carriço - KBB Underground Technologies

CARRIÇO
UNDERGROUND GAS STORAGE
ARMAZENAMENTO SUBTERRÂNEO DE GÁS
2
Carriço
Map of Portugal with the natural gas pipeline system and situation of the underground gas storage facilities
Carriço (CNG) and the Sines gas terminal (LNG)
Mapa de Portugal com o sistema de gasodutos de gás natural e a localização das instalações de armazenamento subterrâneo de gás no Carriço (GNV) e o terminal de gás em Sines (GNL)
Carriço
Table of content
Lista de conteúdos
Introduction: The Carriço natural gas storage project
Introdução: Projeto de armazenamento de gás natural do Carriço
6
Development of the Carriço natural gas storage project
Desenvolvimento do projeto de armazenamento de gás natural do Carriço
9
Carriço well pads: Construction and supervision activities
Plataformas de cavernas do Carriço: Actividades de construção e supervisão
14
Geology of Carriço gas storage project
Geologia do projeto de armazenamento de gás do Carriço
17
Planning and construction of the Carriço caverns
Planeamento e construção das cavernas do Carriço
23
Latest surveying technology for new caverns
Tecnologia recente de prospeção de novas cavernas
26
Development of cavern volumes and accumulation of insoluble residues
Desenvolvimento de volume das cavernas e acumulação de materiais insolúveis
33
Carriço salt production
Produção de sal no Carriço
34
Recent developments in well completions and wellhead design
Desenvolvimentos recentes na completação dos poços e design da cabeça de poço
36
Completion and first fill of the caverns / Aspects of subsurface installations for gas storage
Completação e primeiro enchimento das cavernas /Aspetos das instalações de subsuperficie para
armazenamento de gás
38
Description of the Carriço gas facilities
Descrição das instalações de gás do Carriço
44
Outlook for the Carriço cavern field
Perspectivas para o desenvolvimento de cavernas no Carriço
48
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DEEP.
KBB UT
REN
GUI
MAPAJE
ABB
SOCON
HARTMANN
ITG
PPS
Ingenieurbüro Franke
Robke
Linde
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5
8
16
16
22
26/27
36/37
43
51
51
51
51
3
4
Carriço
DEEP. Underground Engineering GmbH
plans, constructs and operates since 1995
underground storages for gaseous and
liquid hydrocarbons, in particular:
Natural gas storages for peak shaving
and arbitrage.
Crude oil storages as strategic reserve
in cases of interruption of delivery.
Product storages as supply and strategic reserve.
Energy storage, storage of compressed
air and hydrogen.
DEEP. plans, constructs and operates
salt production by solution mining.
Carriço
KBB Underground Technologies GmbH
KBB projecta, constrói e opera desde 1971 armazenagens subterrâneas
para gases e hidrocarbonetos líquidos, em particular:
Armazenamento de gás natural para atenuar picos de consumo e
variações de preço mercado
Armazenamento de petróleo bruto como reserva estratégica em caso
de interrupção de fornecimento.
Armazenamentos de produtos para fornecimentos e como reserva
estratégica.
Armazenamento de energia, como ar comprimido e hidrogénio.
KBB Underground Technologies projecta, constrói e opera a produção
de sal por extração de subsolo
5
6
Carriço
Introduction: The Carriço Natural Gas Storage Project
Introdução: Projeto de Armazenamento de Gás Natural do Carriço
Aerial view of gas storage and brine production plant in Carriço with designation of the plant components
Vista aérea do armazenamento de gás e fábrica de produção de sal no Carriço, com a designação das várias infraestruturas
The storage of natural gas in salt
caverns in Carriço is the first project of this kind ever to be realised
in Portugal. The first measures to
implement the project were initiated in 1994. The initial aim was to
construct storage caverns for two
purposes: the storage of strategic
reserves, and to balance supply
and demand (seasonal and daily
fluctuations in demand). The overall priority was to safeguard the
supply of natural gas in general.
Portugal has no domestic gas
fields of its own, and its gas supply
infrastructure is therefore completely dependent on imported
gas: supplied in the form of liquefied natural gas (LNG) delivered by
gas tankers, and by high pressure
gas (CNG) delivered via a gas
pipeline from the Maghreb.
The Carriço storage project is
located in Pombal in the vicinity of
Figueira da Foz which lies on the
Portuguese Atlantic coast directly
adjacent to a high pressure gas
pipeline. The Carriço location was
identified as the most suitable
site after undertaking detailed
investigations and comparisons
analysing technical, economic and
environmental criteria.
The storage facility is constructed
in the Monte Real salt dome. This
consists of evaporites deposited
during the Triassic / Lower Lias
period (i.e. laid down around 200
to 195 million years ago). The
salt dome, which is formed by a
diapir, developed over a period
of around 150 million years. The
diapir reached the surface in Carriço around 50 million years ago.
After undergoing a long period of
surface weathering, it was covered
by thick layers of Pliocene sand
around 3 to 5 million years ago.
The salt is up to 2,000 m thick in
some places, and was identified as
suitable for the construction of salt
storage caverns after carrying out
rock-mechanical tests and analysis
is several European laboratories.
The project was initially instigated
by TRANSGÁS (the former operator of the Portuguese high-pressure natural gas pipeline network)
but is now managed by REN
(Redes National Energy SGPS,
SA). REN is the present day operator of the power grid and the
gas transport network in Portugal – which also includes the gas
storage caverns. The Carriço gas
storage facility comprises (2014)
six caverns lying at depths between 900 and 1,500 m. The total
geometrical volume of the caverns
is 3.2 million m³. This is sufficient
for the storage of 333.4 million m³
working gas.
The engineering company KBB UT,
located in Hannover in Germany,
played a leading role in the planning and realisation of the Carriço
storage project. The brochure on
the project presented here show
the historical development, as well
as the relevant geological factors
concerning the construction and
operational aspects of the caverns. The visualisation of the project showing four caverns (cover
illustration) impressively reveals the
invisible underground part of the
facility.
Carriço
Carriço salt formation and situation of caverns RENC-6, RENC-4, RENC-5 and TGC-2
Formação de sal no Carriço e representação das cavernas RENC-6, RENC-4, RENC-5 e TGC-2
natural comprimido (GNC), fornecido através de um gasoduto
proveniente do Magreb.
Situation map of REN CNG Storage in Carriço and REN LNG Terminal in Sines
Mapa de localização do Armazenamento
de GNC REN no Carriço e o Terminal GNL
REN em Sines
O armazenamento de gás natural
em cavernas de sal no Carriço é
o primeiro projeto deste género a
ser realizado em Portugal. As primeiras medidas para implementar
o projeto iniciaram-se em 1994. O
objetivo inicial era construir cavernas de armazenamento com duas
finalidades: constituição de reservas estratégicas e equilibrio na
oferta e na procura de gás natural
(flutuações sazonais e diárias relativamente à procura). A prioridade
era assegurar o fornecimento de
gás natural sem interrupções.
Portugal não possui jazidas de
gás no seu território e a sua capacidade de fornecimento de gás
está, por isso, completamente
dependente de gás importado,
fornecido sob a forma de gás
natural liquefeito (GNL), através
de navios metaneiros, e de gás
O armazenamento subterrâneo do
Carriço está localizado no concelho de Pombal, nas proximidades
da costa atlântica portuguesa,
na extremidade de um gasoduto
de alta pressão. O Carriço foi
identificado como o local mais
adequado para o armazenamento
subterrâneo de gás natural, após
terem sido efetuados estudos
comparativos detalhados utilizando critérios de cariz técnico,
económico e ambiental.
As cavidades de armazenamento
estão construídas no diápiro de
Monte Real. Este consiste em
formações evaporíticas depositadas durante o período Triásico
/ Jurássico Inferior, ou seja, há
cerca de 195 a 200 milhões de
anos. A formação salina, evoluiu
para o atual diápiro, ou doma
salino, durante um período de
cerca de 150 milhões de anos,
tendo alcançado a superfície há
cerca de 50 milhões de anos.
Após sofrer um longo período de
erosão à superfície, foi coberta
por espessas camadas de areias
durante o Pliocénico, ou seja, há
3 a 5 milhões de anos. O sal tem
aproximadamente 2000 m de espessura em algumas zonas e foi
identificado como adequado para
a construção de cavernas salinas
para armazenamento após serem
efetuados ensaios mecânicos nas
carotes obtidas em furos de exploração, bem como análises de
natureza geoquímica, em vários
laboratórios europeus.
O projeto foi inicialmente fomentado pela TRANSGÁS, Sociedade
Portuguesa de Gás Natural (antigo operador da rede portuguesa
de gasodutos de alta pressão),
mas atualmente é gerido pela
REN (REN Armazenagem, SA).
A REN é a atual operadora da
rede elétrica e da rede de transporte e armazenamento de gás
em Portugal – que também inclui
as cavernas de armazenamento
de gás existentes no Carriço. A
instalação de armazenamento
de gás do Carriço é composta
por seis cavernas a profundidades entre os 900 e os 1.500 m.
O volume geométrico total das
cavernas é de 3,2 milhões de m³,
o que permite armazenar 333,4
milhões de m³ de gás natural.
A empresa de engenharia KBB
UT, localizada em Hannover,
na Alemanha, teve um papel
de destaque no planeamento e
execução do projeto de armazenamento do Carriço. A presente
publicação mostra o desenvolvimento histórico do projeto,
bem como os fatores geológicos
relevantes que dizem respeito à
construção e os aspetos operacionais das cavernas. A ilustração
da capa, que exibe quatro cavernas, revela, de forma impressionante, a parte subterrânea
invisível das instalações.
7
8
Carriço
Carriço
Development of the Carriço natural gas storage project
Desenvolvimento do projeto de armazenamento subterrâneo de gás natural do Carriço
Gas market in Portugal
Portugal has no gas fields of its own
and is therefore completely dependent for its gas supplies on deliveries of liquefied natural gas (LNG)
through the terminal in Sines in the
south-west of the country, and via
the high pressure gas transported
in the Euro-Maghreb pipeline from
Algeria in North Africa to Central Europe. Nowadays, each one of these
gas inlets represents around half of
the gas consumption in Portugal.
The gas from the high pressure
pipeline system is distributed via
pressure regulation stations into the
medium and low pressure distribution network operated by various
private companies.
Gas pipeline network in Portugal,
please compare page 2.
The more than 1.3 million consumers of natural gas in Portugal are
mostly small private consumers.
There are also around 300 consumers who use gas in the medium
to high pressure range for various
purposes (industry, power plants).
Annual gas consumption in 2013
was 4 billion cubic metres, corresponding to 47,9 TWh.
How the Carriço natural gas
storage began
Measures to realise Portugal’s first
underground storage project for
natural gas began in 1994. The
project was initiated by TRANSGÁS and was intended to be part
of the development of the natural
gas pipeline network. The aim
was to construct a storage to
store strategic reserves, as well
as to compensate for daily and
seasonal fluctuations in supply
and demand. The overall objective
was to secure the gas supplies for
the country.
Carriço was chosen as the site
for the natural gas storage after
carrying out a selection process
which took into consideration
technical, economic as well as
environmental aspects. The Carriço site lies approximately 25 km
to the west of Pombal and south
of Figueira da Foz, in a sparsely
populated area near to the coast
Como começou o armazenamento de gás natural do Carriço
Situation of wells/wellpads and cavern operation facilities of Carriço CNG storage project
Localização das plataformas das cavidades e das instalações de Gás e Lixiviação do projeto
de armazenamento de GNC no Carriço
Mercado do gás em Portugal
Portugal não possui jazidas de gás
no seu território e, por isso, está
completamente dependente, dos
aprovisionamentos de gás natural
liquefeito (GNL) através do terminal
em Sines, no sudoeste do país,
e do fornecimento de gás natural
comprimido através do gasoduto Euro-Magreb com origem na
Argélia, no norte de África. Atualmente, cada uma destas entradas
de gás representa cerca de metade
do consumo de gás em Portugal.
O gás do sistema de transporte de
alta pressão é distribuído através
de estações de regulação e medida
para as redes de distribuição de
média e baixa pressão, operadas
por várias empresas privadas.
Rede de gasodutos em Portugal.
Consulte a página 2.
Os mais de 1,3 milhões de consumidores de gás natural em Portugal
são, na maioria, pequenos consumidores privados. Também existem
cerca de 300 consumidores que
usam gás em média e alta pressão
com vários objetivos (indústria,
produção de energia). O consumo
de gás anual em 2013 foi de 4 mil
milhões de metros cúbicos, correspondendo a 47,9 TWh.
As medidas para empreender o
primeiro projeto de armazenamento subterrâneo de gás natural em
Portugal tiveram início em 1994. O
projeto foi iniciado pela TRANSGÁS
-Sociedade Portuguesa de Gás
Natural- e pretendia fazer parte
integrante do plano de introdução
do gás natural em Portugal. O
objetivo era construir uma armazenagem para garantir as reservas
estratégicas, bem como equilibrar
as flutuações diárias e sazonais resultantes das variações da oferta e
da procura. O objetivo prioritário era
assegurar o abastecimento de gás
natural ao país sem interrupções.
O Carriço foi escolhido como o
local para o armazenamento de gás
natural após terem sido efetuados
estudos comparativos e de seleção
de locais que tiveram em conta
aspetos técnicos, económicos e
9
10
Carriço
and in the immediate vicinity of a
high pressure natural gas pipeline.
Because the salt producer RENOESTE was already operating at
the planned site, information was
already available on the geological
structure of the underground salt
deposit.
The natural gas storage development plan depended on con-
structing caverns within this salt
structure. Exploration took place
from 1996 to 1997 by several
companies including TRANSGÁS,
GEOSTOCK and LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia
Civil). The evaluation could also
fall back on the existing documents, well logs and gravimetric
survey results made available by
RENOESTE as well as former regional seismic surveys for oil and
gas prospecting. In 1996/1997,
TRANSGÁS executed one local
seismic survey and the TGC 1
exploration well. Based on this
information GEOSTOCK elaborated a feasibility study and the
basic design in 1997 and 1998
respectively.
