Gasopslag Bergermeer Microseismische monitoring

Transcriptie

1 Gasopslag Bergermeer Microseismische monitoring Referentie rapport april 2016 Het microseismisch referentierapport geeft achtergrondinformatie voor het microseismisch monitoring systeem in het Bergermeer gasopslag project. De gegevens die in dit rapport vermeld zijn veranderen niet of niet frequent. Het microseismisch maandrapport richt zich uitsluitend op de waarnemingen die gedaan zijn gedurende de rapportage maand. De wekelijkse rapportages door Magnitude (het bedrijf dat de metingen technisch verzorgt) worden als basis gegevens voor dit rapport gebruikt. De resultaten van microseismisch monitoring vormen de basis voor het verkeerslicht veiligheidssysteem, zoals overeengekomen tussen TAQA en SodM. Handtekening: Datum Handtekening: Datum T.T. Scherpenhuijsen Author Prepared W.J. Plug Subsurface Team Lead Authorized

2 Inhoud 1. Introductie Referentie rapportage Reikwijdte van de geofoons De instrumentenserie meet- en regelopstelling Categorieën microseismische bevingen... 4 Figuren Introductie Na ruim vijf jaar microseismisch monitoring van de Gasopslag Bergermeer (BGM) is gebleken dat bepaalde elementen vrijwel onveranderd blijven (achtergrondruis, detectiegrenzen). Daarom is besloten om de elementen uit het maandrapport die nauwelijks aan verandering onderhevig zijn onder te brengen in dit referentie document. De variabele elementen zoals reservoirdrukken en microseismische activiteit zullen maandelijks gerapporteerd blijven op basis van de meest recente gegevens. Het referentierapport zal slechts worden aangepast zodra de omstandigheden dit vereisen, bijvoorbeeld indien het ruisniveau van de geofoons significant zou gaan afwijken van het niveau in het referentie rapport. 2. Referentie rapportage In dit referentie rapport over Bergermeer microseismische monitoring worden feiten en achtergrond informatie weergegeven die constant of bijna constant zijn gedurende meerdere maanden. 3. Reikwijdte van de geofoons De reikwijdte van de geofoons is de maximale afstand waarop een beving van een bepaalde magnitude nog waargenomen kan worden. Voor zwakke bevingen is dit dichtbij de geofoons, voor sterkere bevingen wordt de afstand exponentieel groter. De theoretische reikwijdten voor verschillende magnitudes worden standaard gerapporteerd in een figuur waarin de structuurkaart van Bergermeer is gecombineerd met reikwijdte cirkels rond de observatie put (Figuur 1). Op de kaart staan de theoretische maximale detectie afstanden voor verschillende magnitudes zoals gegeven door Magnitude, één van de geofoon leveranciers. Dit voorbeeld is gecentreerd rond de observatie put BGM-05, waarin de geofoons geplaatst waren in de periode januari 2013 juni Vanaf magnitude M = -1.4 of sterker kunnen alle bevingen langs de gehele lengte van de centrale breuk waargenomen worden. Een beving met een magnitude van M -1.5 die optreedt buiten de aangegeven detectiegrens kan dus theoretisch vanuit BGM-05 niet gemeten worden. Lokale afwijkingen in seismische snelheden kunnen echter in waarneming van kleine magnitudes op relatief grote afstanden resulteren. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

