Ministerie van Economische Zaken Directie Energiemarkt T.a.v. de heer P. Jongerius Postbus EC DEN HAAG 2500EC. Geachte heer Jongerius,

Transcriptie

1 Returadres: Pstbus 80015, 3508 TA Utrecht Ministerie van Ecnmische Zaken Directie Energiemarkt T.a.v. de heer P. Jngerius Pstbus EC DEN HAAG 2500EC Princetnlaan CB Utrecht Pstbus TA Utrecht T F infdesk@tn.nl Datum 16 januari 2014 Onze referentie AGE Onderwerp Aanbiedingsbrief rapprt TNO-2013 R11953 Geachte heer Jngerius, Hierbij bieden wij u het rapprt Tetsing van de bdemdalingsprgnses en seismische hazard ten gevlge van gaswinning van het Grningen veld aan (rapprtnummer TNO-2013 R11953, dd. 23 december 2013). Achtergrnd n het rapprt wrden de resultaten beschreven van nderzek, dat is uitgeverd ter ndersteuning van de berdeling van het dr de NAM recent ingediende gewijzigde winningsplan Grningen. Dit nderzek is beschreven in de pdracht van het ministerie van Ecnmische Zaken met kenmerk DGETM-EM / L van 21 juni Cnfrm die pdracht bevat het rapprt een cmbinatie van: ingrid.krn@tn.nl Drkiesnummer Drkiesfax Op pdrachten aan TNO zijn de Algemene Vrwaarden vr pdrachten aan TNO, zals gedepneerd bij de Griffie van de Rechtbank Den Haag en de Kamer van Kphandel Den Haag van tepassing. Deze algemene vrwaarden kunt u tevens vinden p Op verzek zenden wij u deze te. Handelsregisternummer i) een review van de dr de NAM ntwikkelde reservirmdellen p alle vr bdembeweging belangrijke aspecten; ii) cntrleberekeningen p de NAM resultaten m.b.t. bdembeweging, zals beschreven in de Technische Bijlage 1 behrende bij het dr de NAM ingediende gewijzigde winningsplan Grningen; iii) TNO beantwrding van technische vragen van het Staatstezicht p de Mijnen; iv) eigen gemechanisch mdelwerk van TNO. Het TNO rapprt heeft een cmplex, technisch karakter. n deze brief wrdt daarm eerst uitleg gegeven ver de relatie tussen gasprductie en mgelijke schade dr aardbevingen (het seismische risic). Vervlgens wrden de belangrijkste cnclusies en aanbevelingen uit het rapprt krt samengevat en tegelicht (zie de Bijlage vr uitleg van in deze brief gebruikte termen). Het rapprt richt zich in het bijznder p specifieke verschillen in mdelkeuzes en aannames tussen de evaluaties van TNO en NAM. Deze brief plaatst de mening van TNO in een breder perspectief. 1 Wijziging winningsplan Grningen 2013, inclusief technische bijlage. Versie 29 nvember 2013.

2 Datum 16 januari 2014 Van gasprductie naar geïnduceerde seismiciteit Als gevlg van de prductie van aardgas daalt de interne gasdruk in het reservir en wrden de gashudende lagen samengedrukt nder het gewicht van de bvenliggende gesteentelagen. Dit heet cmpactie. De cmpactie uit zich enerzijds in bdemdaling en anderzijds in bevingen, wanneer een deel van de dr cmpactie in het gesteente pgebuwde energie zich ntlaadt via beweging langs een breukvlak. Cmpactie kan dus wrden gezien als de drijvende kracht achter zwel bdemdaling als seismiciteit. De pgetreden cmpactie in het reservir is echter afgezien van metingen in enkele putten niet direct en vr het hele veld meetbaar. Daarm wrdt cmpactie met een mdel berekend en vertaald in berekende bdemdaling, die wrdt geijkt aan gemeten bdemdaling. De daaruit afgeleide relatie tussen histrische gasprductie en cmpactie wrdt gebruikt m de tekmstige tename van de cmpactie zwel in plaats als in tijd te berekenen vr diverse prductiescenari s. Onze referentie AGE Blad 2/6 Dr een aardbeving beweegt de bdem aan het maaiveld met een krtstndige grndversnelling, waardr er krachten wrden uitgeefend p gebuwen en infrastructuur. De maximale waarde van deze grndversnelling is bepalend vr de aard en mvang van schade. Het seismisch risic wrdt bepaald dr de cmbinatie van de kans dat een bepaalde grndversnelling wrdt verschreden (seismische dreiging) en de effecten van die grndversnelling p mgeving en mwnenden. Het TNO Rapprt De NAM ndergrndmdellen zijn zrgvuldig geëvalueerd p de aspecten die TNO belangrijk acht vr bepaling van de seismische dreiging. TNO nderschrijft de generieke aanpak in het NAM-nderzek met betrekking tt de statische, dynamische, gemechanische en seismlgische mdellen. De statische en dynamische mdellen van de NAM zijn ver het geheel genmen van hge kwaliteit. Daarm zijn deze als uitgangspunt genmen vr het TNO nderzek. Bij de berekeningen van de gemechanische en seismlgische mdellen wrden deels alternatieve methdieken, mdelkeuzes en aannames vr parameters tegepast. TNO heeft verschillende prductiescenari s drgerekend vr cmpactie. Hierbij is gekzen vr een cnstante prductie (van 30 bcm/jaar) en veranderingen in de manier van winning van het Grningen veld. De keuze vr de prductiescenari s zijn bepaald in verleg met het Staatstezicht p de Mijnen.

3 Datum 16 januari 2014 Belangrijkste cnclusies en aanbevelingen 1. Cmpactie en bdemdaling Het dr TNO gebruikte cmpactiemdel geeft als maximum bdemdaling 39 cm in 2025; 45 cm in 2050; en 47 cm in De berekende diepte en vrm van de ng te verwachten bdemdaling kmen vereen met de NAM prgnses binnen de futenmarge van de ijking aan reeds waargenmen bdemdaling. Het dr de NAM gebruikte cmpactiemdel wrdt gekenmerkt dr een tijdvertraging, waardr p krte termijn nauwelijks variatie in cmpactie vr verschillende prductiescenari s ntstaat. Dr TNO ntwikkelde alternatieve mdellen laten een respnse zien, die wrdt bepaald dr het temp van de drukveranderingen. Onze referentie AGE Blad 3/6 De berekening van de cmpactie en daarmee de bdemdaling kan sterk wrden verbeterd dr p krte termijn: uitgebreider meetnet vr bdemdaling en meer nauwkeurige metingen verbeterde mdellering van de reservirprsiteit verbetering van het aquifermdel en p lange termijn: verbetering van de cmpactiemdellering 2. Seismische dreiging n het geval dat de gasprductie cnfrm de marktvraag plaatsvindt, wrdt de seismische dreiging, vlgens de TNO analyse, bven het Grningen veld vr de kmende 10 jaar vral bepaald dr bevingen met een magnitude van 4,0 tt 5,0 p de schaal van Richter. De berekening van de seismische dreiging vr de peride na de kmende 3 tt 5 jaar wrdt gekenmerkt dr een zeer grte bandbreedte van mgelijke uitkmsten. Deze bandbreedte kan wrden gereduceerd, naast bvengenemde aanbevelingen, dr aanvullende studies naar de partitiecëfficiënt. Het verdient daarnaast aanbeveling m de huidige methden uit te breiden dr de al pgetreden cmpactie en bevingen mee te nemen in de bepaling van de seismische dreiging. Daarnaast is k het meenemen van breuken in het mdel van grt belang. 3. Ruimtelijke verdeling van de seismische dreiging Het is p basis van de dr TNO gemaakte evaluaties en berekeningen in het rapprt aannemelijk dat reductie van de gaswinning uit de prductieclusters nabij Lppersum zal leiden tt een verandering van de verdeling van de seismische dreiging tussen de verschillende deelgebieden bven het veld. Deze ruimtelijke verdeling is van significant belang vr de bepaling van het seismische risic en de beheersing daarvan.

