Länsi-Texasissa vedestä on niukasti halkeilua, kallista kierrätystä, halpaa hävityskaivoille ja se aiheuttaa M5-maanjäristyksiä.

Länsi-Texasin ja New Mexicon Permi-allas on suurimmaksi osaksi autiomaata. Aavikkoa kutsutaan Chihuahuaniksi, mutta se ei ole raakaa aavikkoa, kuten Sahara, vaan autiomaa, jonka vuotuinen sademäärä on keskimäärin 10 tuumaa. Harvat, pensaat pensaat, kuten kreosootti ja mesquite, ja muutama iso puu, kuten Cottonwoods, jotka elävät vettä kuljettavien purojen varrella. Permijärvellä on niukasti vettä. Mutta ei öljyä!

Permin allas on Yhdysvaltojen johtava öljyn- ja kaasuntuotantoalue. Se tuottaa yli 5.5 MBpd (miljoonaa tynnyriä öljyä päivässä), mikä on suuri osa Yhdysvaltojen kokonaistuotannosta, joka lähestyy 12 MBpd. Menestys on mahdollistanut Texasin pysymisen USA:n osavaltion sijalla raakaöljyn tuotannossa, ja viime vuonna New Mexico on noussut toiseksi.

Vettä on vähän halkeilua varten.

Säröily on avain menestykseen Permin altaalla, jossa liusketekniikka alkaa vaakasuoralla 1-2 mailia pitkällä kaivolla ja pumppaa noin 40 erillistä murtokäsittelyä kaivoa pitkin. Vettä käytetään yhteensä 20 miljoonaa gallonaa, mikä täyttäisi jalkapallostadionin 40 jalkaa nurmialueen yläpuolelle. Säröilyssä käytettäväksi makean veden on oltava peräisin kaupungeista tai pohjavesikerroksista tai kierrättämällä tuotettua vettä.

Koska laajalle levinnyt kuivuus iski Yhdysvaltojen lounaisosaan noin 30 vuotta sitten, makea vesi ei ole enää halpaa. Ja jos murskaava vesi kilpailee karjankasvattajien pumppaaman pohjavesien kanssa, tämä merkitsee ongelmia.

Kallista kierrättää.

Kaivoon tuotetaan vettä öljyn ja kaasun ohella. Se on liian suolaista käytettäväksi, mutta sen voi puhdistaa. Kuinka paljon vettä tuotettiin? Tyypillisesti 1-5 tynnyriä jokaista öljytynnyriä kohden. Permin allas tuottaa 5 MMbopd, mikä tarkoittaa 5–25 MMbwpd (miljoonaa tynnyriä vettä päivässä). Tällaiset valtavat määrät tuotettua vettä on hävitettävä jollakin tavalla tai kierrätettävä.

Kaasuliuskeiden kuningattarella Marcellus-liuskeella on hyvin vähän loppusijoituskaivoja osavaltion hallituksen määräyksen mukaan. Tuotettu vesi kierrätetään tai voidaan kuljettaa myös Ohioon, jossa se kaadetaan loppusijoituskaivoihin.

Tuotetun veden kierrätys on lisääntynyt Permin alueella viime vuosina. Tämä sisältää paikan päällä tapahtuvan siivouksen ja likaisen veden kierrätyksen, jotta se voidaan käyttää seuraavassa murskaustyössä. Tai lähettää likainen vesi kaupalliseen puhdistukseen, kuten suolanpoistolaitokseen.

Yli 100 pienen mittakaavan kierrätyslaitosta on ollut käytössä vuodesta 2015 lähtien, ja kourallinen suurempia vedenkierrätyslaitoksia oli tarkoitus ottaa käyttöön vuoteen 2022 mennessä.

Vaikka puhdistus-/kierrätysmenetelmät ovat kalliimpia, ne ovat saamassa vetovoimaa, kun öljy- ja kaasuyhtiöt tuntevat paineita korjata ongelma, joka on aiheuttanut kaksi M5-maanjäristystä (magnitudi 5), jotka tapahtuivat kuukauden välein vuoden 2022 lopussa. Tämä ei ole hyvä alan imagolle, vaikka järistykset aiheuttivat vähäisiä omaisuusvahinkoja.

Vesi on halpa kaivoon.

Vuonna 2022 Permian yhdistetyt Midlandin ja Delawaren osa-alueet tuotti 7 miljardia tynnyriä mikä on 19 Mbwd. Suuri osa tästä ruiskutettiin loppusijoituskaivojen kautta syviin geologisiin kerroksiin. Tämä valtava vesimäärä oli paljon suurempi kuin se, mitä Oklahoma tuotti vuonna 2015, jolloin osavaltio rekisteröi 890 maanjäristystä, joiden voimakkuus oli M > 3.

Tarkasteltaessa Culbersonin piirikuntaa, jossa suurin osa viimeaikaisista maanjäristyksistä on tapahtunut (katso kuva 1), ruiskutetut määrät vuonna 2020 olivat lähes 0.7 MMbwpd.

Jätevesi aiheuttaa M5-maanjäristyksiä.

Permin altaassa, maanjäristykset ovat lisääntyneet suhteessa loppusijoituskaivoihin ruiskutetun veden määrään. Korrelaatio on vahva, kuten se oli Oklahomassa.

Varoitukset ovat ilmestyneet että Permin allas saattaa seurata Oklahoman maanjäristysrataa, joka johti 5.9 miljoonan järistykseen, joka on Oklahoman kaikkien aikojen suurin, vaikka sääntelijät olivat tunnistaneet ongelman ja vähentäneet injektointia loppusijoituskaivoihin. Tällaiset viivästykset vaihtelivat 6-12 kuukauden välillä.

