V zahodnem Teksasu je voda redka za fracking, draga za recikliranje, poceni za vodnjake za odlaganje in povzroča potrese M5.

Permsko porečje Zahodnega Teksasa in Nove Mehike je večinoma puščava. Puščava se imenuje Chihuahuan, vendar ni surova puščava kot Sahara, ampak puščava zaradi povprečno 10 centimetrov padavin na leto. Redko, grmičasto grmovje, kot sta kreozot in mesquite, ter nekaj velikih dreves, kot je cottonwood, ki rastejo ob strugah potokov, ki prenašajo vodo. V permu je vode malo. Ampak ne olje!

Permski bazen je glavni bazen v ZDA za proizvodnjo nafte in plina. Proizvede več kot 5.5 MMbpd (milijonov sodčkov nafte na dan), kar je velik del celotne proizvodnje v ZDA, ki se približuje 12 MMbpd. Tamkajšnji uspeh je Teksasu omogočil, da je ostal prva zvezna država ZDA po proizvodnji surove nafte, Novo Mehiko pa je lani popeljal na drugo mesto.

Vode za fracking primanjkuje.

Fracking je ključ do uspeha v permskem bazenu, kjer se tehnika iz skrilavca začne z vodoravno vrtino, dolgo 1-2 milje, in črpa približno 40 ločenih obdelav frac vzdolž vrtine. Skupna porabljena voda je 20 milijonov galon, kar bi napolnilo nogometni stadion do 40 metrov nad travnato površino. Za uporabo pri frackingu mora sladka voda prihajati iz mest ali vodonosnikov ali z recikliranjem proizvedene vode.

Odkar je jugozahod ZDA pred približno 30 leti prizadela obsežna suša, sladka voda ni več poceni. In če voda za fraking tekmuje z vodo iz vodonosnika, ki jo črpajo rančerji, to pomeni težave.

Drago za recikliranje.

Voda se proizvaja v vrtini skupaj z nafto in plinom. Je preveč slan za uporabo, vendar ga je mogoče očistiti. Koliko proizvedene vode? Običajno 1–5 sodčkov za vsak sod nafte. Permski bazen proizvede 5 MMbopd, kar bi pomenilo 5 – 25 MMbwpd (milijonov sodov vode na dan). Tako ogromne količine proizvedene vode je treba na nek način odstraniti ali reciklirati.

Skrilavec Marcellus, kraljica plinskih skrilavcev, ima po odloku državne vlade zelo malo vrtin za odlaganje. Proizvedeno vodo reciklirajo ali pa jo lahko prepeljejo s tovornjaki v Ohio, kjer jo zlijejo v vodnjake za odlaganje.

Recikliranje proizvedene vode se je v permu v zadnjih nekaj letih povečalo. To vključuje čiščenje na kraju samem in recikliranje umazane vode za uporabo pri naslednjem frackingu. Ali pošiljanje umazane vode v komercialno čiščenje, na primer v obrat za razsoljevanje.

Od leta 100 je v uporabi več kot 2015 manjših reciklažnih obratov, do leta 2022 pa naj bi zagnali nekaj večjih reciklažnih obratov.

Čeprav so metode čiščenja/recikliranja dražje, postajajo vse bolj priljubljene, saj so naftna in plinska podjetja pod pritiskom, da morajo odpraviti težavo, ki je povzročila dva potresa M5 (z magnitudo 5), ki sta se konec leta 2022 zgodila v razmaku enega meseca. To ni dobro za podobo industrije, tudi če so potresi povzročili omejeno materialno škodo.

Voda za vodnjake je poceni.

Leta 2022 združena podporečja Midland in Delaware v permu proizvedel 7 milijard sodov kar znaša 19 MMbwd. Velik del tega je bil vbrizgan preko vrtin za odlaganje v globoke geološke plasti. Ta ogromna količina vode je bila veliko večja od tiste, ki jo je proizvedla Oklahoma v letu 2015, ko je ta država zabeležila 890 potresov z M > 3.

Če pogledamo okrožje Culberson, kjer se je zgodila večina nedavnih potresov (glej sliko 1), vbrizgane količine leta 2020 znašale skoraj 0.7 MMwpd.

Odpadne vode povzročajo potrese stopnje M5.

V permskem bazenu, potresi so se povečali sorazmerno s količino vode, vbrizgane v odlagalne vrtine. Korelacija je močna, kot je bila v Oklahomi.

Pojavila so se opozorila da bi lahko permski bazen sledil poti potresa v Oklahomi, ki je privedel do potresa z močjo 5.9 M, največjega v Oklahomi doslej, tudi potem, ko so regulatorji prepoznali težavo in zmanjšali vbrizgavanje v odlagalne vrtine. Takšne zamude so bile v razponu od 6 do 12 mesecev.