4 De berekening van de ruimtelijke verdeling van de seismische dreiging kan sterk wrden verbeterd dr: het bepalen van lcatieafhankelijke seismische dreiging het verbeteren van de cmpactiemdellering driedimensinale gemechanische mdellering Datum 16 januari 2014 Onze referentie AGE Blad 4/6 4. Reductie seismische dreiging Tijdelijke reductie van de seismische dreiging is mgelijk dr een andere verdeling van gaswinning in het Grningen veld. Het betreft in het bijznder significante reductie van de prductie uit de vijf prductieclusters nabij het Lppersumgebied in cmbinatie met deels vervangende prductie uit het zuidelijk deel van het Grningen veld. n het kader van delmatige winning bevelen we aan m p krte termijn de verdeling van de prductie te ptimaliseren binnen acceptabele grenzen vr de seismische dreiging bven het Grningen veld. Het verdient tevens aanbeveling m aanvullende studies te verrichten naar: de partitiecëfficiënt de lange termijneffecten van aanpassing van de manier van winning ten einde de nzekerheden vr langere termijn vrspellingen te reduceren. Hgachtend, Dr..C. Krn Hfd Adviesgrep Ecnmische Zaken

5 BJLAGE: TOELCHTNG TERMNOLOGE Bdembeweging: De beweging van de bdem aan het ppervlak (dr cmpactie f dr een aardbeving p diepte) Bdemdaling: Daling van het maaiveld uitgedrukt in (centi-)meters ten gevlge van cmpactie van gesteenten in de ndergrnd. Datum 16 januari 2014 Onze referentie AGE Blad 5/6 Cmpactie: Samendrukking van ndergrndse lagen nder het gewicht van de bvenliggende gesteentelagen, bv. dr het afnemen van interne gasdruk dr gasprductie. Dynamisch mdel: Mdel vr de strming en drukverdeling van gas binnen het reservir Empirisch: Letterlijke betekenis: prefndervindelijk. Een empirisch resultaat is een nderzeksresultaat dat is verkregen dr het vergelijken van de drijvende kracht van een prces met de waargenmen respns, znder dat (ndzakelijkerwijs) de fysische relatie tussen die drijvende kracht en de respnse is verklaard en begrepen. Extraplatie van langs empirische weg verkregen resultaten is alleen tegestaan nder de aanname dat het nderzchte systeem zich in andere mstandigheden (bv. in de tekmst, f p andere ruimtelijk schaal) net z zal gedragen als in de huidige situatie. Znder die teveging heeft een extraplatie geen waarde. Gemechanisch mdel: Mdel van het mechanisch gedrag van het reservir nder variërende spanningscndities. Partitiecëfficiënt: Empirisch bepaalde fractie van de in ndergrnd dr cmpactie pgeslagen energie die als seismische energie vrijkmt. Een waarde van 1 betekent dat alle in de ndergrnd pgebuwde energie (uiteindelijk) vrijkmt middels één f meerdere bevingen; een waarde van 0,001 betekent dat slechts 0.1% ervan vrijkmt als seismische energie. Magnitude (Richter schaal): De kracht van de aardbeving in de ndergrnd, in het kader van deze nderzeken meestal uitgedrukt middels een bepaalde waarde p de schaal van Richter. Seismiciteit: Het ptreden van (aard)bevingen. Seismische dreiging ( seismic hazard ): n statistische analyses wrdt de seismische dreiging meestal gedefinieerd als de kans dat een bepaalde waarde van grndversnelling wrdt verschreden (binnen een bepaalde peride, bv. 1, 10 f 50 jaar). Seismisch risic: De kans p dr aardbevingen verrzaakte schade (aan mensen, gebuwen, infrastructuur,

6 prductie). Risic wrdt in het algemeen bepaald dr de cmbinatie van de kans dat iets gebeurt en de ptentiële effecten daarvan. n die zin is seismisch risic de cmbinatie van de seismische dreiging en de ptentiële effecten. Seismlgisch mdel: n dit rapprt: een mdel dat cmpactie vertaalt in grndversnellingen. Datum 16 januari 2014 Onze referentie AGE Blad 6/6 Schade: Het effect van bdembewegingen p mensen, gebuwen, infrastructuur, prductie etc. Statisch mdel: Gelgisch reservir mdel inclusief de breuken.

7 innvatin fr life TNO-rapprt TNO 2013 Rl l953 l Eindrapprt Tetsing van de bdemdalingsprgnses en seismische hazard ten gevlge van gasw nn ng van het Grningen veld Energie Princetnlaan CB Utrecht Pstbus TA Utrecht T F infdesk@tn.nl Datum 23 december 2013 Auteur(s) Aantal pag na's Aantal bijlagen Opdrachtgever Prjectnaam Prjectnummer 211 (incl. bijlagen) 5 M nisterie van Ecnm sche Zaken Advisering winningsplan Grningen U01 02 Alle rechten vrbehuden. Niets uit deze uitgave mag wrden vermenigvuldigd erì/f penbaar gemaakt dr middel van druk, ft-kpie, m crfilm f p welke andere wijze dan k, znder vrafgaande testemming van TNO. lndien dit rapprt in pdracht vì,erd uitgebracht, wrdt vr de rechten en verplichtingen van pdrachtgever en pdrachtnemer verwezen naar de Algemene VMaarden vr pdrachten aan TNO, dan u el de betreffende tezake tussen de partijen geslten vereenkmst. Het ter inzage geven van het TNO-rapprt aan direct belang-hebbenden is tegestaan TNO

