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Mercredi 1er décembre 2010 Sécurité et risques liés au stockage de CO 2 Résumé des présentations : GHGT-10 (Amsterdam, 19-23/09/10) IEA GHG Risk Assessment.

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1 mercredi 1er décembre 2010 Sécurité et risques liés au stockage de CO 2 Résumé des présentations : GHGT-10 (Amsterdam, 19-23/09/10) IEA GHG Risk Assessment Network (Denver, 17-19/05/10) Séminaire Chaire CTSC

2 Plan > Initiatives émergentes > Méthodes pour lanalyse de risque > Applications pratiques > Etude et modélisation des phénomènes > Conclusions du réseau IEA GHG mercredi 1er décembre 2010 > 2

3 Initiatives > IPAC-CO 2 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 – mercredi 1er décembre 2010 > 3

4 Initiatives (2) > National Risk Assessment Partnership (G. Guthrie, US DOE) LANL – LBNL – LLNL – NETL – PNNL 6 groupes de travail : – intégrité des puits, – intégrité des couvertures, – protection des eaux souterraines, – surveillance stratégique, – performance du réservoir – modélisation des risques 3 objectifs : – estimation de la capacité à ±30% – permanence à 99% du stockage – analyse des risques quantitative mercredi 1er décembre 2010 > 4

5 Initiatives (2) > National Risk Assessment Partnership 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 laide de simulations ; – identification dapproximations (proxies) pour les composants-clés (p.ex. lier le mouvement du CO 2 dans un puits à la perméabilité du puits dans le temps) ; – développement de bonnes pratiques pour létablissement de profils de risque. mercredi 1er décembre 2010 > 5

6 Méthodes (1) > J. Condor (IPAC-CO2) : Comparaison des méthodes et outils existants Evaluation : Matrices / Nœuds papillons / ALARP Analyse : quantitative / semi-quantitative / qualitative : FEP, VEF, RISQUE… Méthodes : construction de scénarios, identification dincertitudes, 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 mercredi 1er décembre 2010 > 6

7 Méthodes (2) > M. Carpenter (DNV) 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 dexperts – Nécessité dune bonne connaissance du projet – Evaluation semi-qualitative des probabilités et conséquences Matrice de risque Qualité et incertitude des barrières géologiques : adapté du Screening and Ranking Framework Mène à des recommandations pour le programme de caractérisation mercredi 1er décembre 2010 > 7

8 Méthodes (3) > O. Bouc (BRGM) mercredi 1er décembre 2010 > 8

9 Applications pratiques (1) > In Salah : K. Dodds (BP), C. Oldenburg (LBNL) 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 deau potable dues aux puits et aux failles – Migration latérale : risque négligeable (pas dimpacts) – 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 mercredi 1er décembre 2010 > 9

10 Applications pratiques (2) > Weyburn : M. Stenhouse (INTERA), R. Chalaturnyk (Univ. Alberta) Evaluation initiale : performance – Migration par la géosphère : déterministe (Eclipse) – Migration par les puits : semi-stochastique Leçons : – Moins demphase 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 lévidence, logique floue mercredi 1er décembre 2010 > 10

11 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 dacceptation 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 lévaluation 10. Communication Tous les risques jugés négligeables ! mercredi 1er décembre 2010 > 11

12 Applications pratiques (4) > Decatur: K. Hnottavange-Telleen (Schlumberger) Analyse des risques qualitative sur la base de 80 FEPs – 3 valeurs par FEP : limite supérieure, meilleure 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 dauto-évaluation distribué au préalable pour distinguer des degrés dexpertise divers mercredi 1er décembre 2010 > 12

13 Etude et modélisation des phénomènes (1) > Remontées de CO 2 par des failles (K. Pruess, LBNL) Nouveau module TOUGH2 : ECO2M pour les mélanges CO 2 – 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 dinjection après un pic Remontée par une faille profonde – Variation quasi périodique des débits et température – Effets auto-colmatants / auto-stimulants – Réactions géochimiques à incorporer mercredi 1er décembre 2010 > 13

14 Etude et modélisation des phénomènes (2) > Augmentation de pression (J. Birkholzer, LBNL) Etude de sensibilité sur les facteurs gouvernant laugmentation 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 dinjection / à 20km ; débit à laffleurement – Perméabilité (x 10), porosité (±30%), compressibilité de pore (x 5) Paramètres en champ proche influents (perméabilité) En champ éloigné également (perméabilité) mercredi 1er décembre 2010 > 14

15 Etude et modélisation des phénomènes (3) > Sismicité induite (L. Myer, LBNL) Approche pour son évaluation: – Revue des réglementations existantes et initiation du dialogue – Evaluation de laléa simicité naturelle (modèle géologique 3D, évaluation de létat 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. mercredi 1er décembre 2010 > 15

16 Etude et modélisation des phénomènes (4) > Modélisation simplifiée (M. Celia, Princeton) Extension CO 2 / pression ; remontées CO 2 / saumure – Echelles de temps / espace larges – Intègrent des mécanismes à échelles spécifiques Définir les mécanismes à inclure en fonction de lobjectif : échelle échelle de lobjectif Utilisation de modèles hybrides pour développer des modèles grande échelle pratiques – Incorporer des solutions analytiques à sous-échelle dans des modèles numériques mercredi 1er décembre 2010 > 16

17 Conclusions du réseau IEA GHG (1) > Leçons et points récurrents Besoin dévaluer ladéquation des réglementations existantes / émergentes Communication : importance de générer de la confiance ; soigner la terminologie Comment définir des niveaux de risque acceptables ? Besoin de données de projets de démonstration pour améliorer la compréhension des profils de risque mercredi 1er décembre 2010 > 17

18 Conclusions du réseau IEA GHG (2) > Lacunes Information plus détaillée sur les performances de la surveillance – Interactions avec le réseau monitoring Impacts géochimiques et microbiologiques Déplacements de saumure Sismicité induite mercredi 1er décembre 2010 > 18

19 Conclusions du réseau IEA GHG (3) > Recommandations Eviter les recouvrements entre différentes instances Travail nécessaire sur les indicateurs (« métriques ») Améliorer la comparaison entre projets : partage des connaissances et données Utiliser davantage les analogues pour comprendre les processus (en complément des modèles) Assurer la cohérence de la terminologie (partage dun rapport IEA GHG dédié) Encourager la représentation des industriels dans ce réseau mercredi 1er décembre 2010 > 19


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