Gas pipeline network Europe with location of CNG storage projects and LNG terminals
Rede Europeia de gasodutos com indicação dos locais dos projetos de armazenamento de GNC e terminais de GNL
ambientais. As instalações de armazenamento do Carriço localizam-se
aproximadamente a 25 km a oeste
de Pombal e a sul da Figueira da
Foz, numa zona escassamente
povoada, perto da costa e próximo
de um importante gasoduto de alta
pressão. Como a empresa mineira
RENOESTE explorava o sal-gema
no Carriço, existia já informação disponível sobre a estrutura geológica
do domo salino.
O plano de desenvolvimento do armazenamento de gás natural passava pela confirmação da viabilidade
de construção de cavernas nesta
estrutura de sal. A prospeção ocorreu entre 1996 e 1997 por diversas
empresas, incluindo TRANSGÁS,
GEOSTOCK e LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil).
A avaliação geológica baseou-se
também na informação disponivel,
como sondagens e resultados de
prospeção gravimétrica disponibili-
zados pela RENOESTE, bem como
em antigas campanhas de prospeção sísmica regional para pesquisa
de petróleo e gás. Em 1996/1997, a
TRANSGÁS executou uma campanha de prospeção sísmica local
e uma sondagem de exploração
TGC-1. Com base no tratamento das informações recolhidas, a
GEOSTOCK elaborou um Estudo
de Viabilidade, que confirmou o
Carriço, e uma Engenharia Base em
1997 e 1998, respetivamente.
Carriço
Results of the exploration
activities
The Monte Real salt structure investigated by the exploration programme extends underground for
a length of 27 km, has a width of 6
km, and is around 2 km high. The
rock salt layers and the claystone,
anhydrite and dolomite layers
(Dagorda Formation) forming the
structure were deposited around
200 – 197 million years ago during
the Upper Triassic to Lower Jurassic periods. The salt structure is
covered by a cap rock formed by
the subrosion of the rock salt beds
by groundwater during the geological past. The cap rock is overlain
by younger sandy sediments of
Tertiary age (Moreira Formation)
deposited from 27 million years
ago to the present day. These
deposits include the sand dunes
which characterise the present day
surface around Carriço and represent the youngest sedimentary
deposits in the area.
The exploration wells provided the
following information: sands, clays
Operation facilities in Carriço seen from northwest. Foreground: gas operation facilities, background: brine/salt production installations
Estação de Gás do Carriço vista de noroeste. Primeiro plano: estação de gás, plano de fundo: instalações de produção de sal
Resultados das atividades de
exploração
A estrutura de sal de Monte Real,
parte da qual investigada pelo programa de prospeção, estende-se
abaixo da superfície ao longo de 27
km, possui uma largura de 6 km e
tem cerca de 2 km na sua espessura máxima. A estrutura salina
(formação da Dagorda) é formada
maioritariamente por salgema, mas
também por camadas de argila,
anidrite e dolomite, e depositou-se
há cerca de 197 a 200 milhões de
anos, na transição do período Triási-
co Superior para o Jurássico Inferior.
Esta estrutura salina é coberta por
formações rochosas resultantes da
dissolução do salgema das camadas mais superficiais por ação de
águas subterrâneas, permanecendo
os materiais insolúveis, ação que
se prolongou por milhões de anos.
Esta camada rochosa é coberta por
sedimentos arenosos mais recentes, de idade Terciária (formação
Moreira), depositados desde há 27
milhões de anos até à atualidade.
Estes depósitos incluem as dunas arenosas que caracterizam a
superfície atual de grande parte do
litoral desta região e que constituem
os depósitos sedimentares mais
recentes.
Os diversos furos realizados no
Carriço permitiram identificar areia,
argila e conglomerados da Formação Moreira até cerca dos 200 m
de profundidade. Entre os 200 e os
450 m ocorre a formação rochosa
composta por anidrite, gesso, argila
e dolomite. O salgema, facilmente
solúvel, apresenta intercalações de
anidrite, dolomite e argila, pouco
solúveis ou mesmo insolúveis, e
foi atravessado pelas sondagens
a partir de cerca dos 450 m. A
percentagem de materiais insolú-
11
12
Carriço
and conglomerates of the Moreira Formation reached down to
a depth of 200 m. The cap rock
consisting of anhydrite, gypsum,
claystone and dolomite covers the
zone from 200 to 450 m depth.
Easily leachable rock salt with intercalations of poorly or insoluble
anhydrite, dolomite and claystone
was penetrated by the wells
below a depth of 450 m. The
percentage of contaminants – in
other words the insoluble constituents in the rock salt – is around
15 %. Rock-mechanical investigations carried out in laboratories in
Paris and Hannover revealed that
the rock salt was suitable for the
construction of caverns.
Construction of a
natural gas storage
The project was tendered internationally in Europe according
to EU regulations as part of an
EPC contract in 1999. Four bids
were submitted. The project was
awarded to the German-Portuguese consortium consisting
of KBB, CME, Koch, BPC and
SOPOL. KBB was the head of the
consortium. GEOSTOCK was involved as the technical consultant
for TRANSGÁS.
Constructing the project began
in 2000. The work began simultaneously on constructing the
surface facilities (leaching station,
water intake and brine disposal) and drilling four cavern wells
down to approximately 1,450 m
depth. Moreover, brine processing
equipment was constructed by
RENOESTE to enable some of the
brine produced during leaching to
be used for salt production. Additional synergies were achieved by
Operation facilities in Carriço seen from northeast. Foreground: solution mining installations, background: gas operation facilities
Estação de gás e estação de lixiviação do Carriço vistas de nordeste. Primeiro plano: estação de lixiviação plano de fundo: estação de gás
veis no sal é de cerca de 15 %. As
investigações na área da mecânica
das rochas efetuadas em laboratórios em Paris e Hannover revelaram
que o salgema era adequado para a
construção de cavernas.
Construção da armazenagem de
gás natural
Em 1999 foi lançado um concurso
internacional, de acordo com os regulamentos da EU, para a construção do armazenamento em regime
EPC. Foram apresentadas quatro
propostas, tendo sido vencedor
um consórcio germano-português
composto pela KBB, CME, Koch,
BPC e SOPOL, sendo a KBB líder
do consórcio. A GEOSTOCK estava
envolvida como consultora técnica
da TRANSGÁS.
A construção do projeto começou
em 2000. Os trabalhos começaram
com a construção simultânea das
instalações de superfície (Estação de Lixiviação, Captação de
Água e Rejeição de Salmoura) e
a perfuração de quatro furos para
a construção de cavernas a uma
profundidade de cerca de 1.450 m.
Além disso, foi construído equipamento de processamento de
salmoura pela RENOESTE para
permitir que alguma da salmoura
produzida durante a lixiviação fosse
utilizada na produção de sal. Foram
conseguidas sinergias adicionais
através da utilização de alguma da
salmoura produzida para arrefecer
continuamente as turbinas de uma
Carriço
using some of the produced brine
to continuously cool the turbines
of an integrated thermal power
plant from GALP POWER.
Leaching operations were able
to start at the end of October
2001. The contracting company changed over the years to
Schlumberger, which acquired
KBB from Preussag, and later the
project was managed by KBB UT.
The first three caverns were
leached over a period of almost
four years without any incidents.
Around 17,000 m3 of cavity was
leached out of the rock salt every
month in this way. The first three
caverns were filled with gas in
2005 and 2006, after construction
of the gas-station in 2002.
Restructuring of the Portuguese
energy sector led to REN Armazenagem S.A. taking over the
Carriço storage project in 2006,
as well as almost all of the onsite
facilities, whereas TRANSGÁS-Armazenagem – belonging to GALP
Energía – retained the ownership
rights to two of the caverns.
These two companies also acquired the existing concessions
for the potential construction of
further caverns in future. The fifth
cavern was successfully leached
in the period from 2008 up to
2011 with KBB UT providing the
leaching engineering. The sixth
cavern was drilled in the field in
2011 and completed in July 2014.
Gas operations in the cavern
began in 2014.
The original planning assumed the
construction of four caverns with
a working volume of 300,000 m3
each, and a maximum working gas
volume of 26 million Nm3 each.
The gas operations plant was
designed for an injection rate of
100,000 Nm3/h and a withdrawal
rate of 300,000 Nm3/h. The leaching operation plant was designed
for 600 m3/h, which approximately
corresponds to the hourly creation
of around 80 m3 of cavity space or
around 550,000 m3 cavern space
per year.
These plans were ultimately considerably exceeded. The Carriço
cavern storage now has six operating caverns with a geometric
volume of 3.21 million m3, corresponding to an average volume
per cavern of around 535,000 m3.
Overall, the underground storage
therefore has a working gas volume of 333 million Nm3 (averaging
56 million Nm3 per cavern).
The salt deposit has adequate
reserves for the development of
additional storage caverns.
central térmica integrada da GALP
POWER.
Carriço em 2006, bem como de
quase todas as instalações no local,
enquanto a TRANSGÁS-Armazenagem – pertencente à GALP Energia
– mantinha os direitos de propriedade de duas das cavernas. Estas
duas empresas também adquiriram
as concessões que determinavam
os direitos de construção de novas
cavernas. A quinta caverna foi
lixiviada com sucesso no período
entre 2008 e 2011, com a KBB UT
a fornecer a engenharia de lixiviação. A sexta caverna foi perfurada
em 2011 e o processo de lixiviação
foi finalizado em julho de 2014. As
operações de gás nesta caverna
começaram em 2014.
A estação de lixiviação foi concebida para produzir um caudal máximo
de água de 600 m3/h, o que corresponde, aproximadamente, à criação
de 80 m3 de volume de cavidade
por hora, o equivalente a cerca de
550.000 m3 por ano.
As instalações de lixiviação ficaram
aptas a operar no fim de outubro de
2001. A empresa líder do consórcio passou, mais tarde, a ser a
Schlumberger, que adquiriu a KBB à
Preussag. Após 2007, a construção
de cavidades passou a ser gerida
pela KBB UT.
As primeiras três cavernas foram
lixiviadas durante um período de
quase quatro anos sem quaisquer
incidentes. Cerca de 17.000 m3 de
cavidade foram lixiviadas, por mês,
a partir do salgema. As primeiras
três cavernas foram abastecidas
com gás em 2005 e 2006, tendo a
construção da Estação de Gás sido
iniciada em 2002.
A reestruturação do setor energético português fez com que a
REN Armazenagem S.A. adquirisse
o projeto de armazenamento do
O projeto inicial previa a construção
de quatro cavernas com um volume
útil de 300.000 m3 cada e um volume de gás armazenado máximo de
26 milhões de Nm3 cada. A estação
de gás foi concebida para uma taxa
de injeção de 100.000 Nm3/h e uma
taxa de extração de 300.000 Nm3/h.
Estes planos acabaram por ser
consideravelmente ultrapassados.
Atualmente, o parque de armazenamento do Carriço possui seis
cavernas em funcionamento com
um volume geométrico total de 3,21
milhões de m3, correspondendo a
um volume médio por caverna de
cerca de 535.000 m3. Estas seis cavidades permitem o armazenamento
subterrâneo de 333 milhões de Nm3
de gás útil, o que corresponde a
uma média de aproximadamente 56
milhões de Nm3 por caverna.
O domo salino do Carriço possui
reservas suficientes para o desenvolvimento de cavernas adicionais.
13
14
Carriço
Carriço well pads: Construction and supervision activities
Plataformas das cavernas no Carriço: Atividades de construção e supervisão
On site coordination meeting with supervisor and clients representatives
Reunião de coordenação no local com o supervisor e representantes do
cliente
Installation of 250 bar natural gas scrubber for
separation of water and glycol
Instalação do scrubber de gás natural de 250 bar
para separação da água e do glicol
Calibration of high pressure ball valve actuator
Calibração do atuador da válvula esférica de alta
pressão
Nitrogen tightness test of surface pipe installations (250 bar)
Teste de estanquicidade com azoto das tubagens de superficie (250 bar)
Overview of injection and withdrawal installations for natural gas
Vista geral das instalações de injeção e extração de gás natural nas plataformas
Cable installation into cable trace
Instalação de cabos em esteira
Carriço
Scrubber installation works
Trabalhos de instalação do scrubber na
plataforma
Installations for nitrogen tightness test during gas withdrawal at 220 bar pressure
Preparação para o teste de estanquicidade com azoto a 220 bar
Gas wellhead with debrining equipment during first gas fill
Cabeça de poço de gás com equipamento de extração de salmoura durante
o primeiro enchimento com gás
Visual inspection of installed stud bolts and nuts
Inspeção visual de parafusos e porcas em flange
8” flange connection with calculated hydraulic torque
Aperto de flange de 8” com torque hidráulico controlado
Inspection of hydraulic pressure of surface pipes by supervisor and clients representative
Inspeção da pressão hidráulica das tubagens de superfície pelo supervisor e
representante do cliente
15
Carriço
Geology of Carriço Gas Storage Project
Geologia do Projeto de Armazenamento de Gás do Carriço
The Carriço natural gas storage
caverns are located within an underground geological structure with a
length of around 27 km, a width of
6 km, and a thickness of up to
2 km, which largely consists of rock
salt beds, plus intercalated non-salt
horizons such as claystone, anhydrite
and dolomite. This salt structure,
named after the village of Monte
Real, is located between the villages
of Marinha das Ondas and Regueira
de Pontes. The Monte Real structure
lies in the neighbourhood of other
salt structures which extend between
Figueira da Foz, Pombal, Leiria and
Peniche. Salt deposits have also
been proven offshore beneath the
sea floor extending out more than 40
km from the mainland.
