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A Estocagem Subterrânea de Gás Natural (ESGN): Fundamentos Técnicos e Potencial Geológico Brasileiro
Seminário de Estocagem Subterrânea de Gás Natural (ESGN) - 11/09/2015
Estrutura da Apresentação
• Introdução
• Fundamentação Técnica
• A estocagem subterrânea de gás natural
• Características Técnicas e Econômicas• Características Técnicas e Econômicas
• ESGN no Brasil
• Possibilidades de Suprimento de Gás Natural no Brasil
• Potencial Geológico Brasileiro
• Conclusão
Introdução
Competência para regular a estocagem de gás naturalem reservatórios e outras formações geológicas
Lei do Gás (11.909/2009)
ANPRegimento
Interno da ANPSDP
Regular+
Fiscalizar
FUNDAMENTAÇÃO TÉCNICA
• A Estocagem Subterrânea de Gás Natural (ESGN) é oarmazenamento de gás em estrutura geológica, próxima dopolo produtor, consumidor ou da malha de transporte.
• Características da estrutura geológica:
– Grande capacidade de armazenamento
– Resistência a altas pressões
– Possuir eficiente selo da estrutura, para conter o fluido.
• Amplamente utilizada nos países em que o gás natural temparticipação significativa na Matriz Energética.
Vantagens da ESGN
Aplicações e Funções
– Estocagem do gás contratado e eventualmente nãoutilizado.
– Armazenamento do gás associado ao petróleo que– Armazenamento do gás associado ao petróleo quenão tem aproveitamento por motivos comerciais oulogísticos.
– Mitigação dos desequilíbrios entre oferta e demandaque podem ser gerados por fatores climáticos,sazonalidade e oscilações de preço.
– Suprimento constante e seguro de gás natural.
INDICAÇÃO PARA UTILIZAÇÃO DA ESGN
Exemplos de variações da demanda por gás natural
• Estações frias: pico de consumo.
• Estações quentes: queda de consumo.• Estações quentes: queda de consumo.
• Estações secas: menor oferta de energia.
• Problemas na produção ou no transporte do gás.
• Variações nos preços de comercialização.
Potenciais agentes de mercado
– Empresas de transporte e distribuição de gás.
– Empresas produtoras de gás natural.– Empresas produtoras de gás natural.
– Companhias independentes de estocagem.
– Empresas de energia elétrica.
– Grandes usuários finais.
TIPOS DE ESGN
• Reservatórios exauridos de petróleo e gás
• Aquíferos
• Cavidades salinas
• Minas abandonadas
Minas Abandonadas
Tipos de Estocagem de Gás Natural
Fonte: SLB (2002)Fonte: SLB (2002)
Aquíferos e Campos Depletados Cavidades Salinas
TIPOS DE ESGN
Fonte: RWEgas 2001
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
• Porosidade
• Permeabilidade • Permeabilidade
• Capacidade de retenção
CARACTERÍSTICAS ECONÔMICAS
• Preparação do sítio
• Custos de manutenção
• Taxas de entrega
• Capacidade de ciclos
Conforme os parâmetros de cada reservatório eobjetivos de cada projeto.
TERMINOLOGIA DA ESGN
• Capacidade Total - Volume máximo de gás que pode serarmazenado em uma ESGN, conforme a sua concepção,compreendendo as características físicas do reservatório, oequipamento instalado e procedimentos operacionaisespecíficos.
• Gás de Base (Cushion Gas) - Volume de gás estocadopermanentemente numa ESGN para manter a pressãoadequada e as taxas de entrega projetadas ao longo de umciclo de retirada. Concentrado no horizonte inferior doreservatório, não deve ser totalmente recuperado pois éresponsável pela pressão necessária às operações de retiradado gás.
TERMINOLOGIA DA ESGN
• Gás Útil (Working Gas) - Volume de gás no reservatório queextrapola o volume do gás de base, mas que não deve extrapolara capacidade de gás útil. É o gás que está disponível para entregaao mercado.
• Capacidade de Gás Útil (Working Gas Capacity) - Capacidadetotal de armazenamento em uma ESGN, excluído o gás de base.total de armazenamento em uma ESGN, excluído o gás de base.