3 In juli 2015 is er een nieuw microseismisch monitoring systeem door ESG geplaatst in BGM-01. Dit systeem heeft dezelfde sensoren als het voorgaande Magnitude systeem en daarom een vergelijkbare reikwijdte. De magnitude - detectieafstand relatie is ook weergegeven in een grafiek die gebaseerd is op alle data van de microseismische waarnemingen in Bergermeer (Figuur 3). Deze grafiek geeft dus de detectiegrens zoals die in de praktijk is vastgesteld. De limiet van wat in de praktijk gemeten kan worden, wordt weergegeven door de schuine lijn in de grafiek. De magnitude van categorie I bevingen (M -1.4) is aangegeven met een horizontaal gestippelde lijn. Volgens het theoretische model en volgens de werkelijke meetresultaten kan een beving met magnitude M- 1.4 waargenomen worden tot een afstand van ongeveer 3000m. De grafiek laat ook zien dat verreweg het grootste aantal gemeten trillingen een magnitude kleiner dan M -1.5 heeft. Van 389 gemeten bevingen zijn er slechts 42 met een magnitude groter dan M Van deze 42 events zijn er slechts 20 afkomstig uit de nabijheid van het Bergermeerveld. 4. De instrumentenserie meet- en regelopstelling 4.1. Magnitude systeem (Februari Juni 2015) De instrumentenserie werd steeds hetzelfde opgebouwd (Figuur 4). Onder de onderste geofoon was in eerste instantie een druk en temperatuur (PT) meter aangebracht. Na het dicht cementeren van de put BGM-3A heeft de PT meter onder aan de instrumentenserie geen zin meer en wordt dus niet meer toegepast. Nuttige informatie die in principe ongewijzigd blijft, is de meet- en regelopstelling tussen de observatieput en het punt van verzenden van de gegevens naar het KNMI en Magnitude (Figuur 6). In verband met werkzaamheden voor inspectie en onderhoud van de geofoons werden de instrumenten met een winch uit de put getrokken (Figuur 7). De kabel dient als ophanging voor de geofoons, maar tevens voor stroomvoorziening, instrumentcontrole en bediening en doorsturen van de meetsignalen. Een kaart van de BGM puttenlocatie is van belang in verband met de relatieve positie van observatieputten op het terrein (Figuur 8) Kwaliteit van de meetgegevens Ook de achtergrondruis wordt voortdurend gemeten en liet tijdens de booractiviteiten een regelmatig dagelijks patroon zien dat in de weekenden duidelijk afwijkt van de weekdagen (Figuur 9). Vermoedelijk had de variatie in de achtergrondruis te maken met de belasting van het elektriciteitsnet (en niet zo zeer met bovengrondse werkzaamheden). De losse puntjes waren geregistreerde trillingen die aan de oppervlakte gegenereerd werden door diverse werkzaamheden. Ruis dat veroorzaakt werd door boorwerkzaamheden kenmerkt zich doordat het 24 u/dag aanwezig is en vaak te correleren is met bekende werkzaamheden ESG systeem (juli 2015 heden) Een van de voorwaarden om Gas Storage Bergermeer te kunnen realiseren is dat de puttenlocatie zo min mogelijk impact mag hebben op het landschap. Dit houdt in dat er getracht moet worden om zo min mogelijk gebouwen of voorwerpen boven het maaiveld te laten TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