Please compare map page 18.
The rock salt and the associated
claystone, anhydrite and dolomite,
were deposited in an ocean around
200 to 197 million years ago during
the geological period between the
Upper Triassic and the Lower Jurassic. The area in which deposition
took place is known as the Lusitanian Basin which covers an area of
Salt geological map of Europe with salt deposits and storage or brine extraction projects
Mapa geológico da Europa com representação dos depósitos salinos e localização de armazenamentos e produção de salmoura
As cavernas de armazenamento
de gás natural do Carriço estão
localizadas no diápiro de Monte
Real, uma estrutura geológica com
cerca de 27 km de comprimento, uma largura de 6 km e uma
espessura máxima de 2 km e que,
duma maneira geral, consiste em
camadas de salgema, intercaladas
com outras camadas de materiais
insolúveis como argila, anidrite e
dolomite. Esta estrutura salina,
que deve o seu nome à vila de
Monte Real, está localizada entre
as vilas de Marinha das Ondas e
Regueira de Pontes. A estrutura
de Monte Real está localizada
perto de outras estruturas diapíricas que se desenvolvem entre
Figueira da Foz, Pombal, Leiria e
Peniche. Também ficou provada a
17
18
Carriço
around 23,000 km2 stretching from
Porto to the area south of Lisbon.
This depositional basin formed at
the time that the Atlantic Ocean began to develop. During this period,
the previously existing supercontinent Pangaea broke apart to form
the continents we know today. The
tectonic forces (mainly extensional)
affecting the area during the opening
of the Atlantic strongly influenced
the region in which Portugal is now
located, and which at the time
of continental break-up lay in the
vicinity of the Atlantic opening axis.
The grabens which formed as a
result, were initially filled with red
sandy sediments deposited by rivers
carrying material eroded from the
mountains in central Spain. As a
result of the large-scale subsidence
of the area and subsequent flooding
by seawater, the hot climate and
the shallow water depths led to the
alternating deposition of rock salt,
dolomite, gypsum (or anhydrite) and
Carriço CNG storage with Monte Real salt structure within the Lusitanian Basin
Armazenamento de GNC no Carriço com estrutura salina de Monte Real na Bacia
Lusitânica
existência de formações salinas na
plataforma continental abaixo do
nível do mar, afastando-se mais de
40 km do continente.
Ver mapa nesta página.
O salgema, a argila, a anidrite e a
dolomite resultam de sedimentos
originalmente depositados num
oceano primitivo há cerca de 197
a 200 milhões de anos, isto é, na
transição do Triásico Superior para
o Jurássico Inferior. A zona em que
ocorreu essa deposição designa-se por Bacia Lusitânica, e cobre
uma área de cerca de 23.000 km2
estendendo-se do Porto à penin-
sula de Setúbal.
Esta bacia sedimentar formou-se na altura em que o Oceano
Atlântico começava a desenvolver-se. Durante este período, o
supercontinente Pangeia começou
a separar-se, formando os diferentes continentes até à configuração que conhecemos agora. As
forças tectónicas (principalmente
extensionais) que afetaram a zona
durante a abertura do Atlântico
influenciaram bastante a região
correspondente ao atual território
continental português e que, na
altura da separação continental,
se encontrava nas redondezas
do eixo de abertura do Atlântico
Norte. Os grabens que se formaram devido a esses movimentos
distensivos foram inicialmente
preenchidos com sedimentos
arenosos vermelhos, transportados pelos rios como resultado
da erosão das montanhas no
centro de Espanha. A subsidência
em larga escala desta zona e a
subsequente inundação pela água
do mar, bem como o clima quente
e as pequenas profundidades da
água, foram fatores que contribuiram para uma depositação
alternada de salgema, dolomite,
gesso e argila. Durante milhões de
anos estes sedimentos foram-se
afundando (sobrecarregamento)
deixando espaço à deposição de
novos sedimentos. Os sedimentos
mais recentes são areias de duna,
de origem eólica, que constituem
os depósitos de cobertura amplamente visíveis em toda a zona do
Carriço.
Carriço
claystone. Over the course of millions of years, these rock salt bearing layers were covered by younger
sediments (overburden). The most
recent sediments are sand dunes
which are widely visible on the land
surface around Carriço today.
The thickness of the salt-bearing
horizons today varies between a
few hundred metres in some parts,
to up to 2,000 m in others. There
are three main reasons for these
differences in thickness:
(1) Depositional causes, because of
differences in topography within the
subsiding basin.
(2) Mostly due to the migration of
salt and salt accumulation attributable to the special properties of rock
salt which can deform plastically under the increasing weight of younger
sediments and move upwards in the
direction of the earth’s surface as
whole sedimentary packages (rock
salt + non-salt layers).
(3) And also partially due to underground compressive movements
which occurred in the more recent
geological past approx. 50 - 20
million years ago (during the Tertiary)
and which led to the folding and
vertical thickening of rock layers.
As a result of these processes,
rock salt layers were lifted up to
depths where they were affected
by groundwater – causing increasing dissolution. Removal of the salt
leaves behind the so-called cap
rock which consists of non-soluble or only poorly soluble non-salt
horizons consisting of anhydrite,
gypsum, claystone and dolomite.
The cap rock lies directly on top of
the salt-bearing layers within the
Monte Real salt structure, and is itself directly overlain by young sandy
deposits (see vertical section page
19). The cavern boreholes in Carriço
highlight the geological structure of
Vertical section of Carriço salt dome and theoretical situation of the gas storage caverns
Corte geológico do doma salino na zona do Carriço e representação teórica das cavernas de armazenamento de gás
A espessura das formações que
contêm o salgema varia entre
algumas centenas de metros até
2.000 m. Existem três grandes
motivos para esta variação na
espessura:
(1) Causas deposicionais, devido
a diferenças de cota na topografia
da bacia sedimentar.
(2) Maioritariamente devido à migração e acumulação de sal atribuível às propriedades especiais
do salgema que pode deformar-se
plasticamente sob o peso cada
vez maior dos sedimentos mais
recentes e mover-se na direção da
superfície.
(3) E também, parcialmente, devido aos movimentos compressivos
subterrâneos que ocorreram no
passado geológico mais recente,
há aproximadamente 50 - 20 milhões de anos (durante o Terciário)
e que provocaram o dobramento e
espessamento vertical das camadas rochosas.
Devido a estes processos, as
camadas de salgema ascende-
ram até próximo da superfície,
onde entraram em contacto com
águas subterrâneas, provocando a dissolução e a lavagem do
salgema. No seu lugar ficaram
apenas os materiais insolúveis,
constituídos por anidrite, gesso,
argila e dolomite, constituindo uma
rocha de cobertura das formações salinas designada por cap
rock. Esta rocha de cobertura
assenta diretamente no topo das
formações salinas da estrutura
diapírica de Monte Real, sendo,
por sua vez, coberta por depósi-
19
20
Carriço
the Monte Real salt body. The geology in the structure is dominated by
30 – 40 m thick rock salt horizons
consisting of beds with up to 90 %
rock salt and 10 % anhydrite, claystone and dolomite. These beds can
be easily dissolved by water during
cavern construction (leaching), but
are intercalated with horizons consisting almost exclusively of anhydrite, dolomite or claystone forming
packages with common thicknesses
of between 2 - 5 metres. These are
generally difficult to leach. However, because they are mostly in the
form of localised blocks and lenses
surrounded by rock salt, they are
not a serious hindrance to cavern
construction.
The geological information gained
during drilling is provided by the
cuttings flushed to the surface
during drilling itself, as well as up
to 9 m long cores which are cut
in specific zones within the salt
deposit. The cores consist largely of
pure rock salt and can be analysed
in transmitted light (see following
picture). More geological information from the borehole is gained by
carrying out geophysical logging.
This is done using special sensors.
These hang in “tools” at the end of a
Selected salt cores of Carriço salt dome in reflected and transmitted light showing anhydrite layers
Carotes de salgema recolhidas no diápiro salino do Carriço observadas à luz refletida e à luz transmitida, observando-se intercalações de
anidrite (opacas)
tos arenosos mais recentes (ver
secção vertical acima). Os furos
realizados para a construção de
cavernas no Carriço evidenciam
a variação geológica existente no
diápiro de Monte Real. A geologia
das formações salinas é dominada
por camadas de salgema com 30
a 40 m de espessura e com cerca
de 90 % de salgema e 10 % de
rochas insolúveis (anidrite, argila e
dolomite). Estas camadas podem
ser facilmente dissolvidas na água
durante a construção da caverna
(lixiviação), mas frequentemente as rochas insolúveis podem
formar blocos com uma espessura
entre 2 - 5 metros, o que pode
causar dificuldades ao processo
de lixiviação. Contudo, como se
encontram, maioritariamente, sob
a forma de depósitos e blocos
localizados, rodeadas por salgema, normalmente não constituem
um grande obstáculo à construção
das cavernas.
A informação geológica obtida
durante a fase de perfuração
resulta da análise dos fragmentos rochosos arrastados para a
superfície pelas lamas de furação,
bem como das carotes (amostras
intactas de rocha) de até 9 m de
comprimento que são recolhidas
em zonas específicas do depósito
salino. As carotes consistem, basicamente, em salgema puro e podem ser analisadas à luz transmitida (veja a imagem acima). É obtida
informação geológica adicional
através de registos geofísicos ao
Carriço
steel wire wrapped around an electric
cable which transmits to the surface
equipment the signals from the sensors
probing the wall of the borehole. Standard logs measure the natural gamma
radioactivity of the rock and the density
of the rock layers penetrated by the drill
bit. This information allows the depth
of the rock salt horizons to be very precisely identified from their low gamma
and density values; whilst dolomite and
anhydrite beds are identified from their
high densities; and claystone beds can
be easily identified from their higher
gamma readings (see figure “Well log”
to the left).
The geological information from the
cavern boreholes is used for the geomechanical dimensioning of the caverns and planning the solution mining
of the caverns.
longo dos poços (diagrafias), através
da utilização de sensores especiais.
Estas ferramentas são suspensas
na extremidade de um fio de aço
enrolado à volta de um cabo elétrico
que transmite para a superfície os
sinais dos sensores que sondam a
parede dos furos. Os registos mais
comuns dizem respeito à medição da
radioatividade natural das formações
(radiação gama) e da densidade das
camadas de rocha atravessadas.
Esta informação permite que a profundidade das camadas de salgema
seja identificada de forma bastante
precisa, dado apresentarem valores
de radiação gama e de densidade
baixos, enquanto os leitos de dolomite e anidrite são identificados devido
às suas elevadas densidades. Os
leitos de argila podem ser facilmente
identificados pelos elevados registos
de radiação gama (veja a figura à
esquerda).
Well log: Geological information from a section of cavern drilling in Carriço
Registo de diagrafias: informação geológica de uma secção de um furo
no Carriço
A informação geológica obtida durante a perfuração é utilizada para o
dimensionamento geomecânico das
cavernas e para o planeamento do
processo de lixiviação das mesmas.
21
22
Carriço
Situation of the Carriço caverns within the UTM coordinate grid
Situação das cavernas do Carriço na grelha de coordenadas UTM
#WOGPVCTCGƂEKÆPEKC
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Certamente.
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Carriço
Planning and construction of the Carriço caverns
Planeamento e construção das cavernas no Carriço
The construction of a gas storage
cavern requires a large amount
of special knowledge in many
disciplines, and is therefore a
multi-disciplinary task divided
into several project-phases that
often each involve several years
of planning and construction.
General phases include planning,
construction and operation. Quite
(Co-ordinates: Central Point, Datum Lisbon)
-62
-62
200
-61
000
often, the highly specialized services needed for these complex
projects are not available in one
single country, so such a project
very often also involves multinational partners.
All project phases have different
demands and requirements so
KBB UT has to take all of them
-61
800
into consideration at the beginning of the project. During the
planning-phase, many regulations have to be considered that
have to be complied with during
construction and operation: these
include technical, safety and environmental regulations.
-61
600
-61
400
-61
200
The sequential main phases
-60
000
-60
800
-60
600
-60
400
200
4427
000
36
N
000
TGC-2
4426
800
35
800
RENC-5
TGC-1
4426
600
TGC-1S
35
600
4426
400
RENC-3
35
400
RENC-4
4426
200
35
200
RENC-6
4426
35
000
Well Pad
4425
800
Deviated Well
34
800
Max. Cavern Diameter
4425
600
34
0
600
512
000
512
200
512
400
512
600
512
800
513
000
513
200
513
500 m
400
513
600
513
800
(Co-ordinates: UTM, Fuse 28N, ED50)
000
Legend
(Source: Google Earth, modified)
Situation of Carriço caverns within the UTM (blue) and local (black) coordinate grid
Localização das cavernas do Carriço na grelha de coordenadas UTM (azul) e local (preto)
A construção de uma caverna para
armazenamento de gás requer uma
série de conhecimentos específicos
em várias disciplinas sendo, deste
modo, uma tarefa multidisciplinar,
cujo projeto é dividido em várias
fases, algumas delas envolvendo vários anos de planeamento
e construção. As fases gerais
incluem o planeamento, a construção e a operação. Frequentemen-
te, os serviços altamente especializados necessários para estes
projetos complexos não estão
disponíveis num só país, por isso,
muitas vezes, um projeto deste
género envolve vários parceiros
internacionais.
Todas as fases do projeto têm
diferentes exigências e requisitos,
por isso a KBB UT tem de tê-las
todas em consideração no início do
projeto. Durante a fase de planeamento tiveram de ser considerados muitos regulamentos de
cumprimento obrigatório durante
a construção e a operação. Estes
incluem regulamentos técnicos, de
segurança e ambientais.
