Abierto

Aug 18, 2023

El geocientífico computacional de LLNL Chris Sherman (izquierda) y la sismóloga Kayla Kroll demuestran el kit de herramientas Operational FoRecasting for Induced Seismicity (ORION) que fue financiado por la Oficina de Energía Fósil y Gestión del Carbono del Departamento de Energía en el marco de la Asociación Nacional de Evaluación de Riesgos y la Máquina Informada por la Ciencia. Aprendizaje para acelerar la decisión en tiempo real en la iniciativa de aplicaciones subterráneas. ORION es una plataforma de software de predicción sísmica basada en la física para ayudar a los operadores y reguladores a comprender y gestionar mejor los peligros sísmicos en los sitios de almacenamiento de carbono.

(Foto de Blaise Dueros)

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) se ha asociado con otro laboratorio nacional y una empresa de monitoreo de instrumentación sísmica para desarrollar una plataforma de software de pronóstico sísmico basada en la física para ayudar a los operadores y reguladores a comprender y gestionar mejor los peligros sísmicos en los sitios de almacenamiento de carbono.

Los científicos de LLNL han trabajado con investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) y Nanometrics, Inc., con sede en Ottawa, Canadá, para desarrollar el conjunto de herramientas Operation FoRecastingof Induced Sismicity (ORION), una plataforma de software de código abierto. Las operaciones de almacenamiento de carbono a escala comercial enfrentan un riesgo significativo de inducir sismicidad cuando los fluidos se eliminan en el subsuelo de la Tierra. Los terremotos inducidos o eventos sísmicos generados por actividades antropogénicas pueden dañar la propiedad y amenazar la integridad de las unidades de sellado menos profundas, permitiendo que escape el dióxido de carbono o CO2. Si bien la mayoría de las operaciones experimentarán temblores de bajo nivel, es posible que ocurran terremotos de mayor magnitud. Estos acontecimientos pueden provocar la interrupción de la inyección de CO2 en un único lugar de almacenamiento o erosionar la confianza en toda la industria. Para gestionar estos riesgos, los operadores individuales deben comprender los peligros sísmicos actuales y futuros en un sitio de almacenamiento y los reguladores deben poder evaluar el peligro sísmico a escala de cuenca. "El almacenamiento de CO2 es un componente esencial para una mitigación climática eficaz y la sismicidad inducida debe gestionarse para permitir un despliegue a gran escala", dijo Joe Morris, líder asociado del Programa de Energía Subsuperficial de LLNL. “ORION pone el poder de las técnicas estadísticas y de aprendizaje automático en manos de los operadores, permitiéndoles gestionar estos sistemas subterráneos de forma más segura y eficiente. La compleja combinación de tecnologías y experiencia contenidas en ORION no habría sido posible sin el liderazgo de los laboratorios nacionales”. El líder del programa de energía de LLNL, Dan Flowers, estuvo de acuerdo con la evaluación de Morris sobre la importancia de que los laboratorios nacionales trabajen en este problema. “ORION aprovecha décadas de liderazgo de laboratorios nacionales en mediciones de alta fidelidad y simulaciones basadas en la física de procesos sismológicos en el subsuelo. Estoy encantado de que el lanzamiento de código abierto de ORION proporcione a la industria y a los tomadores de decisiones una poderosa herramienta para ayudar a acelerar el despliegue del almacenamiento de CO2 a escala”, afirmó Flowers. ORION incorpora pronósticos independientes basados ​​en física, estadísticas y aprendizaje automático respaldados por estimaciones analíticas, observacionales y físicas de la evolución de la presión y el estrés relacionados con la inyección. ORION también proporciona un análisis del peligro sísmico antes, durante y después de la inyección y puede medir la efectividad de posibles estrategias de mitigación, como reducir el volumen de fluido inyectado en un pozo o modular las tasas de inyección en varios pozos para gestionar los riesgos donde los terremotos inducidos han tenido lugar. superó los umbrales de tolerancia. El kit de herramientas ORION proporciona una interfaz fácil de usar para la generación de pronósticos y visualización de peligros sísmicos. Las funcionalidades básicas brindan al usuario estimaciones del peligro sísmico en una ubicación basadas en fuentes de datos disponibles públicamente del Servicio Geológico de los Estados Unidos y agencias reguladoras estatales. Las capacidades avanzadas permiten a los usuarios cargar catálogos de terremotos locales de alta precisión, perfiles de inyección proyectados y/o estimaciones espaciotemporales de presión y tensión y diversos parámetros de propiedades de rocas y fluidos. Luego, ORION produce un pronóstico conjunto espacial y temporal de sismicidad o probabilidad de inducir un terremoto durante el período de pronóstico. ORION también genera una distribución de una magnitud máxima posible de terremoto esperada derivada estadísticamente. ORION también propone estrategias de gestión operativa, como reducir los volúmenes de inyección en pozos específicos, según el nivel de peligro. El desarrollo de ORION aprovecha la experiencia técnica multidisciplinaria de LLNL y LBNL, incluida la física y nucleación de terremotos, sismología estadística, geomecánica de yacimientos, aprendizaje automático e ingeniería de software. ORION fue financiado conjuntamente a través de dos proyectos de investigación aplicada patrocinados por la Oficina de Energía Fósil y Gestión del Carbono del DOE de EE. UU. y financiados por la Ley de Infraestructura Bipartidista: la Asociación Nacional de Evaluación de Riesgos y la Iniciativa de Aprendizaje Automático con Información Científica para Acelerar las Decisiones en Tiempo Real en Aplicaciones Subsuperficiales. ORION fue desarrollado por la sismóloga de LLNL Kayla Kroll, Christopher Sherman de LLNL, que se especializa en geomecánica computacional; y el ex geofísico del LBNL Keurfon Luu.

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