Transcript Sécurité et risques liés au stockage de CO2 Résumé des

Sécurité et risques liés
au stockage de CO2
Résumé des présentations :
GHGT-10 (Amsterdam, 19-23/09/10)
IEA GHG Risk Assessment Network
(Denver, 17-19/05/10)
Séminaire Chaire CTSC
mercredi 1er décembre 2010
Plan
> Initiatives émergentes
> Méthodes pour l’analyse de risque
> Applications pratiques
> Etude et modélisation des phénomènes
> Conclusions du réseau IEA GHG
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Initiatives
> IPAC-CO2
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mercredi 1er décembre 2010
Entité à but non lucratif. Financement (CA$ 14M):
– Gouvernement fédéral canadien
– Gouvernement du Saskatchewan
– Royal Dutch Shell
–…
8 centres « régionaux »
Revue indépendante des analyses de risque et plans
de gestion des risques
« Communauté de pratique »
– Accès à des bases de données
– Meilleures pratiques
– Simulations de réservoir haute performance
– www.ipac-co2.com
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Initiatives (2)
> National Risk Assessment Partnership
(G. Guthrie, US DOE)
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LANL – LBNL – LLNL – NETL – PNNL
6 groupes de travail :
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3 objectifs :
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– intégrité des puits,
– intégrité des couvertures,
– protection des eaux souterraines,
– surveillance stratégique,
– performance du réservoir
– modélisation des risques
– estimation de la capacité à ±30%
– permanence à 99% du stockage
– analyse des risques quantitative
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Initiatives (2’)
> National Risk Assessment Partnership
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Sous-systèmes liés par des modèles intégrés :
– réservoir  relâchement/ transport  récepteurs et
milieux impactés.
Recherche de profils de risque dans le temps
quantitatifs et spécifiques au site :
– prédiction de courbes pour des sites génériques
idéalisés à l’aide de simulations ;
– identification d’approximations (proxies) pour les
composants-clés (p.ex. lier le mouvement du CO2 dans
un puits à la perméabilité du puits dans le temps) ;
– développement de bonnes pratiques pour
l’établissement de profils de risque.
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Méthodes (1)
> J. Condor (IPAC-CO2) : Comparaison
des méthodes et outils existants
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Evaluation : Matrices / Nœuds papillons / ALARP
Analyse : quantitative / semi-quantitative / qualitative :
FEP, VEF, RISQUE…
Méthodes : construction de scénarios, identification
d’incertitudes, évaluation du risque…
Pas de méthode standard.
Méthodes industrielles pas adaptées par manque de
données statistiques
Approche recommandée : Analyse FEP – construction
de scénarios – modélisation des processus –
évaluation des conséquences
Méthodes quantitatives pas recommandées
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Méthodes (2)
> M. Carpenter (DNV)
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Evaluation précoce du risque et des incertitudes
Système divisé en sous-systèmes (géographiques)
Experts : SWIFT et hiérarchisation des risques
– Brainstorming et comparaison aux FEPs Quintessa
– 12 disciplines dans le panel d’experts
– Nécessité d’une bonne connaissance du projet
– Evaluation semi-qualitative des probabilités et
conséquences
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 Matrice de risque
Qualité et incertitude des barrières géologiques :
adapté du Screening and Ranking Framework
Mène à des recommandations pour le programme de
caractérisation
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Méthodes (3)
> O. Bouc (BRGM)
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Applications pratiques (1)
> In Salah : K. Dodds (BP), C. Oldenburg
(LBNL)
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RISQUE approach
– Direction de migration incorrecte au-delà de la limite
acceptable pour un seul événement
Certification Framework
– Risque dominé par la menace sur les aquifères d’eau
potable dues aux puits et aux failles
– Migration latérale : risque négligeable (pas d’impacts)
– Assimilation des données opérationnelles
Quantitative Risk Through Time (QRTT)
– Profil de risque évaluant la relation entre les
mécanismes de risque et la dynamique du panache
Les 3 techniques se complètent bien
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Applications pratiques (2)
> Weyburn : M. Stenhouse (INTERA), R.
Chalaturnyk (Univ. Alberta)
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Evaluation initiale : performance
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Leçons :
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– Migration par la géosphère : déterministe (Eclipse)
– Migration par les puits : semi-stochastique
– Moins d’emphase sur certains aspects (FEPs)
– Considérer les impacts environnementaux
– Métrique de la performance ; analyse de la valeur de la
donnée
Travaux en cours : analyse de risque complète
– Approche RISQUE : Confinement / efficacité /
Biosphère  quelle matrice de conséquences ?