8 Managementuittreksel Titel : Auteu(s): Tetsing van de bdemdalingsprgnses en seismische hazard ten qevlqe van qaswinninq van het Grninqen veld Datum : Rapprtnr. 23 december 2013 TNO 2013 R11953 Delen achtergrnd De NAM heeft een geactualiseerd winningsplan vr het Grningen gasveld ter instemming ingediend bij de Minister ( ). EZ heeft TNO-AGE gevraagd m in vrbereiding p advies ver het winningsplan nderzek te verrichten, waarver hier wrdt gerapprteerd. De mdellen en studies van de NAM ten aanzien van de verwachte bdemdaling en de seismische hazard zijn geëvalueerd aan de hand van eigen, nafhankelijke cntrleberekeningen. De dr de NAM beschikbaar gestelde dcumentatie, alsmede de statische en dynamische reservirmdellen dienen als input. ln deze samenvatting vlgt een vezicht van de belangrijkste bevindingen. Algemene cnclusie Het ptreden van ruimtelijke differentiatie in de seismische hazard tussen verschillende prductiescenari's is een belangrijke buwsteen/uitgangspunt vr de berdeling van het winningsplan Grningen. De resultaten van de TNO-AGE cntrleberekeningen laten ruimtelijk differentiatie in de seismische hazard zien tussen de verschillende prductiescenari's. De NAM nderkent geen ruimtelijke differentiatie in het Grningen veld p basis van haar methden en nderzeken. Dit verschil in inzicht vleit vrt uit verschillen in de vlgende aannames en uitgangspunten: het cmpactiemdel, de partitiecëfficiënt en de berekening van het seismische hazard. Seismische hazard Dr binnen de berekeningen identieke aannames te hanteren vr nzekere parameters kunnen uitspraken wrden gedaan ver de relatieve verschillen in seismische hazard tussen de verschillende prductiescenari's en prductiefilsfleën. De seismische hazard is gevelig vr nzekerheden in de partitiecëfficiënt, het deel van het reservirmment dat wrdt mgezet in seismisch mment (bevingen), en de berekende cmpactie. Hierdr is het lastig uitspraken te den mtrent het abslute niveau van seismische hazard. Met de geanalyseerde alternatieve prductie(beperkings)scenari's waarbij de jaarprductie wrdt verlaagd tt 30 bcm/jaar, 20 bcmliaar en 10 bcm/jaar, zal de ttale seismische hazard ver het veld binnen een gegeven tijdsperide verminderen. Alternatieve prductiefilsfieën, waarbij de prductie uit de putten in het nrdelijke Lppersumgebied wrdt stpgezet en (deels) wrdt gecmpenseerd dr een hgere prductie in het zuidelijke deel van het veld, resulteren in een significante reductie van de cmpactie met 2-3 cm ver een peride van 5 jaar in het gebied van maximale cmpactie.

9 TNO-AGE cnstateert dat differentiatie van seismische hazard ver het veld mgelijk is. Het gebruik van een expnentiële relatie (zals p dit mment wrdt gebserveerd) tussen partitiecëfficiënt en cumulatieve cmpactie leidt tt een lagere seismische hazard in het zuidelijke deelvan het Grningen veld ten pzichte van de verige delen van het veld. Bij andere relaties is geen differentiatie van de seismische hazard mgelijk. De dr NAM gehanteerde methde kan niet differentiëren tussen de verschillende prductiefilsfieën vr wat betreft de seismische hazard. Dit kmt deels dr de tijdsvertraging in de cmpactieberekening, waardr geen veranderingen zichtbaar zijn binnen 3 tt 5 jaar. Daarnaast zijn de gemdelleerde bevingen lcatienafhankelijk. Hierdr wrdt de seismische hazard uitgesmeerd ver het gehele Grningen veld. Maximale magnitude Waarnemingen in de verige Nederlandse gasvelden geven een waarschijnlijke bvengrens van de partitiecëfficient van 1% (waarde 0,01). D t is ruimschts lager dan de partitiecëfficient van 100% (waarde 1), ndig m een (theretische) beving van magnitude 6,0 p de schaal van Richter te verrzaken. De kans hierp is verwaarlsbaar. Het betreft een theretisch absluut maximum, waarbijwrdt aangenmen dat het ttale reservirmment in één beving vrijkmt als seismisch mment. Een belangrijk deel van het reservirmment is alvrijgekmen als seismisch mment tijdens eerdere bevingen, een deel is als bdemdaling gerealiseerd en een deel bevindt zich p te grte afstand ten pzichte van de grtere breuken.

10 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 4t211 Samenvatting ln dit rapprt zijn cntrleberekeningen uitgeverd p de bdemdaling en de seismische hazard ter vrbereiding p het advies ver de wijziging van het winningsplan Grningen p verzek van EZ en zals beschreven in de fferte van april2013.ln deze rapprtage wrden de resultaten van de technische deelactiviteiten beschreven: gelgisch mdel (Hfdstuk 2), reservir dynamisch mdel (Hfdstuk 3), cmpactiemdel/bdemdaling (Hfdstuk 4 en 5), breukenmdel en seismiciteit (Hfdstuk 6), alternatieve prductiescenari's en effect p seismiciteit (Hfdstuk 7) en vrbereiding advisering geactualiseerd winningsplan Grningen (Hfdstuk 2 tt en met 8) Ten beheve van de cntrleberekeningen vr cmpactie en bdemdaling heeft de NAM een statisch reservirmdel (Petrel) en een dynamisch reservirmdel (MRes) beschikbaar gesteld aan TNO-AGE. Uit de berdeling van de kritische punten vr de cmpactiemdellering kmt naar vren dat de berekende prsiteiten in het statische reservirmdel van grte invled zijn p de bdemdaling en daarmee k p de seismische hazard. TNO-AGE cnstateert discrepanties tussen de gebserveerde bdemdaling en de, p basis van de gemdelleerde prsiteit berekende bdemdaling. Omdat de NAM geen inzicht geeft in de nzekerheidsbandbreedte van de gemdelleerde prsiteit, is het nu niet mgelijk m na te gaan in heverre de gecnstateerde discrepanties hiermee verklaard kunnen wrden. Uit een analyse van de nzekerheidsbandbreedte dr TNO-AGE blijkt wel dat dit een mgelijke verklaring is vr een deel van de gebieden met gecnstateerde discrepanties. TNO-AGE is verder van mening dat de nzekerheidsbandbreedte van de geschatte prsiteit verder kan wrden gereduceerd dr aanvullende gelgische en gefysische sturing mee te nemen bijde mdellering. Naast het prsiteitsmdelvrmen de aan het Grningen veld verbnden aquifers een belangrijke cmpnent binnen de cntrleberekeningen. Deze aquifers zijn met name bepalend vr de verwachte extensie van bdemdaling tt (ver) buiten de grenzen van het veld. Dit is met name een aandachtspunt vr het Waddengebied. Omdat het Grningen mdel van de NAM hier een analytische (niet fysiek gemdelleerde) aquifer aanneemt en dit gebied tevens gekenmerkt wrdt dr een gebrek aan metingen van zwel bdemdaling als drukdaling, is de in deze studie berekende bdemdaling vr dit gebied niet betruwbaar. Hetzelfde geldt mgelijk vr andere gebieden die aan het Grningen veld grenzen. De verschillende dr NAM beschuwde dynamische mdellen met sterke en zwakke aquifers resulteren vr het tijdstip eind 2012 in een nderling verschil in bdemdaling dat kan plpen tt 16 cm ten nrdwesten van het Grningen veld. Dit verschil strekt zich uit tt het Lppersum gebied met afwijkingen tt 5 cm per eind Het dynamische mdel dat de NAM gebruikt vr de wijziging van het winningsplan Grningen (NAM 2013d) gaat uit van sterke aquifers en geeft daardr geen gede fit met gemeten drukken en gas-water niveaus in het nrdwesten van het veld. De bruikbaarheid van vrspellingen in het nrdwestelijke deel van het veld zijn hiermee discutabel.