As principais fases sequenciais durante a construção de uma caverna
23
24
Carriço
during the construction of a gas
storage cavern are as follows:
• Construction of cavern pad and
access roads
• Drilling
• Connection to leaching station
• Well integrity test and leaching
• Installation of underground completion and cavern acceptance
test
• Installation and commissioning of
surface facilities
• Connection to gas station
• Gas first fill and snubbing out of
debrining string.
ln the case of RENC-6, the well location was defined fairly close to the
supply facilities, but still on a green
field site.
The exploration of a new well is
based on considerations regarding
the targeted deposit, rock salt in this
case, but also the available infrastructure, accessibility, environmental regulations, and the ownership of
the land among others.
Well location RENC-6 and the other
caverns please compare figures
pages 22 and 23.
After the well location is defined, construction works take place to prepare
the area for the drilling rig including
Construction of cavern pad and access road: levelling of area, installation of geotextile and layer of compacted gravel
Construção de plataforma para a caverna e estrada de acesso: nivelamento da zona, instalação de geotêxteis e camada de areia compactada
para armazenamento de gás são
as seguintes:
• Construção da plataforma da
caverna e vias de acesso
• Perfuração
• Ligação à estação de lixiviação
• Teste de integridade do poço e
lixiviação
• Instalação da completação subterrânea e teste de aceitação da
caverna
• Instalação e comissionamento
das instalações de superfície
• Ligação à estação de gás
• Primeiro enchimento com gás e
remoção da tubagem de extração de salmoura.
A localização de uma nova caverna
é definida sobretudo com base nas
características geológicas, mas
também considerando as infraestruturas existentes, acessibilidades,
critérios ambientais, propriedade
dos terrenos, entre outras.
No caso da RENC-6, a localização
do furo foi definida numa zona
bastante próxima das instalações
de lixiviação e de gás, em terrenos
florestais.
Localização da caverna RENC-6
e das outras cavernas. Comparar
figuras, páginas 22 e 23.
Após a definição da localização
do furo, decorrem trabalhos de
construção para preparar a área
para receber o equipamento
de perfuração, incluindo vias
de acesso. As principais fundações da plataforma da caverna
são concebidas para suportar o
elevado peso do equipamento de
perfuração, acrescido das cargas
de trabalho previstas.
Após a preparação do local,
Carriço
access roads. The main foundations
of the cavern pad are designed to
carry the heavy weight of the drilling
rig including expected work-loads.
Having prepared the location, the
well of the future cavern needs to be
drilled. The drilling phase takes several weeks depending on the target
depth. Drilling creates the access
to the cavern, and provides the first
physical site-specific information
about the deposit in the form of drill
cuttings and core samples. During
the drilling operation many people
will be working on the site, and a
great deal of equipment has to be
delivered in time to the cavern pad.
In addition, storage capacity for
material needs to be provided.
The well is stabilized by cemented
steel casings; from the well outside
to the inside these are conductor
pipe, anchor pipe and last cemented casing.
The casing is one of the most important engineering constructions in
a cavern because it will:
• Structurally stabilise the well (preventing the well from collapsing)
• Protect the environment (especially aquifers) from drilling,
leaching, and operational gases
and liquids
Continuation of the text on page 28
Cavern pad during drilling phase
Plataforma durante a fase de perfuração
inicia-se a perfuração do furo que
ligará a superfície à futura caverna. A fase de perfuração demora
várias semanas, dependendo
da profundidade pretendida. A
perfuração permite criar o acesso à futura caverna, ao mesmo
tempo que fornece a primeira
informação física direta relativa
à geologia, através da análise
dos fragmentos de rocha e das
carotes recolhidas. Durante a
operação de perfuração existem
muitas pessoas a trabalhar no
local e há uma grande quantidade
de equipamentos que têm de ser
entregues a tempo. Além disso,
há ainda que garantir a capacidade logistica para armazenar todo
o material necessário.
O furo é estabilizado através da
instalação de tubagens de revestimento em aço, cimentadas. Do
exterior do furo para o seu interior
encontramos o tubo condutor, o
tubo de suporte e a última tubagem cimentada.
As tubagens de revestimento são
uma das construções de engenharia mais importantes numa caverna
pois irão:
• Estabilizar estruturalmente o poço,
impedindo que este colapse.
• Proteger o ambiente, especialmente os aquíferos, isolando os
produtos da perfuração, lixiviação
e gases/líquidos operacionais.
• Definir a pressão máxima e,
portanto, o volume máximo de
gás que pode ser armazenado,
uma vez que o principal critério se
relaciona com a profundidade da
sapata da tubagem de revestimento cimentada em último lugar.
Continuação do texto na página 28
25
26
Carriço
Latest surveying technology for new caverns
The sonar surveying of cavities
as well as the geophysical surveillance of the new caverns in
Carriço are to be carried out by
SOCON Sonar Control Kavernenvermessung GmbH, Giesen, Germany. Indeed SOCON has more
than 50 years of experience in this
field of work, and by applying the
most up-to-date surveying techniques you are assured that the
surveillance work is done not only
properly but safely. For this project
SOCON specially left a wire line
truck on-site in order to avoid high
mobilization costs and to guarantee that the necessary surveys
can be performed on time even at
short notice.
The survey trucks of SOCON are
fitted with the latest surveying
technology, which was developed
and manufactured in SOCON’s
own R&D department. An innovation in the new data acquisition
system CavScan is that now all
the components are housed in one
compact workstation. An integrated survey computer performs the
communication with the tool and
the signal processing in real time.
Two flat screens constantly display the relevant data of all the
important functions, operating
procedures and conditions in the
cavern. CavScan not only makes
cavern surveying more efficient
but also safer, because a range of
safety-relevant features have now
been integrated into the system.
procedure as well as to interpret
the results of a cavern survey can
be recorded in a continuous log
measured during a single run of
the SOCON tool.
Further technical developments
on the sonar tools that have been
made not only bring about advantages in terms of measuring
greater distances in gas at low
pressure, but also provide extra
performance.
The BSF II sonar tools are constructed in the proven modular
design and enable measurements
to be carried out in all media types
found underground, for instance
brine, crude oil and natural gas.
The physical parameters needed
to optimally control the measuring
More than 50 years of experience in the sonar surveying of caverns and cavities
Echometric surveying with sonar and laser systems
in liquid and gaseous media
Mine surveying and measurements, updating of mine plans
and forecast of ground movements using KARISDAT®
Continuous interface, pressure and temperature for
recording for impermeability tests (SoMIT® technique)
Scientific consulting and software (CavBase Gas Storage)
for optimising underground gas storage
Determination of interface using pulse-neutrongamma and gamma-gamma measurements
Hardware and software development according
to customer requirements
Recording of physical parameters as well as
sampling in liquids and gaseous media
3D visualisation and animation
Well integrity measurements
Seminars and training
SOCON
SOCON Sonar Control Kavernenvermessung GmbH
8JOENàIMFOTUSBTTFt(JFTFO05&NNFSLF
Phone: +49 (5121) 998 19-0
Fax:
+49 (5121) 998 19-88
Carriço
Última tecnologia de inspeção para novas cavernas
A inspeção por ecometria das
cavidades, bem como a monitorização das novas cavernas no
Carriço poderão ser efetuadas
pela SOCON Sonar Control Kavernenvermessung GmbH, Giesen,
Alemanha. Com efeito, a SOCON
tem mais de 50 anos de experiência neste campo de trabalho e ao
aplicar as técnicas de inspeção
mais atualizadas garante que o
trabalho de inspeção será efetuado de forma adequada e segura.
Para este projeto, a SOCON tem
parqueado em permanência no
local um camião com cabo de
comunicações, evitando custos de
mobilização elevados
e garantindo que as
inspeções necessárias podem
ser efetuadas a tempo, mesmo
quando requisitadas com pouca
antecedência.
Os camiões de inspeção da
SOCON estão equipados com a
última tecnologia de inspeção, que
foi desenvolvida e produzida no
próprio departamento de I&D da
SOCON. Uma inovação no novo
sistema de aquisição de dados
CavScan é o fato de, atualmente,
todos os componentes serem
alojados numa unidade compacta. Um computador à superfície
efetua a comunicação com a ferramenta de aquisição de dados e
processa os sinais em tempo real.
Dois ecrãs exibem constantemente os dados relevantes de todas
as funções importantes, procedimentos operacionais e condições
na caverna. O CavScan não só
torna a inspeção à caverna mais
eficaz, mas também mais segura,
porque foi integrado no sistema
uma gama de características relevantes para a segurança.
As
ferramentas de
sonar BSF II são construídas segundo uma conceção
modular aprovada e permitem
que as medições sejam efetuadas em todos os tipos de meios
encontrados no subsolo, como
sejam salmoura, petróleo bruto
e gás natural. Os parâmetros
físicos necessários para controlar
perfeitamente o procedimento de
medição e para interpretar os resultados de uma inspeção a uma
caverna, podem ser introduzidos
num registo contínuo e durante
uma única medição com a ferramenta da SOCON.
Foram efetuados mais desenvolvimentos nas ferramentas de sonar,
não só aumentando a capacidade
em termos de medição de distâncias maiores em gás a baixa
pressão, mas também fornecendo
um desempenho extra.
SOCON
www.socon.com
27
28
Carriço
Carriço leaching water intake
Captação de água para lixiviação no Carriço
Continuation from page 25
• Define the maximum volume
of gas that can be stored (the
defining criterion is primarily
the depth of the last cemented
casing shoe).
A instalação da tubagem de revestimento requer uma boa cimentação
para otimizar o contato entre a
tubagem de revestimento em metal
e a rocha que a rodeia. Deve-se garantir a solidez da união proporcionada pelo betão desde o primeiro
momento, uma vez que a reparação
posterior de quaisquer defeitos é
Carriço leaching station
Estação de lixiviação no Carriço
The installation of the casings
requires very good cementation to
optimise the contact between the
metal casing and the surrounding
rock. This cement bond must be
strong and safe right from the start
because repairing any defects or
damage afterwards would be a
um processo bastante difícil, demorado e dispendioso.
Os fragmentos de rocha provenientes da perfuração e as carotes
recolhidas em profundidades pré-determinadas são as únicas formas
diretas de identificar as rochas atravessadas ao longo do eixo planeado
para o desenvolvimento da caver-
very difficult, time-consuming and
expensive process.
The drill cuttings and the cores cut
at defined depths are the only direct means of identifying the rocks
penetrated by the well at depth at
the actual location of the planned
cavern. The drill cuttings help to
control the ongoing drilling process
and provide information to optimise the geological model elaborated during the exploration phase.
The cores are used to analyse the
rock properties and provide vital
information on the behaviour of
the surrounding rocks during the
solution mining process and the
gas operations phase. A range
of laboratory tests are carried out
to determine the geomechanical
properties and the leaching properties of the rock salt sample.
The analysed properties are used
as input parameters to optimise
the engineering of the cavity. The
na. Os fragmentos de rocha dão
informações que permitem ajustar o
processo de perfuração e fornecem
dados úteis para otimizar o modelo
geológico previamente elaborado.
As carotes são usadas para analisar
as propriedades rochosas, fornecendo informação vital sobre o seu
comportamento e o das rochas
Carriço
leaching parameters such as
leaching rate, setting depths of
injection and production tubings as
well as the depths of blanket level
are determined by computations
of the leaching process applying
special software. For the leaching phase, a double concentric
tubing string is installed in the well
to create three access routes for
different media:
• Fresh water injection to dissolve
the rock salt
• Brine removal after dissolving
the rock salt
• Blanket to prevent the fresh
water dissolving the roof of the
cavern in an uncontrolled way.
At the ground surface, the well is
completed with a leaching well
head and the required surface
piping including instrumentation
and is connected to the leaching
station. KBB UT designed a piping
Carriço leaching pumps
Bombas de lixiviação no Carriço
system for the transport of fresh
water, brine and blanket medium
(nitrogen) from the leaching station
to the cavern pad.
When the fresh water is injected
into the well, it dissolves the rock
salt at the programmed depth
to turn the water into brine. By
the continuous displacement of
the solved salt the cavern shape
develops. The brine produced at
Carriço is partly supplied to the
neighbouring salt processing plant
which turns it into products used
by the chemical industry.
A number of options are available
adjacentes, útil durante o processo
de lixiviação bem como na fase de
operação em gás. É efetuada uma
série de testes em laboratório para
determinar as propriedades geomecânicas de amostras rochosas
provenientes das carotes, bem
como o comportamento do salgema durante a lixiviação.
As propriedades analisadas são
usadas como dados de entrada
para otimizar o projeto da caverna.
Os parâmetros de lixiviação, tais
como o caudal de água injetado,
a definição das profundidades das
tubagens de injeção e extração de
água e salmoura e a profundidade
do fluido inerte (azoto), são determinados e programados a partir de
simulações de lixiviação com recurso a um software específico. Para
a fase de lixiviação é instalada no
interior da última tubagem cimentada uma coluna dupla de tubagens
Scheme of direct and indirect leaching process
Esquema do modo de lixiviação direto e indireto
29
Carriço
3,5
Stop leaching: 07-2014
3
RENC-6
2,5
Cavern Volume [Mio m³]
30
Start leaching: 10-2011
Stop leaching: 11-2011
2
TGC-2
Start leaching: 05-2008
Stop leaching: 05-2008
1,5
RENC-4
1
0,5
0
Start leaching: 05-2005
Stop leaching: 11-2005
Start leaching: 04-2004
Stop leaching: 06-2004
TGC-1S
RENC-3
Start leaching: 02-2002
Stop leaching: 03-2004
RENC-5
Start leaching: 10-2001
to control the shape of the developing cavern as the injected water
dissolves the salt:
a) Flow direction that controls
whether the cavern only increases in size near the top (reverse
leaching mode), or, using a more
general method, throughout the
whole body of the cavity (direct
leaching mode).
