В Западен Тексас водата е оскъдна за фракинг, скъпа за рециклиране, евтина за изхвърляне на кладенци и причинява земетресения от M5.

Пермският басейн на Западен Тексас и Ню Мексико е пустиня в по-голямата си част. Пустинята се нарича Чихуахуан, но не е сурова пустиня като Сахара, а пустиня, поради средно 10 инча валежи годишно. Редки, храсталаци, като креозот и мескит, и няколко големи дървета, като Cottonwoods, които съществуват по коритата на потоци, носещи вода. Водата е оскъдна през Перм. Но не масло!

Пермският басейн е основният басейн в САЩ за производство на нефт и газ. Той произвежда над 5.5 MMbpd (милиона барела петрол на ден), което е голяма част от общото производство на САЩ, наближаващо 12 MMbpd. Успехът там позволи на Тексас да остане щат №1 в САЩ по производство на суров петрол, а миналата година изкачи Ню Мексико до №2.

Водата е оскъдна за фракинг.

Фракингът е ключът към успеха в пермския басейн, където шистовата техника започва с хоризонтален кладенец с дължина 1-2 мили и изпомпва около 40 отделни фракционирания по дължината на кладенеца. Общата използвана вода е 20 милиона галона, което би напълнило футболен стадион до 40 фута над тревната площ. За да се използва при фракинг, прясната вода трябва да идва от градове или водоносни хоризонти, или чрез рециклиране на произведена вода.

Откакто широко разпространена суша удари югозападната част на САЩ преди около 30 години, прясната вода вече не е евтина. И ако водата за фракинг се конкурира с водата от водоносния хоризонт, изпомпвана от животновъдите, това означава проблеми.

Скъпо за рециклиране.

Водата се произвежда в кладенец заедно с нефта и газа. Твърде солено е за употреба, но може да се почисти. Колко произведена вода? Обикновено 1 – 5 барела за всеки барел петрол. Пермският басейн произвежда 5 MMbopd, което би означавало 5 – 25 MMbwpd (милиона барела вода на ден). Такива огромни количества произведена вода трябва да бъдат изхвърлени по някакъв начин или рециклирани.

Шистите Marcellus, кралицата на газовите шисти, имат много малко кладенци за погребване според указ на държавното правителство. Произведената вода се рециклира или може да бъде транспортирана с камиони до Охайо, където се излива в кладенци за изхвърляне.

Рециклирането на произведената вода се е увеличило в Перм през последните няколко години. Това включва почистване на място и рециклиране на мръсна вода, за да се използва при следващата работа по фракинг. Или изпращане на мръсната вода за търговско почистване, като например в инсталация за обезсоляване.

Над 100 малки съоръжения за рециклиране се използват от 2015 г. насам, а няколко по-големи инсталации за рециклиране на вода бяха планирани да бъдат пуснати в експлоатация до 2022 г.

Въпреки че методите за почистване/рециклиране са по-скъпи, те набират популярност, тъй като петролните и газовите компании изпитват натиск да разрешат проблем, който е причинил две земетресения от M5 (магнитуд 5), случили се с интервал от един месец в края на 2022 г. Това не е добре за имиджа на индустрията, дори ако земетресенията са причинили ограничени материални щети.

Водата е евтина за изхвърляне на кладенци.

През 2022 г. комбинираните подбасейни Мидланд и Делауеър на Перм са произведени 7 милиарда барела което възлиза на 19 MMbwd. Голяма част от това беше инжектирано чрез кладенци за изхвърляне в дълбоки геоложки слоеве. Този огромен обем вода беше много по-голям от това, което Оклахома произведе през една година, 2015 г., когато този щат регистрира 890 земетресения с M> 3.

Разглеждайки окръг Кълбърсън, където са се случили повечето от последните земетресения (вижте Фигура 1), инжектирани обеми през 2020 г. са били почти 0.7 MMbwpd.

Отпадъчните води причиняват земетресения от M5.

В Пермския басейн, земетресенията са се увеличили пропорционално на обемите вода, инжектирани в кладенците за изхвърляне. Корелацията е силна, както беше в Оклахома.

Появиха се предупреждения че Пермският басейн може да следва траекторията на земетресението в Оклахома, което доведе до земетресение с магнитуд 5.9M, най-голямото в Оклахома някога, дори след като регулаторите са признали проблема и са намалили инжектирането в кладенци за отпадъци. Такива забавяния са от порядъка на 6-12 месеца.

