Rückführung von Lagerstättenwasser in eine ausgeförderte Erdgaslagerstätte. Ein Projekt der RWE Dea AG in Niedersachsen

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1 Rückführung von Lagerstättenwasser in eine ausgeförderte Erdgaslagerstätte Ein Projekt der RWE Dea AG in Niedersachsen

2 Rückführung von Lagerstättenwasser in eine ausgeförderte Erdgaslagerstätte AUSGANGSPUNKT: DIE EMPFEHLUNG DER LAGERSTÄTTEN- WASSERSTUDIE VÖLKERSEN-NORD Z3: BETRIEBSPLATZ UND BAUMAßNAHMEN TECHNIK: ANLAGENBETRIEB UND LAGERSTÄTTE AUSBLICK: ZUSAMMENFASSUNG UND ZEITPLAN SEITE 2

3 Die vom Gutachterteam geprüften Optionen Optionen 1. Injektion in eine ausgeförderte Erdgaslagerstätte 2. Verwertung in einer Salzlagerstätte (Flutung im Salzbergwerk) 3. Aufbereitung zur Direkteinleitung in ein Oberflächengewässer 4. Aufbereitung zur Indirekteinleitung über eine Kläranlage Vorteile der empfohlenen Option > Sicherer Verbleib des Lagerstättenwassers inklusive der Schadstoffe > Geringe Emission und Schadstofffreisetzung > Geringer Resourcenverbrauch > Sicherer Transport durch die Schichten mit Nutz- und Trinkwasser Auswahl der Lagerstätte > RWE Dea hat alle ausgeförderten Gasbohrungen überprüft > Ergebnis: Die Bohrung Völkersen- Nord Z3 ist für das Vorhaben geeignet > Der Betrieb dort ist sowohl technisch durchführbar als auch langfristig sicher Empfehlung des Gutachter-Teams SEITE 3

4 Die vom Gutachterteam empfohlene Option: Das Lagerstättenwasser dorthin zurück bringen, wo es herkommt. Gasaufbereitung Wasseraufbereitung Abfälle zur Deponie m Erdgas Lagerstättenwasser m m Förderung m m Havel-Sandstein (Rotliegendes) SEITE 4

5 Rückführung von Lagerstättenwasser in eine ausgeförderte Erdgaslagerstätte AUSGANGSSPUNT: DIE EMPFEHLUNG DER LAGERSTÄTTEN- WASSERSTUDIE VÖLKERSEN-NORD Z3: BETRIEBSPLATZ UND BAUMAßNAHMEN TECHNIK: ANLAGENBETRIEB UND LAGERSTÄTTE AUSBLICK: ZUSAMMENFASSUNG UND ZEITPLAN SEITE 5

6 Die Lage der Völkersen-Nord Z3 SEITE 6

7 Der Betriebsplatz der Völkersen-Nord Z3 heute Völkersen-Nord Z3 Völkersen-Nord Z2 Gastrocknungsanlage Zufahrt von Kreisstraße K31 SEITE 7

8 Warum wurde Bohrung Völkersen-Nord Z3 ausgewählt? Auswahlkriterien Buntsandstein m Verwässerter Bereich m Deckgebirge Zechstein Salinar Hannover Wechselfolge gasführender Bereich > Lagerstätte ist im Bereich der Bohrung verwässert und für die Erdgasproduktion nicht mehr nutzbar > Druck in der Lagerstätte ist durch die langjährige Erdgasförderung insgesamt deutlich abgesenkt > Bohrung ist vorhanden und muss lediglich im unteren Bereich (> m) umgebaut werden > Lagerstättenwasser aus der Erdgasproduktion wird zurückgeführt in einen Horizont, in dem sich bereits heute Lagerstättenwasser befindet SEITE 8

9 Umbau der Bohrung Völkersen-Nord Z3 Nutz- und Trinkwasserhorizonte (Tiefe m) Betriebsplatz > Erneuerung Fundamente und Platzoberflächen > Erneuerung des Entwässerungssystems > Dauer der Arbeiten am Platz: rund 2,5 Monate Bestand Bohrung Völkersen-Nord Z3 (Tiefe 0 ca m) Rückverfüllung und Neubohrung (Tiefe ca m) Nicht nutzbare saline Tiefenwässer (Tiefe > 400 m) Bohr- und Untertagearbeiten > Ausbau des alten Förderstrangs > Ablenkung der Bohrung in den verwässerten Teil des Havel-Sandstein > Weitere Tests zur Bohrlochintegrität > Einbau eines neuen Förderstrangs > Dauer der Bohr- und Untertagearbeiten rund 2 3 Monate SEITE 9