The scheme on page 29 shows
the two different flow direction
modes.
b) Distance of casing shoe to
cavern bottom that controls the
suspense of solution mining below
the lowest casing shoe, so that
the cavity will not further develop
below this depth.
Leaching of Carriço caverns, volume vs. time
Lixiviação das cavernas do Carriço, volume vs. tempo
c) Blanket position that will protect
the rock salt at the top from exposure to the fresh water. The cavity
will only develop below this level.
Carriço caverns, comparison of size and depth
Cavernas do Carriço, comparação do tamanho e profundidade
concêntricas, de modo a criar três
passagens para três fluidos diferentes:
• Injeção de água doce para dissolver o salgema.
• Remoção da salmoura após
dissolução do salgema.
• Azoto que sobrenada a salmoura
e impede que a água doce dissolva o teto da caverna de forma
descontrolada.
À superficie, o furo é equipado com
uma cabeça de poço de lixiviação,
bem como com as necessárias
tubagens de superficie e instrumentação. A KBB UT concebeu um sistema de tubagens para o transporte
de água doce, salmoura e azoto da
estação de lixiviação para a plataforma da caverna.
Quando a água doce é injetada na
caverna dissolve o salgema à profundidade programada, obtendo-se
salmoura. Através da remoção
contínua da salmoura, a cavidade
vai desenvolvendo a sua forma. A
salmoura produzida no Carriço é
parcialmente fornecida à empresa
de produção de sal vizinha, que a
transforma em produtos a utilizar na
indústria química.
Existem várias técnicas que podem
ser aplicadas para controlar a forma
da caverna à medida que a água
injetada vai dissolvendo o sal:
a) Injeção de água no espaço anelar
e recolha de salmoura pela tubagem
de lixiviação de menor diâmetro
(modo de lixiviação indireto) que
permite a lixiviação preferencial na
parte superior da cavidade, ou, injeção de água na tubagem de lixiviação de menor diâmetro e recolha de
salmoura no espaço anelar (modo
de lixiviação direto) que permite uma
maior taxa de lixiviação nas zonas
inferiores da cavidade.
O diagrama esquemático na página
29 mostra os dois modos de lixiviação.
Carriço
The development process of the
cavern shape is regularly controlled and adjusted based on
operational and chemical data as
well as on cavern measurements
by ultra-sonic means.
After solution mining the cavern
well will be completed for gas
production by installation of the
relevant underground equipment
including gas wellhead and is
tested regarding gas tightness.
These activities are described in
more detail in a dedicated chapter
of this brochure.
At the same time, the cavern pad
is connected to REN gas station
via a 12” gas field pipeline. At
surface, the cavern is equipped
with the relevant cavern pad
piping including all equipment and
CARRICO TGC - 4
CARRICO TGC - 4
09.07.2008
.
<- 180°
instrumentation. All control systems at the caverns are connected
to the general control systems via
two redundant independent fibre
optic rings. One ring is related to
the leaching station and the other
to the gas station. Besides the
distributed control system (DCS)
also a failsafe control system
is installed. Each cavern pad is
equipped with a failsafe control
09.07.2008
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0° ->
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1000
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1100
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1300
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(09.07.2008)
0
Radius [m]
13 3/8" : 970.0 m
100
CavViewII© SOCON, Germany
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30 m
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40 m
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100
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081715/55
09.07.2008 .
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081715 09.07.2008
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10 m
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3424 m²
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20 m
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10 m
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1200
Depth [m]
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20 m
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30 m
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40 m
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N
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1250.0 m
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CavViewII©
SOCON, Germany
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(09.07.2008)
dmax: 70.3 m 54° <--> 234°
rmin: 28.7 m -> 339°
r~: 33.0 m
rmax: 38.5 m -> 49°
Tilting position
Carriço, cavern RENC-4. Cavern measurement, presentation of measurement results:
vertical section and horizontal section (different scales)
Carriço, caverna RENC-4. Medição da caverna, apresentação dos resultados de medição:
secção vertical e secção horizontal (escalas diferentes)
b) Distância entre a sapata da tubagem de lixiviação de menor diâmetro e a base da caverna, sabendo
que, no modo de lixiviação indireto,
não ocorre lixiviação abaixo da cota
dessa sapata, pelo que a cavidade
não se desenvolve abaixo dessa
profundidade.
c) Posição da interface salmoura/
azoto. O azoto sobrenada a água e
funciona como barreira, protegendo
o topo da cavidade da exposição à
água doce, pelo que a cavidade não
se desenvolve acima dessa profundidade.
O processo de desenvolvimento da
forma da caverna é regularmente
controlado e ajustado com base
em dados operacionais e químicos,
bem como em medições da caverna através de sonares.
Após o processo de lixiviação,
o furo de acesso à caverna será
equipado para a operação em gás,
31
32
Carriço
unit which is also connected to
the general emergency shutdown
system to ensure safe shutdowns
in cases of malfunctions like for
instance over pressures or line
breaks.
The design of all installations
and control system allows a gas
operation of the cavern by remote
control from the gas station.
Finally, the cavern will be connected with the gas first fill equipment
at surface and natural gas will be
injected for the first time leading to
a displacement of the brine, which
is still enclosed in the cavern. A
more detailed description of the
gas first fill is provided in a later
chapter of this brochure.
brining equipment will be removed
and the cavern is set into gas operation mode. Gas can be injected
and released from the cavern.
Please compare pictures of
preparation of well pad and drilling
works for cavern RENC-6 in summer 2012 on pages 24 and 25.
After the brine is released out to
the cavern, the leaching and de-
Team for commissioning and start-up phase in advance to first gas fill and debrining of cavern RENC-6
Equipa para a fase de comissionamento e arranque antes do primeiro enchimento com gás da caverna RENC-6.
incluindo a instalação da cabeça de
poço para gás, sendo que os equipamentos instalados são testados
relativamente à sua estanquicidade.
Estas atividades são descritas mais
detalhadamente nesta revista num
capítulo posterior.
Ao mesmo tempo que decorre a
instalação destes equipamentos,
a plataforma da caverna é ligada à
estação de gás da REN através de
um gasoduto enterrado de 12”. À
superfície, a plataforma é equipada
com as tubagens aéreas necessárias, incluindo todos os equipamentos e instrumentos. Todos os sistemas de controlo nas cavernas estão
ligados aos sistemas de controlo
gerais através de dois anéis de fibra
ótica redundantes e independentes.
Um anel está relacionado com a
estação de lixiviação e o outro com
a estação de gás. Para além do sis-
tema de controlo distribuído (DCS),
também está instalado um sistema
de controlo que actuará em caso de
falha. Cada plataforma da caverna
está equipada com uma unidade
de controlo que actuará em caso
de falha e que também está ligada
ao sistema geral de emergência
para garantir paragens seguras em
caso de mau funcionamento, como
por exemplo pressão excessiva ou
rutura de alguma das linhas.
A conceção de todas as instalações
e do sistema de controlo permite a
operação remota da caverna a partir
da estação de gás.
Por fim, a caverna será ligada ao
equipamento de superfície para a
atividade de “primeiro enchimento
com gás” e o gás natural será injetado pela primeira vez, originando
a deslocação para a superfície da
salmoura remanescente na caverna. Uma descrição mais detalhada
desta atividade é fornecida num
capítulo dedicado nesta publicação.
Depois da salmoura ser retirada da
caverna, o equipamento de lixiviação e extração de salmoura será
removido e a caverna entra em
modo de operação em gás, podendo então iniciar-se as atividades
de injeção e extração de gás da
caverna.
Compare as imagens de preparação da plataforma e trabalhos de
perfuração da caverna RENC-6 no
verão de 2012, páginas 24 e 25.
Carriço
Development of cavern volumes and accumulation of insoluble residues
Desenvolvimento de cavernas e acumulação de materiais insolúveis
This diagram shows scale
cross-sections of the six Carriço
caverns highlighting their precise
depths. However, the figure does
not show the true separations
between the caverns, which are
schematically shown closer together than in reality. The figure clearly
shows that the Carriço caverns
have relatively large sump volumes
(accumulated insoluble residues)
compared to the majority of caverns in other European projects. A
comparison of the caverns reveals
that the initially solution-mined contours of the lower sections of the
caverns (red), differ in the amount
of filling by insoluble residues.
These differences are explained
by the fact that the caverns are
distributed over an area of approx.
70 ha, in which there are lateral variations in the proportion of
insolubles in the salt. The constituents of the salt that are insoluble in
water largely consist of anhydrites
Este diagrama exibe cortes transversais à escala das seis cavernas do Carriço, salientando com
precisão as suas profundidades.
Contudo, a imagem não mostra as
verdadeiras distâncias entre as cavernas, que são aqui exibidas mais
próximas do que a realidade. A
imagem demonstra claramente que
as cavernas do Carriço possuem
volumes relativamente grandes de
materiais insolúveis acumulados no
seu fundo, quando comparados
com a maioria das cavernas em
outros projetos europeus. Uma
comparação das cavernas revela
que os contornos das secções
inferiores das mesmas (vermelho) numa fase inicial da lixiviação
diferem dos contornos finais, dada
a quantidade de materiais insolúveis que se depositam ao longo da
lixiviação. Estas diferenças são explicadas pelo facto de as cavernas
estarem distribuídas por uma área
de cerca de 70 ha na qual existem
variações laterais na quantidade de
insolúveis no sal. Os componentes
and dolomites. Although it may
first appear that a large amount of
storage space has been lost where
the insolubles have accumulated at
the base of the cavern – and also
associated with production costs
during the leaching process – the
situation is not as bad as it looks
because a large amount of pore
space remains trapped between
the irregularly shaped insoluble
fragments. In other words: the normal sedimented volume of insoluble
particles is around 1.5 times the
original compact bedded volume of
the in situ rock. The additional (bur-
Vertical sections of caverns showing the
accumulation of insoluble residues
Secções verticais das cavernas com a acumulação de materiais insolúveis no fundo
do sal insolúveis na água consistem, maioritariamente, em anidrites
e dolomites. Apesar de, à primeira
vista, parecer que se perdeu bastante espaço de armazenamento
em favor dos materiais insolúveis
que se acumularam na base da
caverna - algo também associado
aos custos de produção durante
o processo de lixiviação - a situação não é tão desfavorável quanto
parece, já que uma grande quantidade de espaço poroso continua
preso entre os fragmentos insolúveis de forma irregular. Por outras
palavras, o volume total de materiais insolúveis quando escavados e
reposicionados noutro local é cerca
de 1,5 vezes o volume original dos
materiais compactados in-situ.
Assim, o volume adicional (enterrado e não utilizável) da caverna é
de cerca de 30%, o qual inclui um
ied) cavern volume is approximately
30%, including a solids content of
around 20% - which is theoretically
not associated with any leaching
costs – so that the loss in volume is
actually only around 10%. The inability to use this additional volume
is already incorporated in the initial
planning because better quality salt
was not available in the area. Analogous conditions also exist in other
European projects: for instance in
the caverns in Germany solution
mined in the Haselgebirge salt
formation (including the caverns in
Kiel). The salt deposit in Carriço is
characterised by its relatively large
thickness (> 2,000 m) and the
apparent absence of potash salts,
which means that much taller caverns than usual could be planned.
This allows a large compensatory
volume to be created during the
planning process to accommodate
the insoluble residues.
conteúdo sólido de cerca de 20%
que, em teoria, não está associado
a quaisquer custos de lixiviação,
pelo que a perda de volume é,
na realidade, de apenas 10%. A
incapacidade de usar este volume
adicional já está considerada no
planeamento inicial, atendendo à
não existência no local de salgema
de maior pureza. São conhecidos
outros projetos europeus com condições análogas ao Carriço, como
por exemplo, nas cavernas para
produção de sal na formação de
Haselgebirge, na Alemanha (incluindo as cavernas em Kiel). Os depósitos de sal no Carriço caracterizam-se ainda pela sua espessura
relativamente grande (> 2.000 m) e
pela aparente ausência de sais de
potássio, o que significa que existe
potencial para o desenvolvimento
de cavernas com alturas elevadas.
Tal permite, durante o processo
de planeamento, a criação de um
grande volume compensatório para
acomodar os materiais insolúveis
que se vão depositando.
33
34
Carriço
Carriço salt production
Produção de sal no Carriço
Aerial view of Carriço project site with brine ponds for evaporation, seen from northeast
Vista aérea do projeto do Carriço com bacias para evaporação, a partir de nordeste
Salt harvest in brine ponds
Recolha de sal nas bacias
Maintenance on brine ponds
Manutenção das bacias
Brine ponds seen from southwest
Bacias vistas de sudoeste
The brine produced by leaching the
REN natural gas storage caverns
was transferred in part to the
company RENOESTE, which then
treated the brine to produce salt.
RENOESTE produced salt from
two smaller brine caverns prior
to TRANSGÁS respectively REN
activities. Today the REN solution
mining and gas operation facilities
are located side by side with the
RENOESTE complex with all necessary installations as well as the
six evaporation basins.
Due to the production limits of
these evaporation facilities, only
approximately 20 to 40 % of the
produced brine is used for salt production. After passing a treatment
chain from a settling pond and a
multi-stage decanter the remaining
brine is disposed of directly into the
Atlantic Ocean via a specially constructed pipeline and a brine outlet.
The brine arriving from the caverns
is purified in a continuous process.
The salt is crystallized in open
A salmoura produzida durante a
lixiviação das cavernas de armazenamento de gás natural da REN foi
transferida, em parte, para a empresa RENOESTE, que a utilizou no
seu processo de produção de sal.
Antes das atividades da TRANSGÁS, e posteriormente da REN, a
RENOESTE produzia sal a partir de
outras duas cavernas de salmoura
mais pequenas, sua propriedade.
Atualmente, a estação de lixiviação
e a estação de gás da REN estão
localizadas lado a lado com o complexo da RENOESTE que contém
todas as instalações necessárias
para a produção de sal, incluindo
seis bacias de evaporação.