И така, какво се е случило през Перм? Тексаската железопътна комисия (RRC) действа бързо след това земетресение с магнитуд 5.4M се случи в окръг Кълбърсън на 16 ноември 2022 г. (Фигура 1).

Инжекционни обеми в Площта на Culberson трябваше да бъде намалена около 70% от началото на 2022 г. — и това трябваше да бъде завършено до средата на 2023 г. В тази зона има 78 действащи кладенеца. 19 от тях са дълбоки кладенци, управлявани от Chevron и Coterra. Новите граници на инжектиране трябваше да бъдат 745,000 10 барела на ден в 615,000-те кладенеца на Chevron и 9 XNUMX барела на ден в XNUMX-те кладенеца на Coterra.

Ключът от RRC беше как RRC ще реагира, ако в района възникне друго земетресение с M5. Ако в района на Кълбърсън възникне друго земетресение с M4.5 или по-голямо, дълбоките кладенци за погребване в близост до източника на земетресението ще бъдат затворени за две години. Това би означавало да се намерят алтернативи за изхвърляне на произведената вода: или транспортиране на водата до кладенци за изхвърляне в други райони, или почистване/рециклиране на произведената вода на място.

Това обаче ще бъде само лек шамар с ръка и едва ще докосне огромни печалби изградена от Пермския басейн.

Само месец по-късно се случи друго земетресение с М5.

Друго голямо земетресение, M5.3, се случи само един месец по-късно, на 16 декември 2022 г. Това изглежда следваше модела на Оклахома, но с важна разлика. Второто земетресение с М5 се случи в съвсем различна област – на около 15 мили западно от Мидланд, Тексас (Фигура 1).

Земетресението е било широко разпространено – и е било усетено от хора от Амарило и Абилин в Тексас до чак на запад до Карлсбад, Ню Мексико, според USGS.

За да разбере това, RCC идентифицира повишена сеизмична активност в определени зони, наречени SRAs (Зони за сеизмичен отговор). Според RJ DeSilva, директор на отдела за комуникации, железопътната комисия на Тексас, целта е „да се обърне внимание и да се намали сеизмичността и да се защитят жителите и околната среда в различни части на Западен Тексас. Всеки SRA е съобразен със съответните региони.“

- Northern Culberson-Reeves SRA е мястото, където се случи първото земетресение с M5 на 16 ноември 2022 г.

Второто земетресение M5, което се случи близо до Мидланд на 16 декември 2022 г., е в отделна SRA, наречена Gardendale SRA. Всички дълбоки инжекционни кладенци са спрени в Gardendale SRA, каза DeSilva.

Най-простото обяснение за двете земетресения с M5 е, че те се намират върху две отделни системи от разломи в гранитното мазе отдолу. ДеСилва казва, че тези разломи в сутерена се простират нагоре в седиментния участък, където са разположени дълбоки кладенци за погребване. И това е начинът, по който налягането на водата от кладенците за изхвърляне попада в разломите на сутерена, които са критично напрегнати и склонни да се изместват и да създават земетресения.

Контрол на кладенци за погребване в SRA.

Като цяло през 2019 г. RRC прие насоки за експлоатация на кладенци за погребване в сеизмично активни зони, които включват ограничения за обем и налягане и отчитане на местните геоложки условия. В момента RRC следва тези указания.

Gardendale SRA: Дълбоките кладенци за погребване обикновено означават под горната част на формацията Strawn, която се намира под формацията Wolfcamp, която има най-дълбоките интервали на добив на нефт. Всички дълбоки кладенци за погребване са спрени в Gardendale SRA.

Northern Culberson-Reeves SRA: Дълбоките кладенци за погребване обикновено означават под основата на формацията Wolfcamp, отново най-дълбоката продуктивна формация. Според DeSilva два дълбоки кладенеца в SRA вече са били спрени през март 2022 г. след земетресение с магнитуд 4.5.

Също така, след земетресението от 16 ноември 2022 г. общите насоки бяха специално разширени, за да включват следното: „Ако бъдещо събитие от 4.5 милиона+ възникне в рамките на границата от 9 км (приблизително 5 мили), идентифицирана на 9 декември 2022 г., дълбоки кладенци в рамките на 9 km ще бъде затворена за 24 месеца от датата на събитието. Така че не всички кладенци в рамките на SRA ще бъдат спрени, а само кладенци в рамките на 9 km радиално.