I det vestlige Texas er der knapt med vand til fracking, dyrt til genanvendelse, billigt til bortskaffelsesbrønde, og det forårsager M5-jordskælv.

Det permiske bassin i West Texas og New Mexico er for det meste ørken. Ørkenen kaldes Chihuahuan, men er ikke rå ørken som Sahara, men ørken skyldes i gennemsnit 10 tommer nedbør om året. Sparsomme, krattede buske som creosot og mesquite og få store træer, som Cottonwoods, der findes langs åer, der fører vand. Vand er knap i Perm. Men ikke olie!

Perm-bassinet er det førende bassin i USA til olie- og gasproduktion. Den producerer over 5.5 MMbpd (millioner tønder olie om dagen), hvilket er en stor del af den samlede amerikanske produktion, der nærmer sig 12 MMbpd. Succes derude har gjort det muligt for Texas at forblive #1 amerikansk stat inden for råolieproduktion og sidste år har ført New Mexico til #2.

Vand er knap til fracking.

Fracking er nøglen til succes i Perm-bassinet, hvor skiferteknikken starter med en vandret brønd på 1-2 miles lang og pumper omkring 40 separate fraktioner langs brønden. Samlet brugt vand er 20 millioner gallons, hvilket ville fylde et fodboldstadion til 40 fod over græsarealet. Til brug i fracking skal ferskvand komme fra byer eller grundvandsmagasiner eller ved at genbruge produceret vand.

Siden en udbredt tørke ramte det sydvestlige USA for omkring 30 år siden, er ferskvand ikke længere billigt. Og hvis fracking-vand konkurrerer med akvifervand, der pumpes op af ranchere, giver det problemer.

Dyrt at genbruge.

Vand produceres i en brønd sammen med olie og gas. Det er for salt til brug, men det kan ryddes op. Hvor meget producerede vand? Typisk 1 – 5 tønder for hver tønde olie. Perm-bassinet producerer 5 MMbopd, hvilket ville oversætte til 5 – 25 MMbwpd (millioner tønder vand om dagen). Sådanne enorme mængder produceret vand skal bortskaffes på en eller anden måde eller genbruges.

Marcellus-skiferen, dronningen af ​​gasskifer, har meget få bortskaffelsesbrønde i henhold til statsregeringens påbud. Produceret vand genbruges eller kan også transporteres til Ohio, hvor det hældes i bortskaffelsesbrønde.

Genanvendelse af produceret vand er steget i Perm i de sidste par år. Dette inkluderer oprydning på stedet og genbrug af snavset vand for at bruge det på det næste fracking-job. Eller sende det snavsede vand til kommerciel oprydning, såsom i et afsaltningsanlæg.

Over 100 mindre genbrugsanlæg har været i brug siden 2015, og en håndfuld større vandgenbrugsanlæg var planlagt til at blive taget i brug i 2022.

Selvom oprydnings-/genbrugsmetoder er dyrere, vinder de indpas, da olie- og gasselskaber føler sig presset til at løse et problem, der har forårsaget to jordskælv på M5 (magnitude 5), der fandt sted med en måneds mellemrum i slutningen af ​​2022. Dette er ikke godt for branchens image, selvom jordskælvene forårsagede begrænset skade på ejendom.

Vand er billigt til bortskaffelsesbrønde.

I 2022, de kombinerede Midland og Delaware underbassiner af Perm produceret 7 milliarder tønder hvilket svarer til 19 MMbwd. En stor del af dette blev injiceret via bortskaffelsesbrønde i dybe geologiske lag. Denne enorme mængde vand var meget større end hvad Oklahoma producerede i et år, 2015, da denne stat registrerede 890 jordskælv på M > 3.

Ser man på Culberson County, hvor de fleste af de seneste jordskælv har fundet sted (se figur 1), injicerede volumener i 2020 var næsten 0.7 MMbwpd.

Bortskaffelsesvand forårsager M5 jordskælv.

I det permiske bassin, jordskælv er steget i forhold til mængden af ​​vand injiceret i bortskaffelsesbrønde. Korrelationen er stærk, som den var i Oklahoma.

Advarsler er dukket op at Perm-bassinet kunne følge jordskælvets bane i Oklahoma, hvilket førte til et 5.9 M jordskælv, Oklahomas største nogensinde, selv efter at regulatorer havde erkendt problemet og reduceret injektioner i bortskaffelsesbrønde. Sådanne forsinkelser faldt i intervallet 6-12 måneder.

