KEM-19a Lange termijn vloeistofmigratie, putlekkage en hydromechanische risico's en monitorstrategie Groningen

Het specifieke doel van dit onderzoek is het definiëren van de regionale gevaren- en risicobeoordelingsmethode en -praktijken, rekening houdend met de verticale en horizontale drukverdeling en migratie van vloeistoffen (gassen en formatiewater) door aquifers, breuken en bestaande verlaten putten na het buiten gebruik stellen. De beoordelingsmethode moet ook grondbewegingen (bodemdaling en kleine aardbevingen) omvatten die verband houden met de vloeistofmigratie tot het moment dat een nieuw evenwicht in de ondergrond wordt bereikt. Deze mogelijkheid is nodig om kwantitatief de langetermijnrisico's van ongewenste emissies in drinkwateraquifers en aan de oppervlakte te beoordelen, evenals de risico's van grondbewegingen na buitengebruikstelling.

De kwantitatieve beoordeling van het risico van lekkage, gebaseerd op de normen voor aanvaardbare niveaus van verschillende stoffen in grondwaterbronnen of emissies of bouwvoorschriften, zou de langetermijnrisico's van lekkage en grondbewegingen definiëren. Dit zou de basis vormen voor het vaststellen van langetermijnmonitoringstrategieën – indien nodig – met behulp van putten in en boven gas-, olie- of thermisch uitgeputte watervoerende lagen, evenals geofysische technieken.

De buitengebruikstelling van het gasveld van Groningen, inclusief aangrenzende gasvelden in de provincie Friesland en onder de Waddenzee in dezelfde geologische formatie, kan als eerste geval dienen.

VOLLEDIGE ONDERZOEKSVRAAG

Het project ontwikkelde een regionale benadering voor gevaren- en risicobeoordeling met betrekking tot vloeistofmigratie en grondbewegingen na het buiten gebruik stellen van meerdere gaswinnings- en/of gasopslagreservoirs in Nederland. Het werk bestond uit vier hoofdtaken: i) een literatuuronderzoek naar processen en effecten in verband met langdurige vloeistofmigratie en lekkage in verlaten gasreservoirs, ii) een kwantitatieve analyse van de herverdeling van de druk na het buiten gebruik stellen en het effect daarvan op grondbewegingen, iii) een kwantitatieve analyse van vloeistofmigratie langs putten en de ontwikkeling van conceptuele modellen voor migratie langs geologische paden, en iv) aanbevelingen voor een kwantitatief risicobeoordelingskader en monitoringstrategieën voor de effecten van ondergrondse mijnbouwactiviteiten in Nederland na het buiten gebruik stellen ervan.

De resultaten van het KEM-19-onderzoeksproject zijn vastgelegd in twee rapporten en een samenvatting in het Nederlands:

Literatuuronderzoek naar risico's na abandonnering

Evaluatie van risico's van vloeistofmigratie en grondbewegingen

Samenvatting van het onderzoeksproject

Het uitgebreide literatuuronderzoek biedt een nuttig overzicht van i) bewijs van connectiviteit tussen gasreservoirs en connectiviteit met aangrenzende/bovenliggende aquifers en het potentieel voor langdurige vloeistofmigratie en drukverevening, ii) mogelijke lekkage van gas naar het (nabije) oppervlak en de gevolgen daarvan, en iii) mogelijke gevolgen van vloeistofmigratie en drukherverdeling in termen van bodemdaling en seismische activiteit. Het tweede rapport omvat: risico-identificatie, kwantitatieve gevaren- en risicobeoordelingsanalyses, monitoring- en risicobeheeropties en aanbevelingen.

Risico's na stopzetting kunnen zich tientallen tot honderden jaren na de productie voordoen op honderden tot duizenden meters afstand van de productielocaties. De onderzochte risico's hebben betrekking op bodemdaling en bodembewegingen, geïnduceerde seismische activiteit, vloeistofmigratie uit het reservoir en interferentie van uitgeputte reservoirs met nieuwe ondergrondse activiteiten. Het project heeft al deze factoren onderzocht en kwantitatief geanalyseerd op basis van regionale gegevens voor het gebied rond Groningen, aangezien dit gebied meerdere gasvelden heeft en er veel gegevens beschikbaar zijn.

Voor het gasveld van Groningen is de maximale extra bodemdaling na 100 jaar als gevolg van herverdeling van de vloeistofdruk het grootst in het noordwesten van het gasreservoir van Groningen, tussen 9 en 13 cm, en ten westen van het reservoir, tussen 4 en 7 cm. De maximale opheffing is berekend op ongeveer 1 cm boven het zuidelijke deel van het gasreservoir. Er bestaat enige onzekerheid over deze resultaten met betrekking tot de druk in het gasreservoir van Groningen en de omliggende gasvelden en de mate waarin de watervoerende laag verdicht, wat leidt tot de aanbeveling om de bodemdaling te blijven monitoren om de gebruikte modellen te valideren.

Wat betreft het risico van geïnduceerde seismische activiteit, die schade kan veroorzaken aan de bebouwde omgeving aan de oppervlakte, is aangetoond dat reactivering van het type breuken dat eerder de grootste aardbevingen in Groningen heeft veroorzaakt (breuken zonder verschuiving) zeer onwaarschijnlijk is, aangezien hiervoor drukverlagingen nodig zijn die ver afwijken van wat in de watervoerende lagen wordt verwacht. In aquiferzones met zones met een aanzienlijke drukvermindering kan reactivering van andere soorten breuken (breuken die als grenzen voor de aquifers fungeren en breuken met verschuivingen) optreden als gevolg van drukvermindering, zoals bevestigd door eerdere seismische gebeurtenissen in verband met het Groningenveld. Er is aanvullende lokale analyse van de mechanische eigenschappen van breuken nodig in de zuidwestelijke aquifers van het Groningenveld om het seismische risico in verband met specifieke locaties beter te kunnen beoordelen.

Het project heeft verder aangetoond dat lekkage langs putten of geologische paden, die mogelijk een risico voor het drinkwater kunnen vormen, onwaarschijnlijk is voor het Groningen-veld. In het ergste geval van lekkage langs een beschadigde put zou de lekkage nog steeds klein zijn (enkele tonnen per jaar in aquifers en de atmosfeer). Ondiepe gasaccumulaties kunnen een potentieel risico op lekkage vormen, maar komen in het gebied rond Groningen slechts in geringe mate voor. Er is verder monitoring en onderzoek van lokale locaties nodig om een meer definitieve conclusie te kunnen trekken met betrekking tot dit lekkagerisico.

Het project is geëvalueerd door het wetenschappelijk panel van KEM.

KEM-19a PROJECT EVALUATIE

Het KEM-panel is van mening dat alle onderzoeksvragen adequaat zijn behandeld en dat alle deliverables zijn geleverd. Zowel de kwaliteit als de kwantiteit van het werk dat in dit project is verricht, was hoog. De resultaten van dit project en de aanbevelingen zijn nuttig voor de overheid en de regelgevende instanties bij het formuleren van beleid, het informeren van het publiek en bedrijven die betrokken zijn bij ondergrondse productie- of opslagactiviteiten in Nederland. De resultaten van het project vormen een nuttige basis voor het definiëren van lokale risicobeoordelingsstudies en langetermijnmonitoringstrategieën in specifieke regio's, ook met betrekking tot mogelijke interferentie met nieuwe ondergrondse activiteiten.