4 uitsteken. Op het puttenhoofd van BGM-05, waar de geofoons voorheen in geplaatst waren, was een lubricator geplaatst. Deze lubricator had als functie om de put op een juiste manier af te sluiten. Nu de booractiviteiten ten einde zijn gekomen, moet deze lubricator plaats maken voor een systeem dat niet boven het maaiveld uitsteekt. Om dit kunnen realiseren heeft TAQA ervoor gekozen om BGM-01 om te bouwen tot een microseismische observatieput. De put werd zo ontworpen dat er geen lubricator nodig is om de put af te sluiten. Ook werd de put zo ontworpen dat de put optimaal geschikt is voor microseismisch monitoren. De nieuwe observatieput heeft twee grote voordelen. Ten eerste zijn de geofoons over een diepte interval van 500m opgehangen. Dit heeft als voordeel dat de microseismische activiteit veel beter geanalyseerd kan worden. Plaats en magnitude van de activiteiten kunnen zo met veel meer zekerheid bepaald worden. Ten tweede heeft de put een gunstigere locatie ten opzichte van de centrale breuk in vergelijking met BGM-05. Figuur 10 tot en met Figuur 18 laten een overzicht van het systeem zien. Op 10 juli 2015 is het nieuwe systeem geïnstalleerd en sinds 13 juli is het operationeel. In de week van 13 juli 2015 is het systeem met meerdere checkshots vanuit een naburige put (BGM- 06A) op verschillende dieptes gekalibreerd (Figuur 18). ESG is sinds juli 2015 verantwoordelijk voor de interpretatie van de data. ESG staat direct in verbinding met de server van de geofoons. Deze server staat in de serverkelder op de Bergermeer locatie (Figuur 16). Mocht er onderhoud nodig zijn aan de geofoons, dan kan het systeem met behulp van een kraan uit de observatieput getrokken worden (Figuur 14) Kwaliteit van de meetgegevens De achtergrondruis is, nadat de booractiviteiten op de Bergermeer locatie beëindigd zijn, niet te correleren. Achtergrondruis wordt gefilterd zodat er een bruikbaar signaal overblijft. 5. Categorieën microseismische bevingen Op basis van de tot nu toe waargenomen microseismische trillingen worden drie categorieën herkend: Categorie I: Trillingen die sterk genoeg zijn (M > -1.4) om langs de gehele lengte van de centrale Bergermeer breuk waargenomen te kunnen worden en zich ook in de buurt van de breuk gemanifesteerd hebben. Categorie II: Trillingen die sterk genoeg zijn (M > -1.4) om langs de gehele lengte van de centrale Bergermeer breuk waargenomen te kunnen worden, maar die buiten het Bergermeer veld liggen of duidelijk niet met de centrale breuk geassocieerd zijn. Categorie III: Trillingen die te zwak zijn om langs de gehele lengte van de centrale breuk waargenomen te kunnen worden (M -1.4). Deze categorie trillingen vormt een cluster rond de observatieput. De locaties van dergelijke trillingen zijn daarom niet representatief voor de gehele breuk. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

5 6. Data Categorie I waarnemingen worden weergegeven op de structurele dieptekaart op Top Rotliegend niveau in Figuur 21. De reservoir drukken, de corresponderende gasinjectie volumes en de microseismische magnitudes zijn samen met het drukverschil over de centrale breuk in een synoptisch diagram weergegeven in Figuur 20. In tabel 1 zijn alle tot nu toe geregistreerde bevingen gerapporteerd. In deze tabel wordt geen onderscheid gemaakt tussen trillingen die in de nabijheid van het Bergermeer veld geregistreerd zijn en trillingen die geen relatie hebben tot het Bergermeer veld. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

6 Figuren Figuur 1 De theoretische reikwijdten voor verschillende magnitudes zoals gegeven door de geofoon leverancier (Magnitude). De macrobevingen en de categorie-i bevingen zijn ook op deze kaart weergegeven. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

7 Figuur 2 De afstand waarop een beving gemeten kan worden neemt exponentieel toe met de magnitude. Uit praktijkwaarnemingen is gebleken dat een algemeen geldende theoretische functie de feitelijke situatie niet goed weergeeft en dat een grafiek het best gebaseerd kan worden op iedere specifieke situatie (Figuur 3). TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

8 Figuur 3 De maximale afstand waarop een beving gemeten kan worden neemt theoretisch exponentieel toe met de magnitude. Deze grafiek geeft de magnitude van de werkelijk gemeten trillingen weer als functie van de afstand tot de geofoons. De limiet van wat in de praktijk gemeten kan worden, wordt weergegeven door de schuine lijn in de grafiek. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

9 Figuur 4 Schematische weergave van de microseismische monitoring instrumentenserie van Magnitude. In deze figuur is de eerste geofoon (geteld van ondiep naar dieper) weergegeven, de volgende vijf geofoons zijn exact hetzelfde. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

10 Figuur 5 Magnitude slimwave specificaties TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

11 Figuur 6 Schematische weergave van de microseismische monitoring meet- en regelopstelling van magnitude. De putlocatie kan variëren, maar de opstelling blijft verder onveranderd. Zodra de BGM locatie klaar is en de nieuwe gasopslagputten geboord zijn, zal de opstelling worden aangepast aan de permanente situatie. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

12 Figuur 7 Winch en geofoon. De kabel waaraan de geofoons van Magnitude hangen is ongeveer 1 cm in diameter en dient behalve als ophangkabel ook voor signaaltransport en stroomvoorziening voor de zes geofoons en de instrumenten er boven. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

