Water–gas dynamics and coastal land subsidence over Chioggia Mare field, northern Adriatic Sea

Abstract.

A major development programme comprising 15 gas fields of the northern Adriatic Sea has recently been submitted to the Ministry of the Environment, VIA Committee for the assessment of the environmental impact, by ENI-Agip, the Italian national oil company. One of the largest reservoirs is Chioggia Mare, located about 10 km offshore of the Venetian littoral, with a burial depth of 1000–1400 m. The planned gas production from this field is expected to impact the shoreline stability with a potential threat to the city of Venice, 25 km northwest of the center of Chioggia Mare. To evaluate the risk of anthropogenic land subsidence due to gas withdrawal, a numerical model was developed that predicts the compaction of both the gas-bearing formations and the lateral/bottom aquifer (water drive) during a 13-year producing and a 12-year post-production period, and the transference of the deep compaction to the ground surface. To address the uncertainty of a few important hydromechanical parameters, several scenarios are simulated and the most pessimistic predictions obtained. The modeling results show that at most 1 cm of land subsidence over 25 years may be expected at the city of Chioggia, whereas Venice is not subject to settlement. If aquifer drawdown is mediated by water injection, land subsidence is arrested 5 km offshore, with the Chioggia littoral zone experiencing a rebound of 0.6–0.7 cm.

Résumé.

Un important programme de développement portant sur 15 gisements de gaz du nord de l'Adriatique a été récemment soumis au Comité VIA pour l'évaluation de l'impact sur l'environnement du Ministère de l'Environnement, par la société ENI-Agip, la compagnie nationale pétrolière italienne. L'un des plus importants réservoirs est celui de Chioggia Mare, situé à environ 10 km au large du littoral vénitien, à une profondeur de 1000 à 1400 m. La production de gaz prévue pour ce gisement laisse envisager un impact sur la stabilité du trait de côte, avec une menace potentielle pour la ville de Venise, à 25 km au nord-ouest du centre de Chioggia Mare. Afin d'évaluer le risque de subsidence du sol provoquée par les prélèvements de gaz, un modèle numérique a été développé pour prévoir la compaction des formations réservoirs de gaz en même temps que celle de l'aquifère latéral et sous-jacent, par effet de drainance, sur une période de 13 ans de production, suivie de 12 ans, et pour prévoir le transfert de la compaction profonde jusqu'à la surface du sol. Afin de prendre en compte l'incertitude sur un petit nombre de paramètres hydromécaniques importants, plusieurs scénarios ont été simulés et les prévisions les plus pessimistes ont été obtenues. Les résultats de la modélisation montrent qu'on doit s'attendre, au cours des 25 ans, au plus à une subsidence du sol de 1 cm à Chioggia, tandis que Venise ne subira aucun effet. Si la baisse de l'aquifère est compensée par une injection d'eau, la subsidence du sol s'arrêtera à 5 km au large et la zone côtière de Chioggia subira un effet de 0,6 à 0,7 cm.

Resumen.

Recientemente, la compañía nacional italiana del petróleo, ENI-Agip, ha enviado al Ministerio de Medio Ambiente de Italia (Comité VIA) un gran programa de desarrollo de 15 campos de gas en el norte del Mar Adriático para la evaluación de su impacto medioambiental. Una de las reservas principales de gas se halla en el mar de Chioggia, a unos 10 km mar adentro de la costa veneciana, a una profundidad de entre 1.000 y 1.400 m. Se espera que la producción en este campo produzca un impacto en la estabilidad de la línea de costa, y que suponga una amenaza potencial para la ciudad de Venecia, situada a 25 km al noroeste de la explotación. Se desarrolló un modelo numérico para evaluar el riesgo de subsidencia debido a la extracción de gas a lo largo de los 13 años de producción y del período post-productivo de 12 años. Sus predicciones indican que se causará la compactación tanto de la formación que contiene el gas como del acuífero inferior y lateral. Además, esta compactación en profundidad tendrá un efecto en superficie. Con el objeto de estudiar la incertidumbre de unos pocos parámetros hidromecánicos fundamentales, se simularon diversos escenarios y se obtuvieron las predicciones más pesimistas. Los resultados numéricos muestran que, como máximo, se puede esperar una subsidencia de 1 cm en la ciudad de Chioggia al cabo de 25 años, mientras que no afectará a la ciudad de Venecia. Si se contrarresta el descenso de los niveles mediante inyecció de agua, se podrá limitar la subsidencia a un radio de 5 km mar adentro y propiciar un aumento de 0,6 a 0,7 cm en la costa de Chioggia.