KEM-08 Review, alternatieven en nieuwe seismische bron modellen voor de SDRA Groningen

De productie van gas uit gasvelden kan gepaard gaan met geïnduceerde seismische activiteit, hetzij door het opnieuw activeren van breuken, hetzij door het ontstaan en verschuiven van nieuw gevormde breuken. Het seismogene bronmodel als onderdeel van de risicoketen van geïnduceerde seismische activiteit in Groningen is een belangrijk onderdeelmodel.

Het doel van dit onderzoek is (1) de bestaande seismische modelleringsbenaderingen die worden toegepast op geïnduceerde seismische activiteit in Groningen te evalueren en (2) alternatieve seismische modelleringsinstrumenten voor te stellen om geïnduceerde seismische activiteit beter te kunnen voorspellen. Deze voorspellingsmodellen moeten ook rekening houden met temporele en ruimtelijke veranderingen in de gasproductie en ook breuken buiten het reservoir omvatten. Er moet rekening worden gehouden met de vooruitgang die is geboekt bij het correleren van breuken en geïnduceerde seismische activiteit dankzij verbeterde hypocentrumlocaties.

VOLLEDIGE ONDERZOEKVRAAG

Dit KEM-onderzoeksproject, KEM-08, richt zich op een kritische evaluatie van het seismogene model, in drie stappen: in stap 1 wordt het bestaande seismogene bronmodel kritisch geëvalueerd; in stap twee worden alternatieve benaderingen beoordeeld op hun toepasbaarheid op het geval van Groningen, en in stap drie worden specifieke aanbevelingen voor volgende stappen geformuleerd. De evaluatie door het projectteam is vastgelegd in drie goed geschreven rapporten. De rapporten zijn technisch van hoog niveau en goed uitgevoerd.

RAPPORT WP1 over de evaluatie van bestaande seismogene bronmodellen

RAPPORT WP2 over alternatieve benaderingen voor seismogene bronmodellen

RAPPORT WP3 over toekomstige seismogene modellering

In het eerste rapport evalueren NORSAR en GFZ kritisch alle aspecten van het bestaande seismogene model van het NAM seismische HRA-model. Hun bevindingen bevestigen en kwantificeren een aantal reeds bestaande zorgen over het bronmodel met betrekking tot (1) documentatie en reproduceerbaarheid; (2) een aantal aannames en keuzes die onvoldoende zijn onderbouwd; (3) het niet volledig weergeven van de bestaande aleatoire variabiliteit en epistemische onzekerheden op basis van een volledige gevoeligheidsanalyse als gevolg van computationele beperkingen. De evaluatie bespreekt niet alleen het model, maar ook diepgaand de beschikbare gegevens om het model te kalibreren en de gevoeligheid van het model voor onzekerheden in de gegevens. Zo wordt bijvoorbeeld uitgebreid ingegaan op het effect van onzekerheden in de parameters van de aardbevingsbron (locatie, magnitudes), en terecht, aangezien bijvoorbeeld de b-waarden die de grootteverdeling van aardbevingen beschrijven, een cruciale invloed kunnen hebben op de gevaren- en risicoresultaten en er goede redenen zijn waarom de door NAM gekozen aanpak beperkingen heeft. Het rapport benadrukt ook dat het seismogene bronmodel tot nu toe geen gebruik maakt van de recent verzamelde en sterk verbeterde aardbevingsgegevens (d.w.z. sinds de installatie van het KNMI-boorgatnetwerk), wat jammer is gezien de gedane investeringen en het feit dat deze gegevens de robuustheid en statistische significantie van sommige kalibraties aanzienlijk kunnen verbeteren.

Het tweede rapport bouwt voort op de evaluatie door alternatieve benaderingen in de literatuur voor het opstellen van een seismogeen bronmodel te bekijken. Dit document is ook vrij uitgebreid en evalueert 21 alternatieve benaderingen uit vier modelklassen, modellen met een variabele mate van verfijning.

Het derde rapport geeft in de eerste plaats een beknopt overzicht van de basis voor een model voor het testen van modellen, en doet dit op een duidelijk gestructureerde manier. Hoewel het testen van de prestaties van het model in een door de gemeenschap ondersteund kader een belangrijk onderdeel is van de validatie en verbetering van het model, ontbreekt een sterkere focus op de modellen en het bouwen van modellen zelf, met inbegrip van het vermogen om productie-/mitigatiescenario's te beoordelen, evenals het bouwen van een seismogeen bronmodel voor Groningen dat de onzekerheid volledig in kaart brengt.

De projectresultaten zijn positief beoordeeld door wetenschappelijke experts van KEM.

EVALUATIE VAN HET ONDERZOEKSPROJECT

Het WP1-rapport is, kort samengevat, een zeer nuttig document voor veel belanghebbenden: voor regelgevende instanties die het risico en de productieplanning moeten beoordelen, voor NAM en/of TNO bij de verdere modelontwikkeling, voor wetenschappers die geïnteresseerd zijn in het ontwikkelen van voorspellingsmodellen en voor het grote publiek dat geïnteresseerd is in het begrijpen van het werk en het beoordelen van de validiteit en waarde ervan.

Het uitgebreide overzicht van WP2 en een bepaalde beoordeling van de voor- en nadelen van elk model zijn nuttig als referentiedocument en kunnen helpen bij het sturen van de discussie over toekomstige modelontwikkelingen. Het overzicht is ook beperkt in die zin dat sommige van de beoordeelde modellen slechts gedeeltelijke modellen zijn die op zichzelf misschien niet geschikt zijn. Een bredere feedback van de gemeenschap of een gestructureerde expert-elicitation-sessie/workshop met de gemeenschap had meer feedback kunnen opleveren over de voor- en nadelen van verschillende modelleringsbenaderingen om alvast te beginnen met het uitstippelen van een routekaart naar het model van de volgende generatie.

Hoewel het voorgestelde testkader van WP3 nuttig is, had het rapport meer nadruk kunnen leggen op de toekomstige behoeften en toekomstige richtingen van seismogene bronmodellering in de regio Groningen zelf.

De resultaten van KEM-08 zijn belangrijk voor de gemeenschap die zich bezighoudt met seismische risico's, zodat deze kunnen worden gedeeld en gebruikt door de gemeenschap, en zijn zeer waardevol voor regelgevers, NAM, TNO en wetenschappers die zich bezighouden met Groningen of geïnduceerde seismische activiteit in het algemeen. Ze kunnen worden gebruikt als een belangrijk document bij het opstellen van een routekaart voor toekomstige modelontwikkelingsbehoeften en voor de evaluatie van modelprestaties.

Concluderend vormen de resultaten een nuttige basis voor toekomstige ontwikkelingen van seismogene modellen voor instrumenten voor analyse van seismische gevaren en risico's voor het publiek. Zie voor meer informatie ook het nieuwsbericht van de Staatstoezicht op de Mijnen (SodM).