11 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 5t211 ln de cntrleberekeningen zijn, naast de 40 bcmliaar en 30 bcm/jaar prductie(beperking)scenari's van de NAM (NAM, 2013b) k alternatieve prductie(beperking)scenari's van 20 bcmliaar en 10 bcm/jaar pgenmen. De resultaten in termen van cumulatieve cmpactie van de 20 bcmliaar en 10 bcm/jaar scenari's liggen, zals te verwachten was, tussen het stp scenari en het 30 bcm/jaar scenari in. Bij deze scenari's wrdt het seismische hazard verminderd maar strekt zich wel ver langere tijd uit. De prductie uit het Grningen veld zu bij deze scenari's tt na 2080 drlpen. Naast prductieverlaging zijn k alternatieve prductiefilsfieën geëvalueerd. NAM (NAM, 2013b) intrduceert hiervr een scenari waarbij de prductie in het gebied rnd Lppersum wrdt verlaagd en in het zuiden wrdt verhgd. TNO-AGE heeft aanvullend gekeken naar prductie filsfieën die bestaan uit 1) het evenredig terugdraaien van prductie, 2) het stppen van prductie in het nrden (Lppersum gebied) als de druk bij de put nder de 80 bar kmt en 3) een algehele stp van prductie in het nrden van het veld (Lppersum gebied) vanaf 1 januari De scenari's waarbij de prductie uit putten rndm Lppersum wrdt stpgezet, resulteren in een significant lagere cumulatieve cmpactie ver de kmende 5 jaar ten pzichte van het marktvraag prductiescenari (circa 2'3 cm minder p de lcaties van maximale cmpactie). De drukdaling in het Lppersum gebied vindt dan veel geleidelijker plaats aangezien een drukpuls in het zuiden van het veld er p dit mment 3-5 jaar ver det vrdat deze het nrden van het veld bereikt. Naast het bilineaire cmpactiemdel en het tijdvertragingsmdel (Time-Decay) van NAM (basis mdel) zijn k het Rate Type Cmpactie Mdel (RTCM) en het istachen cmpactiemdel nader bestudeerd. Het RTCM mdel geeft de beste fìt aan de gebserveerde bdemdaling waarbij 78/ vàn de peilmerken binnen twee standaard deviaties uitkmt. Op basis van dit mdel wrdt in2025 een maximale bdemdaling van 39,2 cm vrspeld, in ,3 cm en in ,7 cm. De cnturen van de ng te verwachten bdemdaling ( ) in de TNO-AGE analyse en de NAM analyse kmen vereen met een maximum van 17 cm in het diepste punt. Het Time-Decay mdel van de NAM verschat de bdemdaling aan de randen van de dalingskm waardr hier sprake is van een lkale verschatting van de seismisch hazard. Het maximale verschil in ttaal cmpactievlume tussen de verschillende prductiescenari's vr het RTCM cmpactiemdel lpt p tt 30 miljen mt in 2023, terwijl deze verschillen vlgens het Time-Decay mdel in 2023 slechts 17 miljen mt bedragen. Dit wrdt verzaakt dr de tijdsvertraging van 7,3 jaar (NAM 2013d) die is aangenmen in het Time-Decay mdel. Het effect van prductieveranderingen per zalvlgens dit mdel pas ged merkbaar wrden in ln tegenstelling tt het Time-Decay mdel heeft het RTCM en het lineaire istachenmdeltwee cmpnenten: een elastisch (instantane reactie) cmpnent en een kruip (niet instantane) cmpnent. Deze laatste cmpnent is bepalend vr de vertraging in het mdel. Vr het marktvraag prductiescenari zijn de laterale verschillen tussen het RTCM en Time-Decay mdel klein (tt 1,5 cm). De verschillen in cmpactievlume vr de verschillende prductiefilsfieën lpen p tt 4,5 miljen mt in De laterale verschillen tussen de verschillende prductie fllsfieën nderling z'ljn wel significant. Het scenari waarbij de prductie wrdt verlaagd naar 30 bcm/jaar en de prductie uit de putten rndm Lppersum per wrdt gestpt (30 bcm A4 scenari) geeft een reductie van 31/ van de

12 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 6 t2',t1 cmpactie t..v. het 30 bcm scenari znder alternatieve prductie filsfie (ftewel handhaving van prductie bij Lppersum). Het seismisch risic wrdt gegeven dr de seismisch hazard vermenigvuldigd met de gevlgen. De gevlgen bestaan uit schade aan gebuwen, infrastructuur en verstrmingsrisic's. Uit de seismische hazard berekeningen blijkt vral dat de zg. partitiecëfficiënt een belangrijke rl speelt. Deze cëfficiënt bepaalt welk gedeelte van de cmpactie-energie weer vrij kan kmen als seismische energie in de vrm van bevingen. Verder vlgt uit de relatie tussen de partitiecëfflciënt en de cmpactie de ttale heveelheid seismische energie die vrij kan kmen bij een bepaald niveau van cmpactie. Bij een expnentiele relatie vr de partitiecëfficiênt zal deze ng zdanig laag zijn dat het zuidsten van het Grningen veld een kleinere seismische hazard heeft dan het midden en nrden van het veld. Bij hgere waarden vr de partitiecëfficiënt, zals deze vlgen uit bijvrbeeld de 95% betruwbaarheidsgrens relatie f een aangenmen cnstante waarde vr die cefficiënt van 10-3, is variatie van de seismische hazard ver het veld niet aanwezig. Belangrijker ng is dat deze methde niet geschikt is vr de differentiatie tussen verschillende prductiefilsfieën. Dit wrdt verrzaakt dr 1) de tijdsvertraging van het basis cmpactiemdel van NAM van 7,3 jaar waardr geen veranderingen zichtbaar zijn binnen perides van 3-5 jaar en 2) de ntkppeling tussen magnitudes en lcaties van bevingen waardr grtere bevingen veral in het veld kunnen plaatsvinden (dus k in gebieden met lage cmpactie). Dit laatste zalde seismische hazard ver het gehele veld uitsmeren waardr verschillen in cmpactie bij verschillende prductiefilsfieën geen rl spelen. Verder wrdt het reservirmment dat ng niet is vrijgekmen als seismisch mment in eerdere jaren, beperkt meegenmen. Hierdr zijn grtere magnitudes dan berekend vr het specifieke interval (in dit geval de kmende 10 jaar), niet uit te sluiten. Binnen de methde van NAM (2013a,b) is de reservircmpactie sterk bepalend vr de seismisch hazard aangezien er een directe relatie tussen beide parameters wrdt aangenmen. AlhewelTNO-AGE van mening is dat deze aanname ver het algemeen geldig is, zijn er wel kanttekeningen te plaatsen ver het ptreden van seismiciteit bij (kritische) breuken. Vlgens de gemechanische mdellering speelt differentiële cmpactie ver de breuk een veel belangrijkere rl dan ttale cmpactie die NAM gebruikt in haar methdiek. De differentiële cmpactie zal p zich wel schalen met de ttale cmpactie (grtere ttale cmpactie geeft grtere differentiële cmpactie) maar geeft binnen een afstand van 2 km tt de breuk een veel kleiner vlume waarin veranderingen in cmpactie kunnen leiden tt spanningsveranderingen p de breuk. Uit de dr TNO-AGE uitgeverde 2-D gemechanische mdellering vlgen aanwijzingen dat de partitiecëfficiënt en de daaraan gerelateerde nzekerheidsbandbreedte mgelijk lager zijn dan dr de NAM berekend. Hier kunnen echter ng geen cnclusies aan wrden verbnden nder andere mdat het niet mgelijk is m met de statische mdellen het frictiegedrag van de breuk tijdens een aardbeving te simuleren. Waarnemingen in de verige Nederlandse gasvelden hebben tt nu te een gemeten maximum waarde pgeleverd vr de partitiecëfficiënt van 1% (waarde 0,01). Dit is ruimschts lager dan de partitiecêfficiënt van 100% (waarde 1) die ndig is m een beving van magnitude 6,0 p de schaal van Richter te verklaren.