• A Taxa de Entrega ou Taxa de Retirada (Deliverability) -Quantidade de gás que pode ser entregue ou retirada de umaESGN, num determinado período de tempo. Expressa emmilhões de m³/dia. A capacidade de entrega depende daquantidade de gás armazenado, da pressão no interior da ESGN,da capacidade de compressão disponível e das características dasinstalações de superfície. A taxa de entrega diminui à medidaque o gás útil é retirado.
TERMINOLOGIA DA ESGN
• Taxa de Injeção (Injection Rate) - Quantidade de gás quepode ser injetada numa ESGN, num determinado períodode tempo. Expressa em milhões de m³/dia. A taxa deinjeção de uma ESGN é também variável e dependente defatores semelhantes aos que determinam a taxa de entrega.A taxa de injeção varia inversamente com a quantidade totalA taxa de injeção varia inversamente com a quantidade totalde gás armazenado. Ela é menor quando o reservatório estámais completo e aumenta à medida que o gás útil éretirado.
• Número de Ciclos (Cycling) - Quantidade de vezes em que acapacidade total de gás útil pode ser injetada e retirada porano em uma instalação de estocagem subterrânea.
CARACTERÍSTICAS DA ESGN
Parâmetros de EstocagemClasse 1
Cavernas de Sal ou Minas Abandonadas
Classe 2Reservatórios
Depletados ou Aquíferos
Capacidade (Mm3) 30 a 150 100 a 7.000
Gás Útil (Mm3) 20 a 110 50 a 4.200
Fonte: Klafki 2003
Gás Útil (Mm3) 20 a 110 50 a 4.200
Gás Útil: Gás de Base 1:0,5 a 1:0,2 1:1 a 1:2
Taxa de Entrega Diária 1% a 10% do gás útil 1% a 5% do gás útil
Profundidade (m) 400 a 1.800 400 a 3.000
Pressão (bar) 70 a 300 30 a 320
Porosidade - 10% a 25%
Permeabilidade - 20 mDarcy a 3 Darcy
ESGN EM RESERVATÓRIOS DEPLETADOS
• É o tipo de estocagem mais utilizado.
• Preferência por Reservatórios próximos aos polosde produção, de consumo ou da malha dede produção, de consumo ou da malha detransporte.
• Disponibilidade de instalações, poços, sistemas decoleta, conexões aos dutos, geologia e sistemas deprodução conhecidos, possibilidade de ainda contergás natural remanescente para formação do gás debase.
ESGN EM AQUÍFEROS
• A Geologia dos aquíferos é semelhante à dos Reservatóriosexauridos. As taxas de entrega podem ser aumentadas pelapresença de um aquífero ativo.
• São menos vantajosos se comparados com os reservatóriosdepletados. Precisam de mais gás de base, a geologia não é tãodepletados. Precisam de mais gás de base, a geologia não é tãobem conhecida, assim como as características do reservatório.Os equipamentos e utilidades terão que ser instalados, incluindopoços, dutos, plantas de desidratação e compressores.
• O licenciamento ambiental será mais rigoroso e custoso, tendoem vista a área nunca ter sido objeto de um empreendimento,além da maior sensibilidade ambiental por tratar-se de umaquífero, possível fornecedor de água para consumo.
CAMPO DEPLETADO OU AQUÍFERO
1 - Reservatório
2 - Caiador
3 - Aquífero superior
4 - Estação de operação 4 - Estação de operação
5 - Poços produtores / injetores
6 - Poços de monitoramento
7 - Poços de controle de flanco
8 - Gás
Fonte: Gás de France 2001
ESGN EM CAVERNAS DE SAL
• ESGN em cavernas de sal possuem taxas de retirada e de injeçãomuito elevadas.
• A necessidade de gás de base é relativamente baixa.
• A maioria das ESGN em cavernas de sal tem sido desenvolvida em• A maioria das ESGN em cavernas de sal tem sido desenvolvida emformações de domo de sal.
• As cavernas de sal também podem ser formadas pela lixiviação dehorizontes de rocha evaporítica.
• A construção da ESGN em cavernas de sal é mais onerosa do que aconversão de reservatórios depletados de óleo e gás. No entanto,possui o mais eficiente selo dos tipos de estocagem.
ESGN EM CAVERNAS DE SAL
1 - Camadas de sal
2 - Cavidades
3 - Estação de operação
Fonte: Gás de France 2001
ESGN EM MINAS ABANDONADAS
• Têm havido esforços para utilizar minas abandonadaspara armazenar o gás natural.