– Nœud-papillon : placer et quantifier les barrières
– Logique basée sur l’évidence, logique floue
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Applications pratiques (3)
> Barendrecht : R. van Eijs (TNO)
1. Sélection des sites potentiels
2. Identification des menaces et scénarios de fuite
(brainstorming + comparaison FEPs)
3. Etude détaillée de chacune de ces menaces
4. Hiérarchisation semi-quantitative : nœuds-papillons
5. Identification des mesures de réduction du risque
6. Définition des critères d’acceptation avec les parties
prenantes : « raisonnable » ?
7. Synthèse des contraintes : registres et matrices
8. Tierce-expertise du plan de maîtrise des risques
9. Mise à jour de l’évaluation
10.Communication
• Tous les risques jugés négligeables !
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Applications pratiques (4)
> Decatur: K. Hnottavange-Telleen
(Schlumberger)
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Analyse des risques qualitative sur la base de 80
FEPs
– 3 valeurs par FEP : limite supérieure, meilleure
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estimation de la gravité, probabilité de la gravité
associée à cette meilleure estimation.
– Automatisation pour un classement des FEPs rapide
– Matrice des risques : 5 classes de probabilité, de gravité
Hiérarchisation des FEPs, pas quantification
Distinguer considérations techniques et perceptions
Questionnaire d’auto-évaluation distribué au préalable
pour distinguer des degrés d’expertise divers
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Etude et modélisation des
phénomènes (1)
> Remontées de CO2 par des failles (K.
Pruess, LBNL)
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Nouveau module TOUGH2 : ECO2M pour les
mélanges CO2 – saumure, y.c. changement de phase
– 10 < T < 110°C ; P < 60 MPa
Remontée par une faille depuis une accumulation
secondaire
– Faibles différences avec travaux 2008
– Débit constant = débit d’injection après un pic
Remontée par une faille profonde
– Variation quasi périodique des débits
et température
– Effets auto-colmatants / auto-stimulants
– Réactions géochimiques à incorporer
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Etude et modélisation des
phénomènes (2)
> Augmentation de pression (J.
Birkholzer, LBNL)
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Etude de sensibilité sur les facteurs gouvernant
l’augmentation de pression à grande distance
– Système ouvert / semi-ouvert / fermé
Exemple du bassin de San Joaquin
– Compartimenté. Modèle faillé / non-faillé
– 5Mt/an pendant 50 ans
– Pression au point d’injection / à 20km ; débit à
l’affleurement
– Perméabilité (x 10), porosité (±30%), compressibilité de
pore (x 5)
Paramètres en champ proche influents (perméabilité)
En champ éloigné également (perméabilité)
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Etude et modélisation des
phénomènes (3)
> Sismicité induite (L. Myer, LBNL)
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Approche pour son évaluation:
– Revue des réglementations existantes et initiation du
dialogue
– Evaluation de l’aléa simicité naturelle (modèle
géologique 3D, évaluation de l’état des contraintes in
situ)
– Evaluation du potentiel de sismicité induite : Modélisation
géomécanique des contraintes et de la rupture.
Déterministe ou probabiliste ?
– Communication publique : rendre disponible les données
sismiques
– Surveillance microsismique
– Etablir des procédures de réaction aux événements.
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Etude et modélisation des
phénomènes (4)
> Modélisation simplifiée (M. Celia, Princeton)
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Extension CO2 / pression ; remontées CO2 / saumure
– Echelles de temps / espace larges
– Intègrent des mécanismes à échelles spécifiques
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Définir les mécanismes à inclure en fonction de l’objectif :
échelle ≤ échelle de l’objectif
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Utilisation de modèles hybrides pour développer des
modèles grande échelle pratiques
– Incorporer des solutions analytiques à sous-échelle dans
des modèles numériques
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Conclusions du réseau IEA GHG (1)
> Leçons et points récurrents
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Besoin d’évaluer l’adéquation des réglementations
existantes / émergentes
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Communication : importance de générer de la
confiance ; soigner la terminologie
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Comment définir des niveaux de risque acceptables ?
Besoin de données de projets de démonstration pour
améliorer la compréhension des profils de risque
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Conclusions du réseau IEA GHG (2)
> Lacunes
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Information plus détaillée sur les performances de la
surveillance
– Interactions avec le réseau monitoring
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Impacts géochimiques et microbiologiques
Déplacements de saumure
Sismicité induite
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Conclusions du réseau IEA GHG (3)
> Recommandations
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Eviter les recouvrements entre différentes instances
Travail nécessaire sur les indicateurs (« métriques »)
Améliorer la comparaison entre projets : partage des
connaissances et données
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Utiliser davantage les analogues pour comprendre les
processus (en complément des modèles)
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Assurer la cohérence de la terminologie (partage d’un
rapport IEA GHG dédié)
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Encourager la représentation des industriels dans ce
réseau
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