13 TNO-rapprt TNO 2013 R11953 Eindrapprt 7t211 Samenvattend is het seismisch hazard heel gevelig vr een aantal nzekerheden en keuzes in de bepaling van de cmpactie en het seismische hazard. Vrbeelden van nzekerheden zijn de partitiecëfficiënt, het prsiteitsmdel, en de invled van aquifers die aan het reservirmdelzijn gekppeld. Daarnaast spelen verschillende keuzes ng een belangrijke rl zals het cmpactiemdel en het prductiescenari. Aangezien seismische haza d direct gerelateerd is aan cmpactie kunnen verschillen tussen cmpactiescenari's wrden vergeleken vr de verschillende prductiefilsfieën. Hierbij wrdt in het scenari waarbij de prductie wrdt verlaagd naar 30 bcm/jaar en de prductie uit de putten rndm Lppersum per wrdt gestpt (30 bcm A4 scenari) een reductie van31/ in cmpactie gecnstateerd t..v. het 30 bcm scenari znder alternatieve prductie filsfie (ftewel handhaving van prductie bij Lppersum). De dr de NAM gebruikte methde is niet geschikt vr differentiatie tussen de effecten van verschillende prductiefilsfieën (uit welke delen van het veld wrdt geprduceerd).

14 TNO-rapprt TNO 2013 R11953 Eindrapprt lnhudspgave Managementuittreksel Samenvatting lnleiding...l Statisch mdef...21 lntrductie statisch mde Beschikbaar materiaal...23 Breukenmdel Stratigrafie en mdelarchitectuur Prsiteitsmdel Cnclusies en aanbevelingen Dynamisch mdelvan de NAM Evaluatie van het dynamisch mdel m.b.t. cmpactie en bdemda ing...49 Onzekerheidsanalyse dynamisch mdel m.b.t. mdelleren van cmpactie Dynamische scenari's Samenvatting en cnc1usies Bdemdalingsmetingen...66 Differentiestaat NAM Analyse vr stabiele peilmerken Cnclusies en aanbevelingen Gmpactie mdellering...71 lnleiding...71 Cnstitutieve mdellen vr cmpactie lnverparameters en gedrag van de cmpactiemdellen...77 Berekening van de cmpactie en bdemdaling Bdemdalingsprgnses vr 2025,2050 en Cmpactie scenari's Discussie en cnclusie Gemechanische mdellering lntrductie Maximale magnitudes afgeleid uit gemetrie van breuken in het Grningen gasveld Ruimtelijke analyse van geïnduceerde seismiciteit D gemechanische mdellering Cnclusies en aanbevelingen Seismische hazard analyse Methdiek Geveligheid seismische hazard analyse Partitiecëfficiënt Seismisch hazard naar seismisch risic Cnclusies en aanbevelingen

15 TNO-rapprt TNO 2013 R11953 Eindrapprt 8 8.'l Discussie en Cnclus es seismische hazard Mdellen Gwlgen vr bôdembeweging (winningsplan) '158, l

16 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt Lijst van f guren Figuur 2.1 Dieptekaart van tp reservir (Tp Rtliegend) en de psitie van de breuken in n"t f mdel. Het Grningen veld is rd begrensd en het studiegebied in blauw. Putlcaties zijn weergegeven met zwarte cirkels (prductieclusters wrden gerepresenteerd dr één putnaam). 22 Figuur2.2StructureleelementenindeGrningenregi( Figuur 2.3 Drsnede p 3020 m diepte van het Ant Tracking vlume (R2296_07Ant_Tracking) van NAM Figuur 2.4 Drsnede p 3020 m diepte van het Ant Tracking vlume van NAM (R2296_07Ant_Tracking), met weergave van de dr NAM gemdelleerde breuken Figuur 2.5 Tp Rtliegend dieptekaart met de gemdelleerde breuken (zwart) en de additinele breuken (wit) Figuur 2.6 Tp Rtliegend dieptekaart met de gemdelleerde breuken (zwart) en de additinele breuken (wit), waarp de seismiciteit, geregistreerd dr het KNM, is weer9e9even Figuur 2.7 Drsnede NW-ZO tnt het stratigrafische mdel van het Rtliegend ver de Grningen regi (, figuur 5 2) Figuur 2.8 Reservirzne verdeling dr NAM, vlgens het (p l::fjl::i:,ii:,:i:::ilffi ït"ìryïi":j;':-'t'i, Frguur z.v Laag aetrnrres van ner mqer, mer areen vgr qe LÐù. r.res zne de nlap cnfiguratie ('fllw tp') Figuur 2.10 Nrd-Zuid drsnede dr het prsiteitsgrid en stratigrafie in het mdel (geplat p R-T). LSS-1.3-T (paars) tnt de nlap cnfiguratie p het Carbn. De verige hrizns zijn vlgens het'wedge'- mdel gemdelleerd. De rde stippellijn geeft de Grningen veldgrens weer..32 Figuur 2.11 Seismische drsnede die de tnt van de Ameland lithstratigrafische zne p het Carbn ( seismische interpretatie "Ameland event with nlap against Tp_DC" Figuur 212 Seismische drsnede van het Grningen veld, afgeplat f RO_T (gele lijn). De nlap van de Ameland kleisteen is weergegeven in gren. De -.Erlijkteenverschiltussenhetputniveau..RCLA-HST,,ende rze lijn geeft de tp van het Carbn aan (Saalien uncnfrmity) (Figuur 8b uit Grötsch et al.,2010) Figuur 2.13 Stratigrafisch mdelvr alle Lwer Slchteren en Ameland kleisteen znes (LSS.1.res Um LSS.2.het) vlgens NAM en TNO-AGE Figuur 214 Prsiteit trendkaart vr USS2res zne met daarp de utlines van de facies-indeling van NAM (data dr TNO gedigitaliseerd Figuur 2.15 Vrbeeld van een prsiteit trendkaart vr de USS.2.res zne met het Grningen veld rd mlijnd. Gebruikte putlcaties vr het maken van de trendkaarten zijn weergegeven als zwarte punten. De zeer lage prsiteit in het westelijk deel van het veld (bij Bedum) is een vrbeeld van een lkaal minimum waarbij de prsiteit in het centrum zelfs lager is dan de prsiteit in de dichtstbijzijnde putten

17 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt Figuur 2.16 Visualisatie van mgelijke ver- en nderschatting die kan ptreden bij interplatie....'...'39 Figuur 2.17 Semivarigram vr putdata gebruikt vr de trendmap vr de middelste Upper Slchteren reservir zne (USS2.res) ' Figuur 2.18 Prsiteit trendkaart vr de USS.2.res zne berekend dr NAM. Zwarte ruiten geven de putten weer. De rd-wit-blauwe cirkels geven het verschiltussen berekende en gebserveerde bdemdaling aan (rd = meer bdemdaling berekend dan gebserveerd)...' ".""42 Figuur 2.19 Gemiddelde trendkaart vr USS.2.res p basis van 50 realisaties berekend dr TNO....'43 Figuur 2.20 Standaarddeviatie van de dr TNO gemaakte trendmap van de USS.2.res zne. De cirkels geven het verschil in berekende en gebserveerde bdemdaling weer (blauw= meer bdemdaling gebserveerd dan berekend)' 44 Figuur 2.21 Prsiteitsgrid van de LSS2.res zne met de psitie van de nlap van de LSS zne (wit) p het Carbn...'...45 Figuur 2.22 Prsiteitsgrid van de USS.res zne met de psitie van de nlap van de Ameland kleisteen (LSS 2.4-T) (grijs) p het Carbn...'.'..."..46 Figuur 3.1 Overzicht van de aquifers rndm het Grningen veld. ln wit is aangegeven aan welke randen analyt sche aquifers gedefinieerd zijn Figuur 3.2 Gesimuleerde en gemeten veranderingen in het gas-water cntact in SDM-1, en ZRP-1..'...50 Figuur 3.3 Gesimuleerde en gemeten veranderingen in het gas-water cntact in DP-1...'...'.51 Figuur 3.4 Histry match van de druk in bservatieput USQ-01 met gemeten en gesimuleerde drukken. "'..'54 Figuur 3.5 Ontwikkeling van de druk in SDM-1 tt 2080 vr een zwakke en een sterke aquifer Figuur 3.6 Ontwikkeling van de druk in ZRP-1tt 2080 vr een zwakke en een sterke aquifer....'56 Figuur 3.7 Overzicht van de druk p in laag 4 vr het scenari met een sterke (links) en een zulakke aquifer (rechts) "".."""57 Figuur 3.8 Ost-west dwarsdrsnede ter hgte van SDM-1 en ZRP-1 van de druk p zals k dr NAM gegeven van de sterke aquifer (links) en de zwakke aquifer (rechts)..'...58 Figuur 3.9 Nrd-zuid dwarsdrsnede dr SDM-1 in de nrdelijke helft van het mdel van het scenari met de sterke aqufier (links) en de zwakke aquifer (rechts). De getnde variabele is druk p De blauwe lijn geeft de psitie van de st-west dwarsdrsnede in Figuur ' "'58 Figuur 3.10 Overzicht van de jaarlijkse prductie vr alle gerunde scenari's Figuur 3.11 Druk in het grid blk van het eerste interval van put SDM-1 vr 6 scenari's met afnemende maximum jaarlijkse prductie. '...'...61 Figuur 3.12 Druk in het grid blk van het eerste intervalvan put ZND-'10 vr 6 scenari's met afnemende maximum jaarlijkse prductie....'...61 Figuur 3.13 Druk in het grid blk van het eerste interval van put ZVN-10 vr 6 scenari's met afnemende maximum jaarlijkse prductie "...'62 Figuur 3.14 Druk in het grid blk van het eerste interval van bservatie put SDM-1 vr 6 scenari's met vaste jaarlijkse maximum prductie van 30 bcm en verschillende prductie strategiën (zie Tabel 3 2).'

18 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 12 t 2',t1 Figuur 3.15 Druk in het grid blk van het eerste interval van put ZND-10 vr 6 scenari's met vaste jaarlijkse maximum prductie van 30 bcm en verschillende prductie strategiën (zie Tabel 3 2) Figuur 3.16 Druk in het grid blk van het eerste intervalvan put ZVN-10 vr 6 scenari's met vaste jaarlijkse maximum prductie van 30 bcm en verschillende prductie strategiën (zie Tabel3 2)...63 Figuur 4.1 Bdemdalingsmetingen beschikbaar in de differentiestaat. Links: primaire meetcampagne van de peilmerken in 2008, rechts: nsar metingen vr 16 december Figuur 4.2. lllustratie van de Student's t-test Figuur 4.3 Peilmerken in de prvincie Grningen. Rd zijn nstabiele peilmerken met een 99% betruwbaarheidslimiet Figuur 5.1 Gemechanisch mdelinstrumentarium, met in lichtblauw de inver en uitver Figuur 5.2 Vrbeeld van een berekening met het gelineariseerde istachenmdel. ln gren weergegeven zijn de istachen, de bvenste grene lijn heeft belastingsnelheid 1000 barljaar en de nderste lijn 1 bar/jaar. De blauwe lijn geeft het resultaat van het mdel weer vr de pgelegde belasting Figuur 5.3 Vrbeeld van een berekening met het RTCM mdel. ln gren weergegeven zijn de istachen, de bvenste grene lijn heeft belastingsnelheid 1000 barljaar en de nderste lijn 'l barljaar. De blauwe lijn geeft het resultaat van het mdel weer vr de pgelegde belasting. Deze belasting is tussen 200 en 220 bar 1 barljaar, en dan tt 320 bar 10 bar/jaar en dan tt 500 bar 1000 bar/jaar. Bij 500 bar vindt een peride van 1 jaar lang kruip plaats, waarna met 100 barljaar drbelastwrdttt600 bar...80 Figuur 5.4 Vrbeeld van een berekening met het Time-Decay mdel. ln gren weergegeven zijn de istachen, de bvenste grene lijn heeft belastingsnelheid 20 barljaar en de nderste lijn 0,01 bar/jaar. De blauwe lijn geeft het resultaat van het mdel weer vr de pgelegde be asting...81 Figuur 5.5 Simulatie met het RTCM mdel, gelineariseerde istachenmdel en Time-Decay mdel vr een cnstante prductiesnelheid van 5 bar/jaar en cnstant blijvende belasting vanaf 60 jaar (kruip). Mdelparameters zijn in elkaar mgerekend vr de 5 barljaar istach met de methde beschreven in Pruiksma et al. (2013) Figuur 5.6 Prsiteits afhankelijkheid van de cmpactiecëfficiênt. De blauwe markers zijn alle beschikbare kernmetingen. De grene lijn is de derdegraads plynm trendlijn dr alle kernmetingen (vergelijking 4), en de rde lijn is de beste fit dr de kernmetingen in het Gninger Rtliegend (vergelijking 5) Figuur 5.7 Prsiteitsverdeling in het Grningen MORES mdelvan NAM...86 Figuur 5.8 Prsiteitsafhankelijkheid van de cmpactiecëfftciënt vergelijk van de dr NAM bepaalde relatie met de derdegraads plynm dr de Grningen kernen. De blauwe markers zijn alle beschikbare kernmetingen in het Grninger Rtliegend. De grene lijn is de beste derdegraads plynm fit, en de rde lijn is de beste fit van NAM....,..86 Figuur 5.9 Verschil tussen gemeten en berekende bdemdaling in cm vr het RTCM mdel eind Rd betekent meer daling berekend dan gemeten,