Devido aos limites de produção
destas instalações de evaporação, apenas aproximadamente 20
a 40% da salmoura produzida é
usada para a produção de sal. A
salmoura não utilizada, após passar
por um tanque de sedimentação e
um decantador multifásico, é en-
Carriço
ponds at elevated temperatures,
utilizing heat from a cogeneration
plant operated with natural gas.
The brine basins are supplied with
brine at a temperature of 90°C. The
salt is processed at an average rate
of 40 t/h; the process includes the
extraction of impurities by hydro extraction. The yearly salt production
rate reaches approximately 40,000
tonnes. Currently RENOESTE also
produces liquid salt, approximately
70,000 tonnes per year.
In an earlier stage of the project,
brine from Carriço was also transported to Lavos, a distance of
approximately 20 km, where for
many years salt was produced from
seawater and by traditional methods. Two large brine fields measuring 60 hectares are still used in
Lavos. This pipeline is currently not
in use. The salt now produced by
RENOESTE in Carriço is amongst
the purest industrial salts produced
in Europe. The salt crystals are bril-
liant white, hard and transparent.
This Carriço salt, of 99.5 % purity,
is supplied by RENOESTE to QUIMIGAL S.A. in Estarreja Chemical
Centre, situated some distance
north of Carriço, where a caustic/
chlorine plant with membrane
cells is operated. In this factory
QUIMIGAL S.A. produces soda
and chlorine. Two thirds of the raw
material for this plant is sourced
from Carriço.
Components of RENOESTE evaporation and salt production plant
Componentes da estação de evaporação e produção de sal na RENOESTE
viada diretamente para o Oceano
Atlântico através de uma conduta
dedicada que termina num dispositivo de rejeição de salmoura.
A salmoura proveniente das cavidades é purificada num processo
contínuo. A salmoura circula em
tanques abertos utilizando o calor
de uma estação de cogeração
operada com gás natural. Assim, os tanques de salmoura são
abastecidos continuamente com
salmoura a uma temperatura de 90
°C, o que aumenta a sua taxa de
evaporação. O sal é processado a
uma taxa média de 40 t/h, incluindo-se a extração de impurezas
através de hidroextração. A taxa
anual de produção de sal alcança
aproximadamente 40.000 toneladas. Atualmente, a RENOESTE
também produz cerca de 70.000
toneladas de salmoura por ano.
Numa fase anterior ao projeto de
armazenamento de gás, a RENOESTE transportava a salmoura
do Carriço até Lavos, na margem
esquerda do Mondego, a uma
distância de aproximadamente 20
km. Depois de 2001 esta conduta
deixou de ser utilizada. Desde há
muitos anos que nesta região se
produz sal a partir da água do mar
através de métodos tradicionais.
Atualmente ainda são utilizadas
duas grandes áreas de salinas
com 60 hectares. O sal atualmente produzido pela RENOESTE no
Carriço encontra-se entre os sais
industriais mais puros produzidos
na Europa. Os cristais de sal são
de um branco brilhante, duros e
transparentes.
Este sal do Carriço, com 99.5 % de
pureza, é fornecido pela RENOESTE à QUIMIGAL S.A., no Complexo
Químico de Estarreja, situado a
cerca de 100 kms a norte do Carriço, onde é produzida soda cáustica e cloro através da tecnologia de
células de membrana. Dois terços
das matérias-primas utilizadas nesta fábrica provêm do Carriço.
Evaporation of brine in open ponds
Evaporação de salmoura nas bacias
35
Carriço
Hartmann Wellhead TGC-2 Carrico
Gas Wellhead
The gas wellhead (blue color)
represents the interface of the
surface and subsurface installations of the gas cavern storage
due to the fact that it connects
the gas field pipeline with the
subsurface gas production string,
which is hung off in the tension
spool (grey color) and sealed with
the cavern (storage operation),
respectively its withdrawal (production operation). The master
valve has a particular importance
since it may disconnect the whole
subsurface part from the gas installations. During gas operations,
the gas flow is controlled via the
wing valves at the gas side of the
wellhead. For safety reasons one
Wellhead description
Descrição da cabeça de poço
the Pack-Off above. For this reason, the gas wellhead is the most
important installation to control
the gas flow for the injection in
of them is equipped with a hydraulically driven actuator. The injection
of glycol to reduce the humidity
of the withdrawn gas is realized
on the opposite side of the cross.
Furthermore, the Wellhead enables
to mount a preventer or lubricator
above the top valve (not shown)
to perform different subsurface
measurements.
Debrining Wellhead
The debrining wellhead (black
color) is temporarily installed on
top of the gas wellhead. This
wellhead is equipped with a brine
master valve which includes the
pack-off for the debrining string.
During the debrining phase this
string is installed inside the gas
production string and hung off
in the tubing spool. Through this
string the brine is withdrawn from
the cavern and displaced via the
brine wing valve of the wellhead.
The valve on the opposite side of
the cross enables a flushing of the
string with freshwater to encounter possible salt crystallizations.
For safety reasons, the brine flow
can be shut off by the hydraulically driven swap valve. After the
debrining phase, the debrining
string will be deinstalled and the
debrining wellhead dismantled.
The whole wellhead equipment
was manufactured, delivered and
installed at site by Hartmann. The
single source service included
also the refurbishment and technical adaptation of the already
existing tension spool.
Combining
High Quality
Components
and Perfect Service
sun
sund
und
nderd
erdi
rdi
diiek
d
eek.d
k de
36
Carriço
Cabeça de poço Hartmann na caverna TGC-2 no Carriço
Cabeça de Poço de Gás
A Cabeça de Poço de Gás (cor
azul) é o equipamento que faz o
interface entre as instalações de
superfície e as de subsuperfície de
uma caverna de armazenamento
de gás, dado que estabelece a
ligação entre o gasoduto e a tubagem de produção de gás no subsolo, que está suspensa na tension
subsolo das instalações de gás à
superfície. Durante as operações,
o fluxo de gás é controlado através
das Válvulas Laterais da cabeça de
poço. Por motivos de segurança,
uma delas está equipada com um
atuador hidráulico. A injeção de glicol para reduzir a humidade do gás
retirado da caverna é feita no lado
oposto da secção transversal. Além
Left: Complete wellhead during gas first fill / debrining
Esquerda: Cabeça de Poço completa durante o primeiro enchimento com gás / “debrining”
Right: Hartmann service at pressure test of Tension Spool Seals
Direita: Serviço prestado pela Hartmann durante o teste de pressão ao ”tension spool”
spool (cor cinzenta) e vedada em
cima através do pack-off. Por este
motivo, a cabeça de poço de gás
é o equipamento mais importante
para controlar a injeção e extração de gás na caverna. A Válvula
Principal tem especial importância
pois permite isolar toda a parte do
disso, a Cabeça de Poço permite
o acoplamento de um dispositivo
(lubricator) por cima da Válvula de
Topo (não mostrada) para efetuar
diferentes medições no interior da
caverna e nos equipamentos instalados no subsolo.
Since almost 70 years Hartmann Valves delivers high quality
equipment for exploration, production and storage in oil and gas
industries. We manufacture custom-made products, special
designs as well as complex system solutions.
Our wellhead equipment and valves with their gas-tight components
and long service life are ideally suited for surface installations of
underground gas storage facilities. The robust design of all components
ensures resisting the most challenging media and conditions. Modern
ball valves with entirely metallic sealing meet API 6 A requirements
and guarantee reliable and maintenance free operation.
Our experienced 24/7 Service team is always ready to support,
repair, weld, test and rent in projects all over the world.
Cabeça de Poço para Primeiro
Enchimento com Gás
A Cabeça de Poço para Primeiro
Enchimento com Gás (cor preta)
fica temporariamente instalada no
topo da Cabeça de Poço de Gás.
Esta cabeça de poço está também
equipada com uma Válvula Principal
de Salmoura que inclui o pack-off
para a tubagem de extração de
salmoura. Durante a fase de primeiro
enchimento com gás, a tubagem de
extração de salmoura é colocada no
interior da tubagem de produção de
gás e suspensa no tension spool.
A salmoura é retirada da cavidade
através da tubagem de extração de
salmoura, passando depois através
da válvula lateral de salmoura da
cabeça de poço. A válvula no lado
oposto da secção transversal permite
uma lavagem da tubagem com água
doce a pressão elevada para remover
possíveis cristalizações de sais que
ocorram. Por motivos de segurança,
o fluxo de salmoura pode ser desligado através da swap valve. Após
conclusão do primeiro enchimento
com gás, a tubagem de extração de
salmoura é retirada da cavidade e a
Cabeça de Poço para Primeiro Enchimento com Gás é desmontada.
Todo o equipamento relativo às diferentes cabeças de poço foi fabricado,
entregue e instalado no local pela
Hartmann. O serviço incluía também
o recondicionamento e a adaptação
técnica da tension spool já existente.
Durable Equipment
for
Wellheads
Hartmann Valves GmbH
+49 5085 9801-0
[email protected]
www.hartmann-valves.com
37
38
Carriço
Completion and first fill of the caverns /
Aspects of subsurface installations for gas storage
Completação e primeiro enchimento com gás das cavernas /
Aspetos dos equipamentos de subsuperfície para armazenamento de gás
Permanent packer
After drilling, the wells were completed with a 13 Ǫ” last cemented
casing string. This casing has
gastight threaded BTC connec-
tions. A 9 ǫ” gas production
string was installed for gas operations. To ensure the gas tightness
(integrity) of this inner string and
the subsurface gas installations,
pressure monitoring is carried out
in the annulus between the gas
production and the last cemented
casing string. Hence, any pressure anomalies are identifiable. If
a pressure anomaly is detected,
repairs can be carried out accordingly.
The permanent packer is set before
installing the internal gas production string. The packer seals the
annulus between the 9 ǫ” production string and the last cemented
casing. This annulus is therefore
isolated and sealed off from the
cavern volume.
The permanent packer has elastomeric elements that are activated
by hydraulic pressure to seal the
annulus between the packer and
timento cimentada. Deste modo,
quaisquer anomalias nas pressões
podem ser facilmente identificadas,
atuando-se, em seguida, na identificação da sua origem.
Schematic well completion of gas storage cavern RENC-6
Esquema da completação da caverna de armazenamento de gás RENC-6
Um empanque permanente (permanent packer) é colocado antes da
instalação da tubagem de produção
de gás. O empanque é um equipamento que sela o espaço anular
entre a coluna de produção de 9 ǫ”
e a última tubagem de revestimento cimentada 13 Ǫ”. Este espaço
anular é, assim, isolado e selado em
relação à caverna.
Permanent Packer
Após a perfuração, os poços são
equipados com uma tubagem de
revestimento cimentada de 13 Ǫ”.
Esta tubagem possui uniões BTC
roscadas estanques ao gás. No
interior desta foi instalada uma tubagem de produção de gás de 9 ǫ”
O empanque permanente possui
elementos elastoméricos que são
ativados por pressão hidráulica
para selar o espaço anular entre a
tubagem de produção e a última
tubagem de revestimento cimentada. As cunhas (slips) acima e abaixo
dos elementos elastoméricos são
acionadas de forma hidráulica e
mecânica e aproveitam as forças
para movimentar o gás das cavidades. Para garantir a estanquicidade
ao gás (integridade) desta tubagem
interior e dos equipamentos de gás
de subsuperfície é efetuada a monitorização da pressão no espaço
anular entre a tubagem de produção e a última tubagem de reves-
Carriço
the last cemented casing. The
slips above and below the elastomeric elements are actuated
hydraulically and mechanically.
They take up the mechanical forces applied to the packer. Below
the packer, a so called “tail pipe”
is connected to the packer.
After the string has been successfully connected to the packer, it
is pulled by the rig to put it under
tensional stress. This is necessary
because the string expands and
shrinks in response to temperature changes during gas operations. Putting the string under
tensile stress prevents the string
and other equipment from being
damaged by this temperature-induced length variation. To ensure
a very high safety standard, a
subsurface safety valve (SCSSV
– surface controlled subsurface
safety valve) is installed. This
When the packer has been set,
the gas production string is
installed. The anchor unit, the
lowest part of the string, can be
connected to the packer assembly that is already in place. The
gas production string can be
equipped with gas-tight connections or can be welded. In the
case of welded connections, each
seam of the gas production string
has to undergo X-ray and ultrasonic inspection, to confirm the
presence of a gastight connection. After the last pipe has been
welded to the string and lowered
into the well, the anchor can be
“latched” into the packer.
mecânicas aplicadas ao empanque.
Abaixo do empanque fica conectada à tubagem de produção uma
tubagem denominada tail pipe.
Após o empanque ser colocado,
a tubagem de produção de gás é
instalada. A unidade de ancoragem
desta tubagem, na parte inferior
da coluna, pode então ser conectada ao empanque já instalado. A
tubagem de produção de gás pode
ser equipada com uniões roscadas estanques ao gás ou pode
ser soldada. No caso das ligações
soldadas, cada uma das ligações
soldadas tem de ser alvo de inspeções por raios-X e ultrasons, de
modo a confirmar a existência de
uma união estanque ao gás. Após
o último troço ser soldado à coluna
e colocado no poço, a unidade de
ancoragem (hanger) pode ser fixada
no empanque.