13 Figuur 8 Bergermeer locatiekaart. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

14 Figuur 9 De achtergrondruis van het Magnitude systeem werd voortdurend gemeten en laat een regelmatig dagelijks patroon zien dat in de weekenden duidelijk afwijkt van de weekdagen (tijdens boorcampagne). Vermoedelijk heeft de variatie in de achtergrondruis te maken met de belasting van het elektriciteitsnet. De losse puntjes zijn geregistreerde trillingen die aan de oppervlakte gegenereerd werden door diverse werkzaamheden. Er zijn enkele korte onderbrekingen van de waarnemingen geweest vanwege stroomonderbrekingen. De UPS inrichting is indertijd verzwaard om dergelijke stroomonderbrekingen in de toekomst te vermijden. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

15 Figuur 10 Installatie van de ESG geofoons. De geofoons zijn verzwaard met een sinkerbar zodat de geofoons in BGM-01 kunnen afzakken. Figuur 11 Puttenhoofd waar de geofoons aan worden afgehangen TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

16 Figuur 12 Een van de geofoons. Aan de onderkant en bovenkant van de geofoons zijn magneten bevestigd. Deze houden de geofoons tegen de put wand geklemd. Figuur 13 De geofoons zijn met een kabel aan elkaar verbonden. Om het gewicht van de geofoons en de sinkerbar te kunnen dragen is er een extra wireline kabel bevestigd aan de kabel. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

17 Figuur 14 De geofoons worden in de put af gelaten. Figuur 15 Een van de zes geofoons TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

18 Figuur 16 Server en junction box van de geofoons. Deze zijn geplaats in de server kelder nabij de putten. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

19 Figuur 17 Sensor specificaties ESG systeem TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

20 Figuur 18 Geofoon locaties (groen) en checkshots(geel) die gebruikt zijn om de geofoons te kalibreren. De diepte van de geofoons is aangegeven. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

21 Figuur 19 Voorbeeld van de geregistreerde ruis 14 december 2015 tot 14 januari Sensor 9 werkt niet naar behoren. Dit heeft geen invloed op meetnauwkeurigheid. Figuur 20 Reservoir drukken per blok, gas injectie volumes en magnitudes. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

22 Figuur 21 in het figuur hierboven zijn de locaties van de categorie 1 events aangegeven met groene rondjes. De magnitudes van de bevingen staan naast iedere locatie vermeld. De trajecten van de oude Bergermeer putten zijn in rood aangegeven en de trajecten van de nieuwe Bergermeer putten in zwart. TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

23 Tabel 1. Lijst van alle microseismische meetgegevens sinds de aanvang van de metingen in nr datum tijd x y z magnitude afstand :15: , :30: , :23: , :03: , :29: , :57: , :39: , :30: , :16: , :57: , :21: , :16: , :11: , :12: , :44: , :28: , :49: , :56: , :17: , :42: , :46: , :46: , :22: , :27: , :27: , :28: , :38: , :44: , :53: , :59: , :47: , :04: , :05: , :05: , :42: , TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

24 :42: , :23: , :23: , :28: , :28: , :32: , :32: , :37: , :37: , :46: , :46: , :12: , :12: , :03: , :03: , :20: , :20: , :37: , :37: , :02: , :02: , :15: , :15: , :32: , :32: , :17: , :38: , :45: , :02: , :03: :09: , :00: , :30: , :09: , :06: , :24: , :06: , TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

25 :57: , :24: , :12: , :19: , :22: , :39: , :46: , :46: , :49: , :15: , :35: , :04: , :59: , :43: , :37: , :39: , :45: , :06: , :24: , :14: , :40: , :16: , :50: , :28: , :59: , :08: , :55: , :36: , :42: , :12: , :35: , :41: , :47: , :24: , :57: , :16: , :48: , TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7

33 :49: , :11: , :33: , :45: , :35: , :19: , :08: , :24: , :48: , :11: , :14: , :08: , :43: , :30: , :20: , :44: , :05: , :41: , :44: , :10: , :12: , TEN_DM v5-Referentie rapport microseismisch monitoring gasopslag Bergermeer van 7