19 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 13 t21'l blauw betekent een nderschatting van de bdemdaling dr de berekeningen Figuur 5.10 Verschil tussen gemeten en berekende bdemdaling in cm vr het lineair istachen mdel eind Rd betekent meer daling berekend dan gemeten, blauw betekent een nderschatting van de bdemdaling dr de berekeningen Figuur 5.11 Verschil tussen gemeten en berekende bdemdaling in cm vr het Time-Decay mdel eind Rd betekent meer daling berekend dan gemeten, blauw betekent een nderschatting van de bdemdaling dr de berekeningen Figuur 5.12 Verdeling van de fut in de bdemdaling vr de drie cmpactiemdellen Figuur 5.13 Gemdelleerde cmpactie vr de Grningen eind vr het RTCM mdel. Het verschil tussen berekende en gebserveerde bdemdaling is weergegeven p de peilmerklcaties. Een rde kleur geeft de gebieden aan waarbij de berekende bdemdaling grter is dan de gebserveerde bdemdaling...92 Figuur 5.'14 Verschil tussen gemeten en berekende bdemdaling in cm vr het RTCM mdel eind 2011 na tepassing van een prsiteitsreductie met een factr 0,85 in een gebied met straal 4 km nabij Delfzijl (grene cirkel). Rd betekent meer daling berekend dan gemeten, blauw betekent een nderschatting van de bdemdaling dr de berekeningen Figuur 5.15 Verschiltussen gemeten en berekende bdemdaling in cm vr het RTCM mdel eind 2011 na tepassing van een prsiteitsreductie met een factr 0,50 in het nrdwesten van het veld (grene cirkel) en een reductie met een factr 0,85 in een gebied met straal 4 km nabij Delfzijl (grene cirkel). Rd betekent meer daling berekend dan gemeten, blauw betekent een nderschatting van de bdemdaling dr de berekeningen Figuur 5.16 Verschildruk (in bar) tussen het sterke en zwakke aquifer scenari in De druk in het zwakke aquifer scenari is lager Figuur 5.17 Verschil in berekende bdemdaling (in m) eind 2012 tussen het sterke aquifer scenari en het zwakke aquifer scenari in meters. Er is ngeveer 16 cm meer daling in het nrdwesten in het zwakke aquifer scenari Figuur 5.18 Ng te verwachten bdemdaling vanaf 2013 tt en met ln rd de cnturen in centimeters bdemdaling berekend met het RTCM mdelen de beste set inverparameters vlgens Red Flag. ln blauw de cnturen uit het Winningsplan van NAM (2013d) Figuur 5.19 Bdemdalingsprgnse vr2025 (ttale bdemdaling vanaf 1964) met het RTCM mdel en de beste set inverparameters vlgens Red Flag. De cunturlijnen van de bdemdaling zijn in centimeters...98 Figuur 5.20 Bdemdalingsprgnse vr 2050 (ttale bdemdaling vanaf 1964) met het RTCM mdel en de beste set inverparameters vlgens Red Flag. De cunturlijnen van de bdemdaling zijn in centimeters...99 Figuur 5.21 Bdemdalingsprgnse vr 2080 (ttale bdemdaling vanaf 1964) met het RTCM mdel en de beste set inverparameters vlgens Red Flag. De cunturlijnen van de bdemdaling zijn in centimeters...100

20 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt Figuur 5.22 Cumulatieve cmpactie in miljen mt vr de peride vanaf 2013 tt 2023 met het RTCM mdelen het lineair istach mdel Figuur 5.23 Cumulatieve cmpactie in miljen mt vr de peride vanaf 2013 tt 2023 met het RTCM mdelen het Time-Decay mdel Figuur 5.24 Cumulatieve cmpactie in miljen mt vr de peride vanaf 2013 tt 2023 berekend met het RTCM mdel vr de alternatieve 30 bcm scenari's uit Paragraaf Figuur 5.25 Cmpactie in m vr de peride vanaf 2013 tt2023 met het RTCM mdelvr het 30bcm scenari Figuur 5.26 Cmpactie verschil in m tussen het 30bcm en 30bcmA4 scenari in 2023 mel het RTCM mde Figuur 6.1 Berekening van de parameter'w' van de breuken in het Petrel breukmdel. Set 1 gaat uit van de breedte w van het breuksegment dat grenst aan het reservirgesteente (rde pijlen). Set 2 gaat uit van de breedte w van het breuksegment, gemeten vanaf nderkant Zechstein zut tt een diepte van 5 km (grene pijlen) Figuur 6.2 Mment magnitudes (M*) berekend vr twee sets van breukppervlaktes uit het 3D Petrel mdel: Magnitudes van set 1(blauw) zijn gebaseerd p het ppervlak van de breuken dat grenst aan reservir gesteente; magnitudes van set 2 (rd) zijn gebaseerd p het ttale ppervlakte van de breuken nder het Zechstein steenzut, nder aanname dat de breuken drlpen tt een diepte van 5000 m beneden maaiveld. Magnitudes zijn berekend vr een spanningsafname van 100 bar (10 MPa) en een schuif mdulus van 1OGPa Figuur 6.3 Magnitudes van aardbevingen versus depletiedruk in het reservir. De kleurschaal geeft het túdstip weer waarp de bevingen plaatsvnden. De blauwe lijn p M=1,5 tnt de magnitude van cmpletie (Magnitude waarbven de catalgus cmpleet is sinds 1996) Figuur 6.4 Reservir drukken in MRes vr het tijdstip eind2012, weergegeven vr een verticale WZ\ /-ONO drsnede dr het Lppersum gebied. Relatief hge drukken aan de tp van het reservir (rze en paarse kleurcdering) zijn drukken in de Ten Ber kleilaag. Bijjuxtapsitie van de Ten Ber kleilaag tegen ged drlatende reservir zandsteen zijn lkaal significante drukverschillen ver de breuken aanwezig Figuur 6.5 Magnitudes van aardbevingen versus (gemdelleerde) cumulatieve cmpactie van het reservir (RTCM-mdel). De kleurschaal geeft het tijdstip van de bevingen weer Figuur 6.6 Plt van de relatie tussen het verzet van de breuken, het cumulatief seismisch mment van de bevingen eind 2012 en de cumulatieve cmpactie (RTCM) berekend vr a) lineaire schaal vr verticale as seismisch mment b) lgaritmische schaal vr verticale as seismisch mment. Kleurcdering geeft het verzet van de breuken weer Figuur 6.7 Plt van de relatie tussen het ttaal vrijgekmen seismisch mment (p een breuk pijler), reservircmpactie en berekende initiële reactivatie ptentieel van de breuken. a) lineaire schaal vr verticale as seismisch mment b) lgarithmische schaalvr verticale as seismisch mment. Kleurcdering geeft reactivatie ptentieel

