Ons werk

Eigenschappen koolwaterstofreservoirs

In Nederland hebben 16 van de 125 producerende velden aardbevingen veroorzaakt. Nieuwe wetgeving verplicht exploitanten om systematisch de eigenschappen van alle velden te rapporteren. Door hiermee de correlatie te bepalen tussen reservoir- en productie-eigenschappen en het voorkomen van aardbevingen, hebben we een schatting gemaakt van de kans op seismische activiteit in velden waar dat niet eerder is voorgekomen.

De afgelopen 20 jaar heeft het KNMI heeft ongeveer 350 kleine aardbevingen geregistreerd die zijn veroorzaakt door koolwaterstofwinning, met een kracht oplopend tot 3,5 op de schaal van Richter. Hoewel slechts een paar van deze aardbevingen lichte schade hebben veroorzaakt aan woningen, is er wel veel onrust ontstaan onder de bevolking. Met traditionele probabilistische seismische risicoanalyse (PSHA) kan het risico voor een veld pas worden geschat als er al seismische activiteit is geweest. Om dit probleem te omzeilen hebben we de correlatie bestudeerd tussen de parameters van de reservoir- en productie-eigenschappen en het voorkomen van geïnduceerde seismische activiteit in een koolwaterstofveld. Er zijn drie belangrijke parameters gevonden die een goede correlatie geven met het optreden van aardbevingen: drukdaling, breukdichtheid van het reservoir, en de stijfheidsverhouding tussen deklaag en reservoirgesteente.

Hoofdparameters

Seismische activiteit in noordelijk Nederland is voornamelijk het gevolg van reactivering van gewone breuken op reservoirniveau als gevolg van de verlaging van de poriëndruk in het reservoir. De kritieke drukverlaging is de drukverlaging op het moment van de eerste aardbeving. We weten van het verschil in stijfheid tussen deklaag en reservoirgesteente (Mulders, 2003) dat een stijvere deklaag reactivering versterkt van stijl aflopende normale breuken op reservoirniveau bij trekspanningen. De omstandigheden zijn kenmerkend voor de gasresevoirs in noordelijk Nederland. Een stijvere deklaag veroorzaakt een kleinere hoek tussen de (sub)horizontale hoofdspanning en de neerwaartse richting van het breukvlak, evenals een lichte verhoging van het verschil tussen de grootste en de kleinste hoofdspanning. Bij een grotere verhouding deklaag/reservoir neemt de schuifspanning op het breukvlak toe naarmate het reservoir leger raakt, wat reactivering van de breuk bevordert.

Conclusies

Bij het onderzoek is gekeken naar de mogelijkheid om het optreden van seismiciteit te relateren aan de waarden van enkele dimensieloze parameters. Een zo'n parameter is de stijfheidsratio van overburden en reservoirgesteente, een ander beschrijft de breukdichtheid. Een minimum drukverlaging is aangehouden. Er werd statistisch vastgesteld dat de kritische waarden voor de dimensieloze parameters in de buurt van 1.0 liggen. Zo ontstaan er dan bij twee parameters vier verschillende klassen. Elk van deze klassen geeft een bepaald risico op bevingen.
Met behulp van locale geologische parameters kan vastgesteld worden in welke klasse een nieuwe productielocatie valt en dus hoe de bevingsverwachting is. De definities van kritische grenswaarden moeten via de gebruikte Bayesiaanse methode regelmatig worden geupdate.

Dr. Peter Fokker

Contact

Dr. Peter Fokker

  • geomechanica
  • reservoir engineering
  • data assimilatie
  • bodemdaling
  • geïnduceerde seismiceit
E-mail

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren.