KEM-24a Effect van handhaving van de reservoirdruk door middel het injecteren van gassen op de seismische risico's in Groningen

Wereldwijd leidt de productie van aardgas uit poreuze reservoirs onder het aardoppervlak tot bodemdaling en geïnduceerde seismische activiteit, veroorzaakt door de verdichting van het uitgeputte reservoir. Vloeistofinjectie tijdens of na de productie is een mogelijke maatregel om de reservoirdruk te beheersen en zo de verdichting van het reservoir te beperken. Deze ingreep kan leiden tot een lager risico op geïnduceerde seismische activiteit in vergelijking met scenario's zonder vloeistofinjectie.

De eerste doelstelling is het onderzoeken en identificeren van de beste methode om het effect van vloeistofinjectie op het verwachte seismische risicoprofiel te modelleren en te kwantificeren. Er zal rekening worden gehouden met twee belangrijke factoren: (1) het gebruik van verschillende injectievloeistoffen (N2, CO2 en water) of een mengsel van aardgas en een geïnjecteerde vloeistof, en (2) verschillende opties voor injectieschema's, waaronder het hergebruik van bestaande productiefaciliteiten.

De tweede doelstelling is het vinden van een betrouwbare methode om mogelijke extra seismische risico's in verband met vloeistofinjectie zelf (aangezien dit lokaal seismische activiteit kan veroorzaken) te beoordelen en te bepalen welke factoren, omstandigheden of injectieconfiguraties en -volumes de kans op seismische activiteit kunnen vergroten en vice versa.

De algemene doelstelling is om te beoordelen of het netto-effect van vloeistofinjectie op het seismische risicoprofiel positief kan zijn en om aanbevelingen te doen om de risicobeperking te optimaliseren tegen minimale injectiekosten.

VOLLEDIG ONDERZOEKSVRAAG

The objectives of this project were twofold: i) to investigate and identify the best method of modelling and quantifying the effect of fluid injection on the expected seismicity risk profile, ii) to find a reliable method to assess possible additional seismic risks associated with fluid injection itself (as it might locally trigger seismicity) and to determine which factors, circumstances or injection configuration and volumes may increase the probability of seismicity and vice versa. Injection fluids to be considered were N2, CO2 and water, or a mixture of natural gas and one of the injected fluids.

The deliverables are presented in three final reports: a report on literature review and input data compilation, a report on numerical modelling of pressure evolution during reservoir depletion and for various injection scenarios, and a report on the effect of fluid injection on seismic hazard. In addition, an umbrella report in two versions, Dutch and English, has been provided. This umbrella report provides a useful summary of the research objectives, methodologies, results, conclusions, and recommendations.

KEM-24a PROJECT A SUMMARY (and in DUTCH)

KEM-24a PROJECT REPORT B (WP0), REPORT C1 (WP1) and REPORT C2 (WP2)

The research team members of Fugro and Dynafrax were knowledgeable and skilled in their research areas and invested time and effort in all work packages. However, not all research questions and modelling tasks could be addressed. The research tools that were originally mentioned in the proposal (namely PFC3D and TOUGH3) for numerical modelling could not be used due to computational costs. As a result, some of the original research questions have been only partially answered or have remained unanswered.

Based on the results of this study, answers to the original research questions can be summarized as follows:

1.       Regarding the overall effect of fluid injection on seismicity no conclusive statement can be made. The fluid injection may be positive during significant production as average depletion and compaction can be stopped. Regarding possible injection scenarios after stopping production, it is concluded that seismic activities will decrease sharply after shut in anyway and injection will not lead to any significant reduction of seismicity.

2.       Regarding possible injection scenarios for pressure maintenance during production, it is not possible to give a definite answer. Injection should be avoided near Loppersum area because of the stress-criticality of Loppersum fault system and near production wells in order to avoid sharp pressure variations.

De KEM-24 is beoordeeld door het wetenschappelijk panel van KEM.

EVALUATIE VAN HET KEM-24a PROJECT

De belangrijkste reden waarom er geen definitieve antwoorden op bovenstaande vragen konden worden gegeven, is dat de belangrijkste code die voor numerieke studies werd gebruikt en de onderliggende aannames daarvan niet helemaal geschikt bleken voor het simuleren van het Groningen-veld. De beste optie voor numerieke modellering zou zijn geweest om de TOUGH3-code te koppelen aan PFC3D, zoals oorspronkelijk gepland, of een alternatieve code met vergelijkbare mogelijkheden of een andere geschikte code. De vraag hoe de seismische module van Groningen voor injectie kan worden aangepast om rekening te houden met drukverhoging of -verlaging, kan daarom niet worden beantwoord.

Aanvullend onderzoek naar dit onderwerp wordt aanbevolen om de oorspronkelijke onderzoeksvragen beter te kunnen beantwoorden.

In november 2022 heeft de minister een brief aan het parlement gestuurd over vervolgactiviteiten op dit gebied.