21 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 't5 t 211 Figuur 6.8 Lcatie verticale drsnede dr het Lppersum gebied, dat gekenmerkt wrdt dr relatief hge seismiciteit. Het gebied wrdt gekenmerkt dr aanwezigheid van veel NNW-ZZO geriënteerde breuken met variabel verzet. De lcatie van de Huizinge M*=3,6 beving is p de kaart aangegeven als witte cirkel Figuur 6.9 Verticale drsnede dr het gebied nabij Lppersum. De lcatie van de Huizinge beving is p het prfielweergegeven (witte cirkel) Figuur 6.10 Detail van de gemetrie in Diana (mdel met breuk ffset van 50m). Breuk ffset in de Diana mdellen wrdt gevarieerd tussen 0m en 290m. De ttale dikte van het reservir (Ten Ber kleilaag, blauw, en reservir zandsteen, geel) bedraagt 290m. Bij een ffset van 290m is het rechter reservirblk ver de vlledige reservir dikte verplaatst Figuur Spanningsntwikkeling p een breuk bij depletie van het reservir aan weerszijden van de breuk: a) Effectieve nrmaalspanning p het breukvlak tegen de diepte vr 0, 20,40,60 en 80% depletie, mdelgrtte 2000 m, b) Schuifspanning p het breukvlak tegen de diepte vr 0, 20,40, 60 en 80% depletie, mdelgrtte 2000m, c) en d) rati schuifspanning/effectieve nrmaalspanning tegen diepte, vr mdelgrtte van 2000, resp m Figuur 6.12 lnvledsgebied van reservir cmpactie nabij de breuk. a) Linkezijde van het breukvlak b) rechtezijde van het breukvlak. De breuk met een verzet (rfsef) van 190m (paarse lijn) beïnvledt de cmpactie van het reservir ver de grtste afstand - en vice versa. Rde pijl geeft de maximale afstand waarver de spanningsveranderingen dr reservir cmpactie wrden vergebracht p het breukvlak weer. ln lichtblauw wrdt de cmpactie vr het 2D mdel (zie k Figuur 6.10) vr het gebied rndm Lppersum getnd, in paars de cmpactie vr het mdel met unifrme eigenschappen Figuur Slip p de breuk tegen de diepte, vr 4 gemetrieën: a) ffset 0m, b) ffset 50m, c) ffset 100m, d) ffset 290m. Vr elke gemetrie is tevens de verhuding berekend tussen het reservir mment en het'slip mment'p de breuk Figuur 6.14 lnvled van differentiële cmpactie in een reservir cmpartiment nabij een breuk, znder verzet, p de effectieve hrizntale en verticale spanning in het reservir gesteente. ln het rechter reservir cmpartiment is een gebied gemdelleerd met een hge stijfheid (E=30GPa), wat lkaal leidt tt relatief minder cmpactie. De grtte van het gebied varieert van tt 1300m afstand tt de breuk (lichtblauwe lijn figuur a) en c), en van 1100 tt 4500m afstand tt de breuk (grene lijn figuur a) en c) en paarse lijn figuur b) en d)). De nderbrken ranje lijn geeft in alle gevallen de spanningen weer bij een unifrme cmpactie van het reservir. De p'tjlen nderin de figuren geven de grtte van het reservir-deel met afwijkende cmpactie weer. De verticale rde lijn geeft de psitie van de breuk weer Figuur 6.15 lnvled van differentiële cmpactie binnen een reservir cmpartiment p de verplaatsingen gemdelleerd p de breuk. a) Lager gelegen reservir blk met hmgene stijfheid - geen differentiële cmpactie binnen reservir cmpartiment (prsiteit, Eyuns = 15 GPa) b) lager gelegen reservir blk met lkaal minder cmpactie dr stijver reservir segment (Eyun = 30 GPa) tussen 1100 en 4600 m, c) lager gelegen reservir blk met

22 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt 16 t 211 lkaal meer cmpactie dr minder stijf reservir segment (Eyun = 7,5 GPa) tussen 1100 en 4500 m afstand van de breuk Figuur 6.16 Relatie tussen het 'vlumetrisch mment' en het seismisch mment van de grtste aardbevingen in de Nederlandse gasvelden (Buijze, in prep.). Het vlumetrisch mment dvres is berekend p basis van de vergelijking 2GdV,"", met G de schuifmdulus van het specifieke reservirgesteente, dv,". de vlume verandering dr cmpactie, berekend met de drukval dp. C, (dp is hierbij benaderd dr aan te nemen dat dp/p n is dvs""rus""in ). C, is de gemiddelde cmpactiecëfficiënt vr het specifieke gasveld, P n 1de initiële reservirdruk, dvs".. Vlume gas geprduceerd en Vs"rinir hêt rsprnkelijke gasvlume Figuur 7.1 Cmpactie in het interval vr het marktvraag scenari en berekend met het RTCM mdel Figuur 7.2 Vier partitiecëfficiënt relaties met cmpactie: een cnstante cëfficiënt (blauw), expnentieel (rd), +95% betruwbaarheidsinterval interval (lichtblauw) en +95% betruwbaarheidsinterval met een bvengrens p 1/ (paars) Figuur 7.3 Aardbevingsdichtheidkaart vr het marktvraag scenari berekend met het RTCM cmpactiemdel gebaseerd p een genrmaliseerde seismische energiedichtheid berekend uit de cmpactie vr het interval Figuur 7.4 Crnell-Vanmarcke distributie met b=1, Mmin=1,5 en Mmax=4,5 (expnentiële tename van de partitiecëfficiënt (Tabel 7.1) Figuur 7.5 Versnelling aan van het aardppervlak vr een beving met een sterkte van M=4,0 p de Richter schaal vr één gekzen lcatie in het Grningen veld Figuur 7.6 Drie lcaties (nrd, centrum, zuid) welke gebruikt wrden in de seismische hazard analyse Figuur 7.7 2% verschrijdingskans vr de gegeven grndversnellingen (PGA in cm/s2), vr de expnentiële partitiecëfficiënt cmpactie functie en de kmende 10 jaar Figuur 7.8 2% verschrijdingskans vr de gegeven grndversnellingen (PGA in cm/s2), vr de cnstante partitiecëfficiënt cmpactie functie (links) en de +95% betruwbaarheidsgrens partitiecëfficiënt cmpactie functie (rechts) vr de kmende 10 jaar Figuur 7.9 a) Verandering in het (cumulatief) reservir vlume en aantal bevingen per cmpactie-interval b) cumulatief reservirmment en cumulatief seismisch mment per cmpactie interval c) aantal bevingen per eenheid vlume verandering weergegeven per cmpactie interval d) ttale seismisch mment fractie per cmpactie interval. Drgetrkken grene lijn is de relatie vr de partitiecëfficiënt van NAM (2013b) vr het time decay cmpactiemdel (2013). De nderbrken blauwe lijn geeft de relatie tussen de partitiecêfficiënt en de cumulatieve cmpactie weer berekend vr het RTCM mde Figuur 7.10 Lcatie van de deelgebieden ter bepaling van de lkale relatie tussen cumulatieve cmpactie en seismisch mment Figuur 7.11 Ttale seismische mment fractie f partitiecëfficiënt versus cmpactie vrt deelgebieden in het Grningen gasveld. Lcatie van de deelgebieden wrdt weergegeven in Figuur De blauwe lijn in b) geeft de

23 TNO-rapprt TNO 2013 R Eindrapprt rsprnkelijke best-fit weer van het 'time decay' cmpactie mdel beschreven in NAM (2013b) Figuur 7.12 Cmpactie in het interval 2013 tt 2018 vr het 30 bcm/jaar scenari waarbij de prductie rndm Lppersum is stilgelegd (Tabel 3.2) Figuur 7.13 Cmpactie in het interval2013 tt 2018 vr het marktvraag scenari (Tabel32) Figuur 7.14 Cmpactie in het interval2ol3 tt 2016 vr het 30 bcm/jaar scenari waarbij de prductie rndm Lppersum is stilgelegd (Tabel 3.2)...'148 Figuur 7.15 Cmpactie in het interval2013 tt 2016 vr het marktvraag scenari...'149 (Tabel 3.2).. Figuur 7.16 Cmpactie in het interval2013 tt 2016 vr het 30 bcm/jaar scenari waarbij de prductie rndm Lppersum is stilgelegd (Tabel 3.2) en berekend met het Time-Decay cmpactiemdel Figuur 7.17 Cmpactie in het interval2013 tt 2016 vr het marktvraag scenari (Tabel 3.2), berekend met het Tim-Decay cmpactiemdel