Após a fixação da tubagem de produção ao empanque, toda a coluna
Set-up of cavern acceptance test (CAT)*
Elaboração de teste de aceitação da caverna (TAC)*
é puxada a partir da superfície pelo
rig, de modo a ser colocada sob
tração. Esta manobra serve para
dotar a coluna de capacidade para
acomodar as expansões e contrações provocadas pelas variações de
temperatura devidas à passagem do
gás quente ou frio, durante, respetivamente, a injeção ou extração de
gás das cavidades. Colocar a coluna
sob tração impede, assim, que a coluna e outro equipamento conectado
39
40
Carriço
Tension spool*
Bobina de tensão*
Ball valve*
Válvula de macho esférico*
Hanger with installed thread protector*
Unidade de ancoragem com protetor de
rosca instalada*
*With permission Hartmann Valves
* Com autorização da Hartmann Valves
sejam danificados por esta variação
de temperatura induzida. Para garantir um padrão de segurança elevado,
é instalada uma válvula de segurança
de subsuperfície (SCSSV – válvula de
segurança de subsuperfície controlada à superfície). Esta válvula é
valve is positioned approx. 50 m
below ground level and is actuated by a hydraulic control line.
This assembly ensures that the
cavern can be sealed in the event
of an emergency such as unforeseen or accidental damage to the
surface installations. The SCSSV
closes automatically if the control
line loses pressure as a result of
a leak. Another option for closing the cavern during intended
interventions (e.g. for repairs of
underground equipment) is to set
plugs in the tail pipe below the
packer assembly. This requires
two landing nipples (a shoulder
with a smaller internal diameter
than the pipe) to be installed in
the tail pipe.
The figure on page 38 represents
a schematic view on a completion for gas first fill, including the
implemented debrining string.
posicionada a aproximadamente 50
m abaixo do nível do solo e é acionada através de uma linha de controlo
hidráulico. Este conjunto garante que
a caverna possa ser selada em caso
de emergência, como por exemplo
um dano imprevisto ou acidental nas
instalações de superfície. A SCSSV
fecha automaticamente se uma linha
de controlo perder pressão devido
a uma fuga. Outra opção para selar
a caverna durante intervenções programadas (por exemplo, para reparação de equipamento subterrâneo)
passa por colocar tamponamentos
no interior da tubagem abaixo do
empanque. Isto requer a instalação
de dois pontos de acoplamento
(apoios com um diâmetro interno
inferior ao da tubagem) no tail pipe.
A ilustração na página 38 representa uma visão esquemática de uma
completação para primeiro enchimento com gás, incluindo a linha de
extração de salmoura.
Wellhead
After installation of the gas production string, the next step is
to install the gas wellhead. The
wellhead is the connecting part
between the sub-surface and
surface installations.
The wellhead connects the piping
to the casing and therefore to
the underground storage volume (cavern). At the same time,
the wellhead provides access to
various spaces like casing-casing
annulus, casing-tubing annulus
and inner string. This allows monitoring and control (e.g. SCSSV) of
the separate items.
The wellhead is composed of
different high-pressure parts, and
hosts the tubing hanger, as well
as several valves for controlling
and monitoring various operational data, such as pressure and flow
parameters.
Cabeça do poço
Após a instalação da tubagem de
produção de gás, o passo seguinte é instalar a cabeça de poço de
gás, que faz a ligação entre as
instalações de subsuperfície e as
de superfície.
A cabeça de poço liga a tubagem
de superficie à tubagem de produção de gás e, deste modo, permite
aceder ao volume de armazenamento subterrâneo (caverna). Ao
mesmo tempo, a cabeça do poço
permite o acesso a vários espaços
anulares como os espaços anulares das tubagens de revestimento,
o espaço anular entre a tubagem
de revestimento e a tubagem de
produção, bem como o interior da
tubagem de produção. Isto permite
a verificação e controlo dos diferentes elementos em separado (por
exemplo, da SCSSV).
A cabeça de poço é composta por
diferentes componentes de alta
pressão e acolhe a unidade de an-
Carriço
Gas integrity test in Carriço
A basic condition for successful
leaching and storage operations is
a test to confirm that the installed
cemented casing is gas tight (well
integrity test): this is vital for the
leaching process (because nitrogen gas is used as a blanket-medium), as well as for the storage
operations when the caverns are
filled with natural gas.
The first well integrity test is
performed after the borehole has
been drilled and completed, but
before solution mining begins.
This test is the prerequisite for the
leaching phase with a gaseous
medium (nitrogen) as blanket.
Having accomplished the leaching phase, at least one additional
gas integrity test is carried out to
check the gas tightness of the last
cemented casing shoe as well as
the underground gas completion.
coragem da tubagem de produção,
bem como diversas válvulas para
controlar e monitorizar vários parâmetros operacionais, tais como
caudais e pressões.
Teste de integridade do furo
Uma condição essencial para que
as operações de lixiviação e armazenamento decorram de modo bem
sucedido é a realização de um teste
para confirmar que a última tubagem de revestimento cimentada é
estanque ao gás (teste de integridade do furo). Este teste é válido para
o processo de lixiviação, em que
é utilizado azoto na forma gasosa,
bem como para a fase de armazenamento de gás natural.
O primeiro teste de integridade do
furo é realizado após a perfuração
ter sido concluída e antes de se
iniciar as operações de lixiviação.
A obtenção de resultados positivos neste teste é uma condição
necessária para se iniciar a fase de
This test is performed before gas
first fill takes place.
Please compare figure CAT page
39.
All mentioned well integrity tests are
carried out following the same principle and using nitrogen as the test
medium: the nitrogen is sealed off
in the access borehole for a defined
period of time, and parameters such
as pressure and temperature are
recorded to evaluate the test based
on a mass balance of the enclosed
nitrogen. The figure shows a schematic diagram of the test.
The subsequent activities (e. g. gas
first fill) start only after successful
verification of the gas integrity of
the borehole.
Gas First Fill
After the completion for gas operation and the confirmation of the
cavern´s integrity in respect to gas,
lixiviação.
Após a conclusão da fase de lixiviação, é efetuado pelo menos um
teste de integridade de gás adicional para verificação da estanquicidade ao gás da sapata da última
tubagem de revestimento cimentada, bem como do equipamento
de completação de gás (teste de
aceitação da cavidade – TAC). Este
teste é executado antes do primeiro
enchimento com gás.
Consulte imagem TAC pagina 39.
Todos os testes de integridade
mencionados atrás são efetuados
seguindo o mesmo princípio e
usando azoto como fluido de teste.
O azoto é mantido pressurizado
no interior do furo/cavidade por
um período de tempo definido e
os parâmetros como a pressão e
a temperatura são registados para
avaliar o resultado do teste com
base num balanço de massa do
azoto utilizado. A figura revela um
Model of cavern wellhead*
Modelo da cabeça do poço da caverna*
*With permission Hartmann Valves
* Com autorização da Hartmann Valves
41
42
Carriço
the cavern will be connected with
the gas first fill equipment at surface and natural gas will be injected
for the first time. A 6 ǫ” debrining
string is installed in the cavern well
close to the bottom of the cavern.
While the gas is injected into the
annulus between gas production
and debrining string, the brine is
being displaced from the cavern
via the debrining string at the same
time. The surface completion of the
cavern well consists of a gas production wellhead and a debrining
wellhead on top.
The gas will be injected from the
REN gas station. All operational data
will be observed from the local control room. The debrining operation
is controlled by the KBB UT operator crew from the leaching station.
During the whole gas first fill process
several interlinked operations are
planned, which demand a clear
communication and coordination
between both parties.
The wellhead and surface piping
include all relevant operating instruments. Both, gas injection and brine
production sides are equipped with
shut off safety valves. These fail-safe
devices close immediately in case
that pressures will exceed the design specifications or in other unsafe
situations.
Cavern RENC-6: Gas and debrining wellhead connected to the cavern pad piping (during
installation)
Caverna RENC-6: Cabeças de poço de gás e de extração de salmoura ligadas às
tubagens de superfície da plataforma da caverna (durante a instalação)
diagrama esquemático do teste.
As atividades subsequentes, das
quais a mais importante é o primeiro
enchimento com gás, apenas são
iniciadas após estar confirmada a
integridade do furo/cavidade.
Primeiro Enchimento com Gás
Após a instalação dos equipamentos para a operação em gás
no interior do furo, e confirmada a
integridade da caverna, procede-se
à sua ligação ao equipamento para
o primeiro enchimento com gás à
superfície, e injeta-se gás natural
pela primeira vez. Uma tubagem
de extração de salmoura de 6 ǫ” é
instalada no furo, perto do fundo da
caverna. Enquanto o gás é injetado
no espaço anular entre a tubagem
de produção de gás e a tubagem
de extração de salmoura, a salmoura é ao mesmo tempo removida da
caverna, pelo efeito da pressão do
gás injetado, pelo interior da coluna
de extração de salmoura. Os equipamentos de superfície consistem
numa cabeça de poço de produção
de gás no topo da qual é acoplada
uma cabeça de poço de extração
de salmoura.
O gás é injetado a partir do gasoduto através da estação de gás da
REN. Todos os dados operacionais
serão observados a partir da sala
de controlo local. A operação de
extração de salmoura é controlada
pela equipa operacional da KBB UT
a partir da estação de lixiviação. Durante todo o processo de primeiro
enchimento com gás estão planeadas diversas operações interligadas,
o que exige uma comunicação e
coordenação claras entre ambas as
partes.
A cabeça do poço e a tubagem à
Carriço
To avoid crystallization of the
displaced, fully saturated brine, the
debrining string is regularly flushed
with fresh water. Additionally, a
certain amount of water is continuously added to the debrining flow in
the surface piping.
The gas first fill process is continuously investigated and reported
by back-up engineers. The depth
of the gas/brine interface can be
defined at any point in time based
on balancing gas injection and
brine displacement volumes. These
calculations can be calibrated by
superfície incluem todos os instrumentos relevantes para a operação.
Quer as ligações para a injeção de
gás, quer as ligações para a extração de salmoura, estão equipadas
com válvulas de segurança de fecho
rápido. Estes dispositivos, que
atuam em caso de falha, fecham-se imediatamente caso a pressão
exceda as especificações de projeto
ou noutras situações consideradas
perigosas.
Para evitar que ocorra cristalização
de sal no interior das tubagens
a partir da salmoura totalmente
saturada, a coluna de extração de
salmoura é regularmente cheia com
água doce. Além disso, é injetada
continuamente uma determinada
quantidade de água ao fluxo de
salmoura na tubagem à superfície.
wireline interface measurements.
The gas first fill phase ends with
the gas break-through in the
debrining string at the stage, when
the gas/brine interface reaches the
shoe of the debrining string.
When the whole cavern is filled
with gas, the debrining string is
removed under gas pressure. This
procedure is carried out with a
special snubbing unit that is able
to pull the debrining string under
gas pressure.
the debrining string to seal off the
string from the cavern. Afterwards,
the string can be pulled through a
preventer stack. For safety reasons, several preventers are used
to seal the 6 ǫ” x 9 ǫ” annulus
from the atmosphere. After the
debrining string has been completely disassembled, the SCSSV
is activated and the gas cavern is
ready for gas operations.
Initially, three plugs are installed in
O processo de primeiro enchimento
com gás é analisado e reportado
continuamente por uma equipa de
engenheiros de apoio. A profundidade da interface gás/salmoura
pode ser calculada em qualquer
altura do processo com base no
volume de gás injetado e no volume
de salmoura extraída. Os cálculos
efetuados podem ser aferidos através de medições de interface.
A fase do primeiro enchimento com
gás termina com o surgimento de
gás natural na tubagem de extração
de salmoura que ocorre quando a
interface gás/salmoura alcança a
base da tubagem de extração de
salmoura.
Quando toda a caverna está cheia
de gás, a tubagem de extração de
salmoura terá de ser removida. Este
procedimento é efetuado com uma
unidade de snubbing que consegue
remover a tubagem de extração de
salmoura em carga (caverna sob
pressão do gás).
Inicialmente são instalados três
tamponamentos na tubagem de
extração de salmoura para a isolar
da caverna. Depois do enchimento
com gás, a tubagem pode ser içada
através de um conjunto de BOPs
(blowout preventers). Por motivos
de segurança são usados vários
BOP para selar os espaços anulares
de 6 ǫ” x 9 ǫ”. Após a tubagem
de extração de salmoura ter sido
completamente removida, a SCSSV
é ativada e a caverna está pronta
para as operações em gás.
43
44
Carriço
Description of the Carriço Gas Facilities
Descrição da Estação de Gás do Carriço
The gas facilities allow the gas
injection at 110,000 Nm3/h and the
gas withdrawal at 300,000 Nm3/h.
The gas is delivered to the gas station by a 28” pipe. The station inlet
line is a 24” pipe. Two 24” operated ball valves allow the isolation of
the gas station from the 28” line.
Before entering into the metering
unit, the gas passes through a
filter which removes the liquid and
solid particles that can be present
in the gas stream. The metering
unit (turbine meter) consists in two
rows which can be used either to
meter the incoming or the outgoing gas. Each row is sized to
handle a maximum outgoing gas
flowrate of 300,000 Nm3/h.
Areas of the gas station / Áreas da estação de gás
1 Administration building / Edificio administrativo
2 Offices/warehouse / Oficinas/armazém
3 Air compressors / Compressores de ar
4 Laboratory / Laboratório
5 Oil tanks / Tanques de óleo
6 Filters and measuring / Filtros e cadeia de medida
A estação de gás permite a injeção
de gás nas cavidades a 110.000
Nm3/h e a extração a 300.000
Nm3/h.
O gás é fornecido à estação de gás
através de um gasoduto de 28”
de diâmetro. A linha de entrada da
estação consiste numa tubagem
de 24”. A manobra de duas válvulas de esfera de 24” permite isolar
a estação de gás do gasoduto de
28”.
Antes de entrar na unidade de
medição, o gás passa através de
um filtro que remove as partículas
7
8
9
10
11
12
13
According to the exploitation phase,
the metering unit outlet is connected to the compression unit (gas
injection) or to the station outlet (gas
withdrawal). The two compression
units (compressors, drivers, and
associated utilities) are located in a
dedicated building so as to reduce
the noise level to the surrounding.