Mitä on tapahtunut permialueella? Texas Railroad Commission (RRC) toimi nopeasti sen jälkeen Culbersonin piirikunnassa tapahtui 5.4 miljoonan maanjäristys 16. marraskuuta 2022 (kuva 1).

Ruiskutusmäärät Culbersonin aluetta jouduttiin pienentämään noin 70 % vuoden 2022 alusta – ja tämän oli määrä valmistua vuoden 2023 puoliväliin mennessä. Tällä alueella on 78 aktiivista loppusijoituskaivoa. Näistä 19 on Chevronin ja Coterran käyttämiä syviä kaivoja. Uusien ruiskutusrajojen oli oltava 745,000 10 bwpd Chevronin 615,000 kaivossa ja 9 XNUMX bwpd Coterran XNUMX kaivossa.

RRC:n käsitys oli, kuinka RRC reagoisi, jos alueella tapahtuisi toinen M5-maanjäristys. Jos Culbersonin alueella tapahtuu toinen M4.5 tai suurempi järistys, syvät loppusijoituskaivot lähellä järistyksen lähdettä suljetaan kahdeksi vuodeksi. Tämä tarkoittaisi vaihtoehtojen etsimistä tuotetun veden hävittämiseen: joko kuljettaa vesi muiden alueiden kaivojen hävittämiseen tai puhdistaa/kierrättää tuotettu vesi paikan päällä.

Tämä olisi kuitenkin vain lievä isku käsiin ja tuskin koskettaisi valtavia voittoja valmistettu Permin altaalta.

Toinen M5-maanjäristys tapahtui vain kuukautta myöhemmin.

Toinen suuri maanjäristys, M5.3, tapahtui vain kuukautta myöhemmin, 16. joulukuuta 2022. Tämä näytti noudattavan Oklahoman kaavaa, mutta merkittävällä erolla. Toinen M5-järistys tapahtui kokonaan eri alueella - noin 15 mailia länteen Midlandista, Texasista (kuva 1).

Järistys oli laajalle levinnyt – ja sen tunsivat ihmiset Amarillosta ja Abilenesta Texasissa aina länteen aina Carlsbadiin, New Mexicoon, USGS:n mukaan.

Tämän ymmärtämiseksi RCC on tunnistanut lisääntyneen seismisen aktiivisuuden tietyillä alueilla, joita kutsutaan SRA:iksi (Seismic Response Areas). Teksasin Railroad Commissionin viestintäosaston johtajan RJ DeSilvan mukaan tarkoituksena on "käsitellä ja vähentää seismisyyttä ja suojella asukkaita ja ympäristöä Länsi-Teksasin eri osissa. Jokainen SRA on räätälöity vastaaville alueille.

- Northern Culberson-Reeves SRA Siellä tapahtui ensimmäinen M5-järistys 16. marraskuuta 2022.

Toinen M5-järistys, joka tapahtui lähellä Midlandia 16. joulukuuta 2022, on erillisessä SRA:ssa nimeltä Gardendale SRA. Kaikki syvät injektiokaivot on ripustettu Gardendale SRA:han, DeSilva sanoi.

Yksinkertaisin selitys kahdelle M5-maanjäristykselle on, että ne peittävät kaksi erillistä vikajärjestelmää alla olevassa graniittikellarissa. DeSilva sanoo, että nämä kellarissa sijaitsevat viat ulottuvat sedimenttiosaan, jossa sijaitsevat syvät loppusijoituskaivot. Ja näin vedenpaine loppusijoituskaivoista joutuu kellarin vaurioihin, jotka ovat kriittisesti kuormitettuja ja alttiita siirtymään ja aiheuttamaan maanjäristyksiä.

SRA:iden loppusijoituskaivojen valvonta.

Yleisesti ottaen RRC hyväksyi vuonna 2019 seismisesti aktiivisten alueiden loppusijoituskaivojen käyttöä koskevat ohjeet, jotka sisältävät tilavuus- ja painerajat sekä paikallisten geologisten olosuhteiden huomioimisen. RRC noudattaa tällä hetkellä näitä ohjeita.

Gardendale SRA: Syvät loppusijoituskaivot tarkoittavat yleensä Olkimuodostelman yläosan alapuolella, joka sijaitsee Wolfcamp-muodostelman alla, jolla on syvimmät öljyntuotantovälit. Kaikki syvät loppusijoituskaivot on keskeytetty Gardendale SRA:ssa.

Northern Culberson-Reeves SRA: Syvät loppusijoituskaivot tarkoittavat yleensä Wolfcamp-muodostelman pohjan alapuolella, jälleen syvintä tuottavaa muodostumaa. DeSilvan mukaan kaksi syvää kaivoa SRA:ssa keskeytettiin jo maaliskuussa 2022 4.5 magnitudin maanjäristyksen seurauksena.

Myös 16. marraskuuta 2022 tapahtuneen maanjäristyksen jälkeen yleisiä ohjeita laajennettiin erityisesti seuraavasti: "Jos tuleva 4.5 miljoonan+ tapahtuma tapahtuu 9. joulukuuta 5 määritellyn 9 kilometrin (noin 2022 mailin) ​​rajan sisällä, syvät kaivot 9. km raja on suljettuna 24 kuukaudeksi tapahtumapäivästä." Joten kaikki SRA:n kaivot eivät keskeytetä, vaan vain 9 kilometrin säteellä olevia kaivoja.