10 Der Weg des Lagerstättenwassers Anlieferung Lagertanks Grob-Reinigung Fein-Reinigung Sammeltank Filterschlämme Kohlenwasserstoffe (KWST) Entsorgung Lagertank Weiterverwertung Rückführung Lagerstättenwasser Kohlenwasserstoffe (KWST) Filterschlämme SEITE 10

11 Umbaumaßnahmen auf dem Betriebsplatz Eckdaten Völkersen-Nord Z3 Lagerstättenwasser- Aufbereitung und Tanklager Regenwasserbecken Zufahrt von Kreisstraße K31 > Stahlbau-Halle (Fläche: ca. 20 x 25 m, Höhe: ca. 8 m) > 4 Lagertanks für Lagerstättenwasser (je 350 m³) > 1 Kohlenwasserstoff-Tank (10 m³) > 1 Restwassertank (30 m³) > 2 Ladestationen für Tankwagen (TKW) > 3 Gebäude (Messwarte, Räume für Betriebsmittel, Transformator und Schaltanlage) > Regenwasserbecken > Zusätzlich versiegelte Fläche (rd m² / +16% gegenüber heute) > Dauer der Baumaßnahmen: rund 8 9 Monate (parallel zu den Bohrarbeiten) SEITE 11

12 Rückführung von Lagerstättenwasser in eine ausgeförderte Gaslagerstätte AUSGANGSPUNKT: DIE EMPFEHLUNG DER LAGERSTÄTTEN- WASSERSTUDIE VÖLKERSEN-NORD Z3: BETRIEBSPLATZ UND BAUMAßNAHMEN TECHNIK: ANLAGENBETRIEB UND LAGERSTÄTTE AUSBLICK: ZUSAMMENFASSUNG UND ZEITPLAN SEITE 12

13 Anlagentechnik Eckdaten Anlagenbetrieb > Kontinuierlicher 24 Stunden-Betrieb > Anlage ist für eine prognostizierte Wassermengen von m³ pro Jahr ausgelegt > Anlage verfügt über zwei Aufbereitungsstränge (Redundanz für Stillstände und Wartungsarbeiten) > Automatischer und fernüberwachter Betrieb der Anlage; tägliche Kontrollbesuche durch qualifiziertes Betriebspersonal SEITE 13

14 Umweltaspekte Minimierung der Einflüsse auf die Umwelt Lärm > Aufbau aller Schallerzeuger in der Halle > Im Betrieb keine zusätzlichen Lärmemissionen > Einhaltung der TA-Lärm Gasförmige Emissionen > Vermeidung von gasförmigen Emissionen durch ein Gaspendelsystem > Unvermeidbare Freisetzung von Gasen erfolgt gereinigt über Aktivkohleadsorber > Einhaltung der TA-Luft Leckagen > Die Anlage ist technisch dicht > Dichte Auffangwannen für das Tanklager und die gesamte Halle > Qualitative Überwachung des Oberflächenwassers und Ableitung in das Regenwasserbecken (sauber) bzw. zur externe Entsorgung (verschmutzt) SEITE 14

15 Sicherheit im Aufbereitungsprozess Gefahren in der Anlage Feuer > Lagerstättenwasser ist nicht brennbar - trotz brennbarer Bestandteile > Kohlenwasserstoffe werden sachgerecht gelagert und gesondert abtransportiert > Brandmeldeanlage in der Halle Explosion > In der Anlage entstehen keine explosionsfähigen Gasgemische - in allen Tanks und Behältern wird der Inhalt mit Stickstoff überdeckt > Gasmeldeanlage in der Halle > Anlage ist in explosionsgeschützter Bauweise ausgeführt > Alle Gefahrenbereiche sind entsprechend gekennzeichnet SEITE 15

16 Transportaufkommen und Fahrtwege im Raum Völkersen heute Fahrtwege heute Tankwagentransporte heute > Tankwagen fahren heute auf der gelben Route > Transportaufkommen im Ortskern Völkersen (An- und Abfahrten): Mo. Fr. ca. 12 Fahrten pro Tag Sa. und So. ca. 2 4 Fahrten pro Tag SEITE 16