Each compression unit consists in
Gas compressors / Compressores de gás
Collector / Colector
Expansion / Expansão
Boilers / Caldeiras
Drying towers / Torres de secagem
Regeneration / Regeneração
Flow control / Controlo de caudal
líquidas e sólidas que podem estar
presentes no mesmo. A unidade
de medição (medidor de turbina)
é composta por duas linhas que
podem ser usadas tanto para medir o gás à entrada como à saída.
Cada linha tem capacidade para
medir um caudal de gás à saída de
300.000 Nm3/h.
De acordo com a operação a executar, a partir da unidade de medição o gás será encaminhado para
a unidade de compressão (injeção
de gás) ou para a saída da estação
(extração de gás). As duas unidades de compressão (compresso-
res, motores e instalações associadas) estão localizadas num edifício
exclusivo para reduzir o nível de
ruído para o meio envolvente. Cada
unidade de compressão é composta por um compressor de alta
velocidade recíproco de um único
estágio, com uma força de compressão entre 1.000 kW e 3.000
kW, dependendo do caudal de gás
disponível à pressão de descarga.
O compressor está montado em
conjunto com o motor alimentado a
gás natural que o aciona.
O motor a gás está equipado com
um filtro no sistema de entrada de
Carriço
a reciprocating high speed compressor, one stage machine, with a
compression power ranging from
1,000 kW to 3,000 kW depending
upon the delivered gas flowrate at
the discharge pressure. The compressor is mounted on a common
skid with the gas fired driver.
The gas engine is equipped with
a filter on the air intake system
and the flue gases are sent to the
atmosphere through a catalyzer
and a silencer.
Each compressor and driver is
monitored by a local control panel
including a Programmable Logic Controller (PMC). The control
panel allows the starting and stop
sequences, the load increase and
decrease, the complete monitoring
of the compression unit in three
different modes (remote automatic,
local automatic, manual). Specific
protections against failures such
as vibration, over-speed, high temperature and pressure and other
abnormal parameters are provided. The control panel is connected
to the main monitoring system of
the gas station.
Scheme of gas injection and extraction installations
Esquema das instalações de injeção e extração de gás
ar e os gases de combustão são
enviados para a atmosfera através
de um catalisador e um silenciador.
Cada unidade compressor/motor
é controlada por um painel de
controlo local que inclui um Controlador Lógico Programável. O painel
de controlo permite acionar as
sequências de arranque e paragem, o aumento ou diminuição de
carga, bem como a monitorização
total da unidade de compressão
em três modos diferentes (automático remoto, automático local,
manual). São fornecidas proteções
específicas contra falhas, tal como
vibração, excesso de velocidade,
temperatura e pressão elevadas
e outros parâmetros anormais. O
painel de controlo está ligado ao
sistema de controlo principal da
estação de gás.
As linhas de aspiração e descarga
estão equipadas com um absorvedor de pulsação.
A jusante do compressor, o gás
flui através de um refrigerador de
ar, composto por um conjunto de
tubos aletados multicamadas e um
sistema de ar induzido.
As partículas de óleo em suspensão no gás, após a compressão,
45
46
Carriço
Gas operation facilities seen from northeast
Estação de gás vista de nordeste
The suction and discharge lines
are equipped with a pulsation
dampener.
Downstream of the compressor
the gas flows through an air cooler
made of a multi layer finned tubes
bundle, a plug header and an
induced draft air system.
One full flowrate filter removes the
entrained and/or suspended oil
particles which can be in the gas
flow after the compression.
The gas station manifold is designed to connect the caverns
to the gas station. The manifold
can be used for both gas injection
and withdrawal. Glycol injection
is possible in each line during the
gas withdrawal to prevent hydrates
formation. In the withdrawal process the gas is heated up, downstream of the gas station manifold,
by circulating in a heat exchanger.
A control valve, decreasing the
pressure in the down flow circuit,
is installed on the gas line after the
exchanger.
On each equipment line, two successive slam shut valves isolate
the high pressure circuit from the
low pressure one.
The gas dehydration takes place in
a vertical absorber, the gas flowing
upward whereas Triethylene Glycol
são removidas por uma unidade de
filtragem.
O coletor da estação de gás foi
concebido para ligar as cavernas à
estação de gás. O coletor pode ser
usado tanto para a injeção de gás
como para a sua extração. A injeção de glicol é possível em cada linha durante a extração de gás para
impedir a formação de hidratos.
No processo de extração, o gás é
aquecido, a jusante do coletor da
estação de gás, através da circulação através de um permutador de
calor. Encontra-se instalada uma
válvula de controlo na linha de gás,
após o permutador, o que permite
a diminuição da pressão a jusante.
Em cada linha estão instaladas
duas válvulas de corte rápido em
série, de modo a isolar o circuito de
alta pressão do de baixa pressão.
A desidratação de gás ocorre num
absorvedor vertical, fluindo o gás
Schematic view on gas operation facilities
Vista esquemática de uma plataforma em operação de gás
no sentido ascendente e o Trietilenoglicol (TEG) no descendente. O
TEG é enviado para uma unidade
de regeneração através de um
controlo de nível. O gás sai do
absorvedor no topo, através de um
desnebulizador e, em seguida, é
encaminhado para um permutador
de calor onde flui em contrafluxo
com TEG livre de água que está a
ser bombeado para o absorvedor.
O conteúdo máximo de humidade
do gás após a desidratação é de
40 ppmv.
Carriço
Well pad REN C-3 with glycol injection unit.
Plataforma da cavidade RENC-3 com scrubber e unidade de injeção de glicol
(TEG) falls downward. The TEG is
sent to a regeneration unit through a
level control. The gas leaves the absorber at its top, through a demister,
and then flows through an external
heat exchanger counter flow of the
lean TEG which is pumped to the
absorber. The designed maximum
gas moisture content after dehydration is 40 ppmv.
monitored by a local control panel
including a PLC.
Each dehydration unit (absorber + regeneration + pumps) is
Firefighting equipment with a
2,000 m3 capacity water pond,
A hot TEG circuit is used to heat
the gas coming from the caverns
before the pressure decrease. The
heating of the solution is done by
two dedicated boilers. The boilers
are located in a specific building to
reduce the noise emission.
Gas station: Manifold equipment and instrumentation at lines
from and to caverns
Estação de gás: Equipamento e instrumentação nas linhas
do coletor geral da estação de gás
Cada unidade de desidratação (absorvedor + regeneração + bombas)
é controlada através de um painel
de controlo local que inclui um
Controlador Lógico Programável
(PLC).
Um circuito de TEG quente é
usado para aquecer o gás que vem
das cavernas antes de a pressão diminuir. O aquecimento da
two pumps and hydrants is available. In addition to the above,
portable equipment is installed in
different locations. An automatic
fire extinguishing system is provided for the electrical buildings.
The two schemes and the five pictures of pages 44 to 47 illustrate
the descriptions of this article.
Gas station: Manifold
Estação de gás: Coletor geral
solução é efetuado através de duas
caldeiras dedicadas. As caldeiras estão localizadas num edifício
específico para reduzir a emissão
de ruído.
A Estação de Gás possui equipamento de combate a incêndios,
com um tanque atmosférico com
uma capacidade de armazenamento de água de 2.000 m3, duas
bombas e hidrantes equipados
com mangueiras e canhões de
água. Para além disto, está também instalado equipamento portátil
em diferentes localizações. Os
edifícios elétricos possuem um
sistema de extinção automática de
incêndios.
Os dois esquemas e as cinco imagens de páginas 44-47 ilustram as
descrições deste artigo.
47
48
Carriço
Outlook for the Carriço cavern field
Perspetivas para o complexo de cavernas do Carriço
Since commencing its construction
within the year 2000 the Carriço
underground storage has almost
doubled its original planned site
capacity. In November 2014, TGC2 was successfully completed and
handed over to TRANSGÁS-Armazenagem as the fifth gas storage
cavern in Carriço.
The RENC-6 cavern was the last
to be developed successfully and
its commissioning was carried out
in 2014, it is the sixth gas storage
cavern at Carriço.
In July 2014 REN agreed with Galp
Energia the partial transfer of a
natural gas underground storage
concession from Galp in Carriço to
the subsidiary REN Armazenagem.
This partial transmission integrates
the two existing caverns TGC-1s
and TGC-2 as well as the rights to
build new caverns in the Carriço
cavern field. As result of this operation, REN will be the future owner
and operator of all existing six gas
storage caverns in the Carriço
cavern field.
Generally, the Monte Real salt
structure still has room for the construction of a total of 25 caverns.
The strategically favourable location
of the facility in the national natural gas pipeline network would be
strengthened further in the future by
the construction of the 3rd interconnection between Portugal and
Spain. The first phase of the project
Carriço project team
Equipa de projeto do Carriço
Desde o início da sua construção
em 2000, o armazenamento subterrâneo do Carriço quase duplicou
a capacidade planeada originalmente. Em novembro de 2014, a
TGC-2 foi finalizada com sucesso
e entregue à TRANSGÁS-Armazenagem como a quinta caverna de
armazenamento de gás no Carriço.
A caverna RENC-6 foi a última a
ser desenvolvida com êxito e o seu
comissionamento efectuou-se em
2014, constituindo a sexta caverna de armazenamento de gás no
Carriço.
Em julho de 2014, a REN acordou
com a Galp Energia a transferência
parcial de uma concessão para o
armazenamento subterrâneo de
gás natural que a Galp detém no
Carriço. Esta transmissão parcial
integra as duas cavernas existentes
Natural gas demand evolution in Portugal
Evolução da procura de gás natural em Portugal
TGC-1s e TGC-2, assim como os
direitos de construção de novas
cavernas no complexo do Carriço.
Devido a esta operação, a REN
será a futura proprietária e operadora de todas as cavernas de
armazenamento de gás existentes
no complexo de armazenamento
do Carriço.
A estrutura salina de Monte Real
localizada no Carriço tem ainda
espaço para a construção de um
total de cerca de 25 cavernas. A
localização estrategicamente favo-
rável da instalação na rede nacional
de gasodutos de gás natural será
ainda mais fortalecida no futuro
com a construção da 3ª ligação entre Portugal e Espanha. A primeira
fase do projeto é composta por um
gasoduto entre Celorico da Beira e
Zamora, com 162 km em Portugal
e 80/85 km em Espanha. Com a
concretização das fases seguintes,
a capacidade total pode alcançar
142 GWh/d, 100 % de fluxo inverso
entre Portugal e Espanha.
A futura expansão da capacidade
Carriço
is a pipeline between Celorico da
Beira and Zamora, with 162 km in
Portugal and 80/85 km in Spain.
With its following phases, the total
capacity can reach 142 GWh/d,
100 % reverse flow between Portugal and Spain.
The future expansion of the storage
capacities of the Carriço site will
further increase the security of gas
supplies. Moreover, such a project
will help achieving the EU energy
policy objectives.
The development of the Carriço
storage facility will also depend on
the development of natural gas
demand and price (Please compare figure gas demand page 48).
The price of natural gas has been
rising almost continuously due to
its indexation to oil prices and due
to the increase in the worldwide
demand.
A further expansion of the underground gas storage will increase
market integration and energy
system’s flexibility by being able to
make gas available at short notice.
The additional reserves of gas
stored in Carriço will also increase
the security of supply in the event
of a supply disruption scenario.
The picture of page 48 shows the
Carriço project team when finishing
cavern TGC-2.
Entrance of Carriço solution mining station and additional view on installations
Entrada da estação de lixiviação do Carriço e vista geral da mesma
de armazenamento do complexo
do Carriço irá aumentar mais a
segurança dos fornecimentos de
gás. Além disso, seria um projeto
que contribuiria para alcançar os
objetivos da política de energia da
UE.
gás natural (Veja gráfico de vendas
de gás na página 48). O preço do
gás natural tem vindo a aumentar
quase de forma contínua devido
à sua indexação em relação aos
preços do petróleo e devido ao
aumento da procura mundial.
sistema de energia ao conseguir
disponibilizar o gás em pouco tempo. As reservas adicionais de gás
armazenadas no Carriço também
irão aumentar a segurança do fornecimento em caso de um cenário
de interrupção do mesmo.
O desenvolvimento da instalação
de armazenamento do Carriço
também irá depender do desenvolvimento da procura e do preço do
Uma maior expansão do armazenamento subterrâneo de gás
natural irá aumentar a integração
no mercado e a flexibilidade do
A imagem da página 48 mostra a
equipa de projeto do Carriço no
final da construção da caverna
TGC-2.
49
50
Carriço
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FOUNDED AT THE END OF 1973, UNTIL TODAY INVOLVED
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CHALLENGES? WE MEET THEM.
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We are also specialists for the completion
GmbH focus on the procurement, erection and
commissioning of plants and pipeline systems;
of gas storage caverns by installing welded
production strings and last cemented casing
strings. In Northern Germany we are perfor-
especially compressor stations, underground
storage systems, gas treatment plants, as well
as pressure reduction and metering stations.
ming works on the gas storage facilities at
Etzel, Jemgum, Nüttermoor and Epe.
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52
Carriço
Graphical interpretation of caverns Carriço
RENC-3, -4, -5, -6 and TGC-1S and -2
Interpretação gráfica das cavernas Carriço
RENC-3, -4, -5, -6 and TGC-1S e -2
UNDERGROUND GAS STORAGE CARRIÇO / PORTUGAL,
a brochure initiated and compiled by DEEP. / KBB UT,
Germany, in cooperation with REN, Portugal.
The presented articles have been supplied by DEEP. / KBB UT
in cooperation with REN and some advertising companies.
Graphical interpretation of caverns: SOCON
Image front cover / page 50: Christian Sperling
Editor:
KBB Underground Technologies GmbH
Baumschulenallee 16
30625 Hannover
Tel.:
Fax:
+49 511 542817-0
+49 511 542817-11
[email protected]
www.kbbnet.de
Published: July 2015, 2500 copies