• Poucas instalações deste tipo são comercialmente• Poucas instalações deste tipo são comercialmenteoperacionais para estocagem, atualmente, devidoaos custos envolvidos, capacidade reduzida dearmazenamento e pequena profundidade dasgalerias.
TIPO X FINALIDADE
ESGN em Meios Porosos
Apresenta maior capacidade total de estocagem
Aplicações ideais:Aplicações ideais:
- Estocagens com ciclos de maior duração
- Atendimento de demandas constantes.
TIPO X FINALIDADE
ESGN em Cavernas e Minas
Apresenta menor capacidade volumétrica
Pode ser preenchida mais rapidamente
Aplicações ideais:
- Entregas em taxas diárias maiores
- Atendimento de demandas de pico
TIPO X FINALIDADE
• A demanda determinará o tipo de reservatório aser implantado.
• Em algumas regiões, pode não haver opção, e oprojeto será adequado à estrutura existente e àprojeto será adequado à estrutura existente e àdemanda exigida.
• Pode-se ainda combinar os diversos tipos nummesmo empreendimento, permitindo ofertarestocagem para objetivos e demandas diferentesnuma mesma região (Ex. Bacia de Sergipe).
TIPO X CUSTO
• ESGN em meio poroso– exige menos investimento em custos exploratórios e
execução de poços, notoriamente nos reservatóriosdepletados de óleo e gás
– exige um volume maior de gás de base, por vezes, 60 %da capacidade total do reservatório.da capacidade total do reservatório.
• ESGN em caverna ou mina abandonada– exige menor quantidade de gás de base, em relação à
capacidade total de armazenamento.
– investimentos iniciais são relativamente maiores queem reservatórios em meios porosos.
EXEMPLO DE INSTALAÇÕES
Fonte: Petrobras, IPT e FINEP
SEGURANÇA E MONITORAMENTO
• Projetos de estocagem consideram períodomínimo de operação de 25 a 30 anos.
– O monitoramento da ESGN é necessário para:
• combater perdas de gás
• verificar o desempenho
• garantir a segurança
SEGURANÇA E MONITORAMENTO
• A detecção de vazamento é imperiosa, embora seja dedifícil percepção em curto prazo.
• Na ESGN, equipamentos e procedimentos de• Na ESGN, equipamentos e procedimentos demonitoramento devem ser orientados à mitigação deriscos de acidente, de danos ambientais e aoreservatório, além de prejuízos econômicos.
ESTOCAGEM NO BRASIL
• No Brasil, existem reservatórios de petróleo e gás que jáforam ou são utilizados para estocagem de gásassociado produzido. Eles se prestam à:
– Injeção para melhoria da recuperação de óleo, quando nãototalmente exauridos.totalmente exauridos.
– Estocagem e futura utilização em campos ativos ou no aguardode comercialização.
• Projeto de ESGN no Campo de Santana: primeiroempreendimento brasileiro.
Suprimento de Gás Natural no Brasil
GASENE (2010)
GASBOL (1999)
Suprimento de Gás Natural no Brasil
Fonte: PNE 2030 – 2007
Potencial Geológico Brasileiro
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Potencial Geológico Brasileiro
Potencial Geológico Brasileiro
Potencial Geológico Brasileiro
• Lei do Gás prevê dois regimes jurídicos para a ESGN:
– Autorização– Concessão.
• O regime de Autorização foi regulamentado pela
CONCLUSÕES
• O regime de Autorização foi regulamentado pelaResolução ANP nº 17/2015.
• Para implementação da regulamentação do regime deConcessão, a Análise de Impacto Regulatório (AIR) é oinstrumento eleito para apontar as ações regulatóriasmais adequadas para organizar e estimular esta novaatividade econômica.
CONCLUSÕES
• Os estudos apontam a viabilidade e necessidade de implantação daESGN no Brasil. O país possui condições geológicas adequadas ecrescente participação do Gás em nossa Matriz Energética.
• Dados os potenciais benefícios para a sociedade, a ANP deve• Dados os potenciais benefícios para a sociedade, a ANP deveregulamentar e fomentar a atividade de ESGN.
• A regulamentação da atividade pela ANP será orientada por Análisede Impacto Regulatório, mediante intensa interlocução com todos ossetores e agentes envolvidos.