17 Transportaufkommen und Fahrtwege im Raum Völkersen ab 2016 Fahrtwege ab 2016 Transportaufkommen ab 2016 > Tankwagen fahren auf der gelben und roten Route > Prognose: rund Fahrtbewegungen pro Jahr > Durchschnittlich 18 Anlieferungen pro Werktag, an Sonn- und Feiertagen nur sporadisch > Aufteilung 1/3 zu 2/3: - 12 Fahrten/Tag durch den Ortskern Völkersen - 24 Fahrten/Tag über die Bundesstr. B215 > Transportaufkommen im Ortskern Völkersen verändert sich gegenüber heute nicht > Verkehr nimmt tendenziell ab BLAU: Summe ROT: B215 GELB: Ortskern Völkersen SEITE 17

18 Einblicke in den Untergrund Quartär bis oberes Eozän (Trink- und Nutzwasser) Tertiär (mittleres Eozän bis Basis Tertiär) Oberkreide Unterkreide Keuper Mittleres Muschelkalk Salinar Muschelkalk Roetsalinar Buntsandstein Zechstein Salinar Vulkanit Hannover Wechselfolge Havel-Sandstein (Lagerstätte) SEITE 18

19 Einblicke in den Untergrund (1) Die Lagerstätte im Raum Völkersen Natürliche Ausdehnung der Lagerstätte > Lagerstätte im Havel-Sandstein bedeckt eine Fläche von ca. 5 x 5 km > Mächtigkeit (Stärke) von m > Bereits heute befindet sich Lagerstättenwasser im Untergrund geschätztes Volumen mehr als m³ > Das sind rund 5 x soviel Wasser, wie im Steinhuder Meer > Rund m³ soll zurückgeführt werden ca. 0,5% des dort bereits befindlichen Wassers SEITE 19

20 Einblicke in den Untergrund (2) Eckdaten der Lagerstätte Lagerstättendruck > Ursprünglicher Druck in der Lagerstätte: > Aktueller Druck in der Lagerstätte: 654 bar ca bar Gegenüberstellung Gas- und Wassermengen > Bisher geförderte Gasmenge*: > Geplante Menge Lagerstättenwasser bis 2029: m³ m³ Lagerstättenwasserrückführung > Das Wasser wird drucklos in die Bohrung geleitet > Durch die Rückführung des Wassers wird der ursprüngliche Druck in der Lagerstätte nicht überschritten Die Lagerstätte ist seit Millionen Jahren von bis zu m mächtigem Zechsteinsalz überdeckt und hydraulisch dicht Havel-Sandstein Rückführungspotenzial weit mehr als ausreichend: Weniger als 5% des als Gas entnommenen Volumens wird durch zurückgeführtes Wasser ersetzt * Gasmenge in effektiven m³ bei Lagerstättendruck SEITE 20

21 Mittlerer Druck Seismizität bar ca. 5 7 bar 2016 Zeitachse 2029 Eckpunkte > Durch die Erdgasförderung ist der Druck in der Lagerstätte von 654 bar auf jetzt bar gesunken > Druck wird sich durch die Erdgasförderung weiter verringern > Zurückgeführtes Wasser wird den förderbedingten Druckabfall insgesamt geringfügig verlangsamen > Rückführung von Lagerstättenwasser reduziert Scherspannungen im Untergrund > Gutachter: Das seismische Risiko verringert sich im Vergleich dazu, dass kein Lagerstättenwasser zurückgeführt wird SEITE 21

22 Rückführung von Lagerstättenwasser in eine ausgeförderte Gaslagerstätte AUSGANGSPUNKT: DIE EMPFEHLUNG DER LAGERSTÄTTEN- WASSERSTUDIE VÖLKERSEN-NORD Z3: BETRIEBSPLATZ UND BAUMAßNAHMEN TECHNIK: ANLAGENBETRIEB UND LAGERSTÄTTE AUSBLICK: ZUSAMMENFASSUNG UND ZEITPLAN SEITE 22

23 Zusammenfassung Die wichtigsten Fakten auf einen Blick (1) > RWE Dea folgt der Empfehlung des Gutachterteams - Das Lagerstättenwasser soll in eine ausgeförderte Gaslagerstätte zurückgeführt werden - dorthin, wo es herkommt > Das Wasser gelangt in der Tiefe von rund m zu dort bereits vorhandenem Lagerstättenwasser > Die ehemalige Förderbohrung Völkersen-Nord Z3 wurde umfassend begutachtet - das Lagerstättenwasser kann dort nachhaltig und sicher zurückgeführt werden > Durch die Erdgasförderung in den vergangenen Jahren ist in den Sandsteinporen der Lagerstätte ein weit mehr als ausreichendes Volumen für das Lagerstättenwasser frei geworden > Insgesamt wird weniger als 5% des als Gas entnommenen Volumens wird durch zurückgeführtes Wasser ersetzt SEITE 23