Kaj se je torej zgodilo v permu? Teksaška železniška komisija (RRC) je hitro ukrepala v okrožju Culberson se je zgodil potres z močjo 5.4 M 16. novembra 2022 (slika 1).

Injekcijske količine v Območje Culberson je bilo treba zmanjšati približno 70 % od začetka leta 2022 — in to naj bi bilo dokončano do sredine leta 2023. Na tem območju je aktivnih 78 odlagališč. 19 od teh je globokih vrtin, ki jih upravljata Chevron in Coterra. Nove omejitve vbrizgavanja so morale biti 745,000 bw/dan v 10 vrtinah družbe Chevron in 615,000 bw/dan v 9 vrtinah družbe Coterra.

Odločitev RRC je bila, kako bi se RRC odzval, če bi se na tem območju zgodil nov potres M5. Če se na območju Culberson zgodi še en potres stopnje M4.5 ali močnejši, bodo globoki odlagalni vodnjaki blizu vira potresa zaprti za dve leti. To bi pomenilo iskanje alternativ za odstranjevanje proizvedene vode: bodisi tovorjenje vode do vodnjakov za odlaganje na drugih območjih ali čiščenje/recikliranje proizvedene vode na kraju samem.

Vendar bi bila to le blaga klofuta in bi se komaj dotaknila ogromne dobičke ki je nastala iz permskega bazena.

Še en potres M5 se je zgodil le mesec dni kasneje.

Še en močan potres, M5.3, se je zgodil le en mesec pozneje, 16. decembra 2022. Zdelo se je, da sledi vzorcu Oklahome, vendar s pomembno razliko. Drugi potres M5 se je zgodil na povsem drugem območju – približno 15 milj zahodno od Midlanda v Teksasu (slika 1).

Potres je bil zelo razširjen – čutili so ga ljudje od Amarilla in Abilene v Teksasu do zahodnega Carlsbada v Novi Mehiki, poroča USGS.

Da bi to razumel, je RCC ugotovil povečano seizmično aktivnost na določenih območjih, imenovanih SRA (območja seizmičnega odziva). Po besedah ​​RJ DeSilva, direktorja oddelka za komunikacije pri železniški komisiji v Teksasu, je namen »obravnavati in zmanjšati seizmičnost ter zaščititi prebivalce in okolje v različnih delih zahodnega Teksasa. Vsak SRA je prilagojen posameznim regijam.«

O Northern Culberson-Reeves SRA tam se je 5. novembra 16 zgodil prvi potres M2022.

Drugi potres M5, ki se je zgodil blizu Midlanda 16. decembra 2022, je v ločeni SRA, imenovani Gardendale SRA. Vse globoke injekcijske vrtine so bile začasno ustavljene v Gardendale SRA, je dejal DeSilva.

Najenostavnejša razlaga za dva potresa M5 je, da prekrivata dva ločena prelomna sistema v granitni kleti spodaj. DeSilva pravi, da se ti prelomi v kleti raztezajo v sedimentni del, kjer se nahajajo globoki odlagalni vodnjaki. In tako pride vodni pritisk iz vodnjakov za odlaganje v kletne prelome, ki so kritično obremenjeni in nagnjeni k premikanju in ustvarjanju potresov.

Kontrola odlagalnih vodnjakov v SRA.

Na splošno je RRC leta 2019 sprejel smernice za obratovanje odlagalnih vrtin na potresno aktivnih območjih, ki vključujejo omejitve volumna in tlaka ter upoštevanje lokalnih geoloških razmer. RRC trenutno sledi tem smernicam.

Gardendale SRA: Globoke vrtine za odlaganje na splošno pomenijo pod vrhom formacije Strawn, ki leži pod formacijo Wolfcamp, ki ima najgloblje intervale proizvodnje nafte. Vse globoke vrtine za odlaganje so bile začasno ustavljene v Gardendale SRA.

Northern Culberson-Reeves SRA: Globoke odlagalne vrtine na splošno pomenijo pod dnom formacije Wolfcamp, ki je spet najgloblja produktivna formacija. Po besedah ​​DeSilve sta bili dve globoki vrtini v SRA že začasno ustavljeni marca 2022 po potresu z magnitudo 4.5.

Poleg tega so bile po potresu 16. novembra 2022 splošne smernice posebej razširjene tako, da vključujejo naslednje: »Če bi se prihodnji dogodek 4.5 milijona+ zgodil znotraj meje 9 km (približno 5 milj), opredeljene 9. decembra 2022, bi globoke vrtine znotraj 9 km bo zaprta za 24 mesecev od datuma dogodka.« Torej ne bi bile začasno ustavljene vse vrtine znotraj SRA, ampak le vrtine v radialnem obsegu 9 km.