Så hvad er der sket i Perm? Texas Railroad Commission (RRC) handlede hurtigt efter et 5.4 M jordskælv fandt sted i Culberson County den 16. november 2022 (Figur 1).

Injektionsvolumener i Culberson-området måtte reduceres omkring 70 % fra begyndelsen af ​​2022 - og dette skulle være afsluttet medio 2023. Dette område har 78 deponeringsboringer, der er aktive. 19 af disse er dybe brønde, der drives af Chevron og Coterra. De nye injektionsgrænser skulle være 745,000 bwpd i Chevrons 10 brønde og 615,000 bwpd i Coterras 9 brønde.

Udslaget fra RRC var, hvordan RRC ville reagere, hvis endnu et M5 jordskælv opstod i området. Hvis et andet M4.5 eller større jordskælv opstår i Culberson-området, vil dybe deponeringsbrønde tæt på kilden til jordskælvet blive lukket inde i to år. Det ville betyde at finde alternativer til at bortskaffe det producerede vand: enten transportere vandet til bortskaffelsesbrønde i andre områder eller rense/genbruge det producerede vand på stedet.

Dette ville dog kun være et mildt håndslag, og ville næsten ikke røre ved kæmpe overskud er lavet ud af Perm-bassinet.

Endnu et M5-jordskælv fandt sted blot en måned senere.

Et andet stort jordskælv, M5.3, fandt sted blot en måned senere, den 16. december 2022. Dette så ud til at følge Oklahoma-mønsteret, men med en vigtig forskel. Det andet M5-skælv fandt sted i et helt andet område - omkring 15 miles vest for Midland, Texas (Figur 1).

Jordskælvet var udbredt - og mærket af folk fra Amarillo og Abilene i Texas til så langt vest som Carlsbad, New Mexico, ifølge USGS.

For at forstå dette har RCC identificeret øget seismisk aktivitet i visse områder kaldet SRA'er (Seismic Response Areas). Ifølge RJ DeSilva, direktør for kommunikationsafdelingen, Railroad Commission of Texas, er formålet "at adressere og reducere seismicitet og beskytte beboere og miljøet i forskellige dele af West Texas. Hver SRA er skræddersyet til de respektive regioner."

Northern Culberson-Reeves SRA Det er her det første M5-skælv fandt sted den 16. november 2022.

Det andet M5-skælv, der fandt sted nær Midland den 16. december 2022, er i en separat SRA kaldet Gardendale SRA. Alle dybe injektionsbrønde er blevet suspenderet i Gardendale SRA, sagde DeSilva.

Den enkleste forklaring på de to M5 jordskælv er, at de ligger over to separate forkastningssystemer i granitkælderen nedenfor. DeSilva siger, at disse kælder-siddende forkastninger strækker sig op i den sedimentære sektion, hvor der er placeret dybe bortskaffelsesbrønde. Og det er sådan, vandtryk fra bortskaffelsesbrønde kommer ind i kælderforkastninger, der er kritisk belastede og tilbøjelige til at skifte og skabe jordskælv.

Kontrol af bortskaffelsesboringer i SRA'er.

Generelt vedtog RRC i 2019 retningslinjer for drift af deponeringsboringer i seismisk aktive områder, som omfatter volumen- og trykgrænser og en overvejelse af lokale geologiske forhold. RRC følger i øjeblikket disse retningslinjer.

Gardendale SRA: Dybe deponeringsbrønde betyder generelt under toppen af ​​Strawn Formation, som ligger under Wolfcamp-formationen, som har de dybeste olieproduktionsintervaller. Alle dybe bortskaffelsesbrønde er blevet suspenderet i Gardendale SRA.

Northern Culberson-Reeves SRA: Dybe bortskaffelsesbrønde betyder generelt under bunden af ​​Wolfcamp-formationen, igen den dybeste produktive formation. Ifølge DeSilva var to dybe brønde i SRA allerede suspenderet i marts 2022 efter et jordskælv med en styrke på 4.5.

Efter jordskælvet den 16. november 2022 blev den generelle vejledning specifikt udvidet til at omfatte dette: "Skulle en fremtidig 4.5M+ hændelse indtræffe inden for den 9 km (ca. 5 mile) grænse identificeret den 9. december 2022, dybe brønde inden for de 9. km-grænsen vil være lukket i 24 måneder fra datoen for begivenheden." Så det er ikke alle brønde inden for SRA, der vil blive suspenderet, men kun brønde inden for en radial på 9 km.