1 - case 2 Injected gas rate
Produced gas rate
230 30000
220
210 25000
200
190 20000
P reservoir bar
Gas rate 10e3
180
stm3/d
170 15000
160
150 10000
140
130 5000
120
110 0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
days
23

24. Estudio de viabilidad del
almacenamiento
Modelos matemáticos: Modelo tipo Tanque (MBAL): 1) Radial 2) Lineal
24

25. Proyecto CASTOR
Esquema general de instalaciones:
Plataforma
Planta Operaciones
60 m
Gasoducto
(22 km mar + 8 km tierra)
Pozos
Almacén
1.750 m
25

26. Proyecto CASTOR
• Almacenamiento subterráneo CASTOR. Características principales:
Gas de útil: 1,3 bcm (hasta el contacto original P/A)
Gas colchón: 0,6 bcm (hasta el 50% recuperable a caudales
menores)
Ratio gas de trabajo/gas de colchón: próxima a 2:1
Capacidad de extracción: 25 MMm3/día x 8 pozos previstos
(3 MMm3/día x pozo )
Capacidad de inyección: 8 MMm3/día
• YACIMIENTO DE PETRÓLEO AGOTADO (antiguo campo AMPOSTA,
explotado por la compañía SHELL en los 70 y 80).
• OFFSHORE, situado a 21 km de la costa y con una lámina de agua de
60 m.
26

27. Proyecto CASTOR
Filosofía de diseño de las instalaciones del AASS
Castor:
PRESTACIONES
1. Alta disponibilidad,
1. Alta disponibilidad,
flexibilidad yyfiabilidad
flexibilidad fiabilidad
NECESIDADES
2. Rapidez de puesta en
2. Rapidez de puesta en
1. Atender a distintos tipos
marcha yyapagado yyturn-
marcha apagado turn- 1. Atender a distintos tipos
de demanda: corto-largo
down de demanda: corto-largo
down
plazo
plazo
3. Alcanzar rápidamente la
3. Alcanzar rápidamente la
2. Uso como “peak shaving”
operación a régimen 2. Uso como “peak shaving”
operación a régimen
3. Proporcionar flexibilidad
4. Minimizar la intervención 3. Proporcionar flexibilidad
4. Minimizar la intervención
del operador
del operador 4. Proporcionar seguridad
4. Proporcionar seguridad
5. Minimizar las pérdidas de
5. Minimizar las pérdidas de
gas
gas
ESTUCTURA GEOLÓGICA
27

28. Proyecto CASTOR
Instalaciones del Proyecto de Almacenamiento
CASTOR:
• Tierra:
– Unidad de compresión (para inyección del gas) 1ª etapa
– Separador bifásico
– Unidad de acondicionamiento del gas (membranas)
– Unidad de medida y odorización
– Elementos de seguridad
• Gasoducto:
– De unos 30 km (22 km tramo submarino), 30” de diámetro y 110 bar de
presión de servicio
• Mar:
– Plataforma de cabezas de pozo
– Pozos de operación (8) y de control (4)
– Plataforma de proceso:
Unidad de compresión (para inyección del gas) 2ª etapa
Separador bifásico
Unidad de secado del gas 28

29. Proyecto CASTOR
RNG
Gasoducto
conexión a RNG
Gasoducto conexión
instalaciones ON/OFF
Plataforma Marina
(Offshore)
Planta de Operaciones
(Onshore)
Esquema general de instalaciones.
29

30. Proyecto CASTOR
Instalaciones en tierra. Detalle instalaciones (recreación artística):
30

31. Proyecto CASTOR
Plataforma en el mar:
Cabezas
Proceso de Pozos
31

32. Proyecto CASTOR
Plataforma en el mar:
Pozos de control
en almacén
32

33. Proyecto CASTOR
Esquema de proceso durante la inyección del
gas:
33

34. Proyecto CASTOR
Esquema de proceso durante la extracción del
gas:
34

35. Proyecto CASTOR
35