24 Zusammenfassung Die wichtigsten Fakten auf einen Blick (2) > Zurückgeführtes Wasser wird den förderbedingten Druckabfall insgesamt geringfügig verlangsamen > Dadurch wird das seismische Risiko eher verringert > Aufgrund der Druckverhältnisse und der Dichtigkeit der Lagerstätte ist es physikalisch unmöglich, dass Lagerstättenwasser in trinkund nutzwasserführende Schichten aufsteigt > Die bereits existierende Bohrung Völkersen-Nord Z3 muss lediglich unterhalb von rund m technisch überarbeitet werden > Im oberen Teil - also auch im Bereich der nutz- und trinkwasserführenden Schichten - wird die Bohrung nicht angetastet > Die Nutzung vorhandener Infrastruktur auf dem Anlagenplatz reduziert den Eingriff in Natur und Landschaft > Der TKW-Verkehr im Ortskern Völkersen wird gegenüber heute nicht zunehmen SEITE 24

25 Zeitplan Arbeitsschritte > Ende Juli / Anfang August 2014: Einreichung des Antrags für den Rahmenbetriebsplan beim LBEG > Nach Vorliegen aller Genehmigungen Baubeginn Renovierung Bohrplatzfläche und Bau der zusätzlichen Anlagenplatzfläche Bohrarbeiten Hallen- und Anlagenbau Prüfungen und Abnahmen durch Sachverständige > Nach Monaten Bau- und Bohrtätigkeit Inbetriebnahme der Anlage Beginn der Wasserrückführung SEITE 25

26 Anhang SEITE 26

27 Neben Wasser enthält Lagerstättenwasser zum Teil umweltrelevante Stoffe Was ist im Lagerstättenwasser der RWE Dea AG enthalten? Kalium Calcium Natrium Strontium Chlorid Bromid BTEX 8% Rest Inhaltsstoffe Mittelwert * kg pro TKW ** Barium 0,003 0,8 Calcium 1,5 340 Eisen 0,003 0,8 Kalium 0,1 23 Lithium 0,004 1 Magnesium 0,008 2 Natrium 1,4 330 Strontium 0, Blei 0,001 0,2 Quecksilber 0, ,001 Chlorid 4, Sulfat 0,02 5 Nitrat 0,002 0,5 92% Wasser Bromid 0,04 10 Gesamtsalinität 7, BTEX (überwiegend Benzol) Mineralölkohlenwasserstoffe (nicht aromatisch) 0,04 10 * Einheit: Gew.-% ** Volumen: 23m³/ Liter 0,0007 0,2 SEITE 27

28 Aufbau des Bohrloches der Völkersen-Nord Z3 UTSV Downhole Gauge 30" 76,0 [m] gerammt 13 3/8" 1683,6 [m] 9 5/8" 4133,5 [m] 0 ca. 400m Tiefe trinkwasserführende bzw. nutzbare Horizonte Schnitt in 20 m Tiefe ab ca. 400m Tiefe salzwasserführende Horizonte; nicht als Trink- oder Nutzwasser geeignet Schnitt in m Tiefe ¼ Datenkabel Downhole Gauge Wandstärke 4 1/2 Steigrohr 6,88 [mm] 10 3/4 15,11 [mm] 13 3/8 12,19 [mm] 30 25,40 [mm] ¼ Control Leitung Wandstärke 4 1/2 Steigrohr 6,88 [mm] Wandstärke 7 5/8 Liner 4 1/2 Steigrohr 6,88 [mm] 20,60 [mm] 7 5/8 Liner 20,60 [mm] 9 5/8-10 ¾ 13,84 26,25 [mm] 9 5/8-10 ¾ 13,84 26,25 [mm] Im oberen Bereich der Bohrung: 3-fache Verrohrung und Zementierung. Ringräume sind mit Schutzflüssigkeit gefüllt. Diese wirkt als Sperrmedium und ermöglicht eine Dichtigkeitsüberprüfung Packer 7 5/8" Liner 5014 [m] Heidberg Niendorf Schnitt in m Tiefe Wandstärke Wandstärke 7 5/8 Liner 7 5/8 Liner 20,60 [mm] 20,60 [mm] Lagerstättenwasser Ringraumschutzflüssigkeit Havel 4 ½ Liner ca [m] 4 1/2 Liner 8,56 [mm] 4 1/2 Liner 8,56 [mm] Zement Erdreich SEITE 28