In West-Texas is water schaars voor fracking, duur voor recycling, goedkoop voor afvoerputten en het veroorzaakt M5-aardbevingen.

Het Perm-bekken van West-Texas en New Mexico is grotendeels woestijn. De woestijn wordt de Chihuahuan genoemd, maar is geen rauwe woestijn zoals de Sahara, maar woestijn vanwege gemiddeld 10 centimeter regen per jaar. Schaarse struiken met struikgewas, zoals creosoot en mesquite, en enkele grote bomen, zoals Cottonwoods, die langs watervoerende kreekbeddingen staan. Water is schaars in het Perm. Maar geen olie!

Het Perm-bekken is het belangrijkste bekken in de VS voor de productie van olie en gas. Het produceert meer dan 5.5 MMbpd (miljoen vaten olie per dag), wat een groot deel is van de totale Amerikaanse productie die de 12 MMbpd nadert. Het succes daar heeft Texas in staat gesteld om de nummer 1 Amerikaanse staat te blijven in de productie van ruwe olie en vorig jaar heeft New Mexico naar de nummer 2 gedreven.

Water is schaars voor fracken.

Fracking is de sleutel tot succes in het Perm-bekken, waar de schalietechniek begint met een horizontale put van 1-2 mijl lang en ongeveer 40 afzonderlijke frac-behandelingen langs de put pompt. Het totale gebruikte water is 20 miljoen gallons, wat een voetbalstadion tot 40 meter boven het grasveld zou vullen. Voor gebruik bij fracken moet zoetwater uit steden of watervoerende lagen komen, of door geproduceerd water te recyclen.

Sinds een wijdverbreide droogte ongeveer 30 jaar geleden het zuidwesten van de VS trof, is zoet water niet meer goedkoop. En als fracking-water concurreert met aquifer-water dat door boeren wordt opgepompt, betekent dit problemen.

Duur om te recyclen.

Water wordt geproduceerd in een put, samen met olie en gas. Het is te zout voor gebruik, maar het kan worden opgeruimd. Hoeveel geproduceerd water? Typisch 1 - 5 vaten voor elk vat olie. Het Perm-bekken produceert 5 MMbopd, wat neerkomt op 5 – 25 MMbwpd (miljoen vaten water per dag). Zulke enorme hoeveelheden geproduceerd water moeten op de een of andere manier worden afgevoerd of gerecycled.

De Marcellus-schalie, de koningin van de gasschalie, heeft volgens een decreet van de deelstaatregering zeer weinig afvoerputten. Geproduceerd water wordt gerecycled of kan ook per vrachtwagen naar Ohio worden vervoerd, waar het in afvoerputten wordt gegoten.

Het recyclen van geproduceerd water is de afgelopen jaren toegenomen in het Perm. Dit omvat het ter plekke opruimen en recyclen van vuil water om het te gebruiken bij de volgende fracking-klus. Of het vuile water sturen voor commerciële opruiming, zoals in een ontziltingsinstallatie.

Sinds 100 zijn er meer dan 2015 kleinschalige recyclinginstallaties in gebruik en tegen 2022 zouden een handvol grotere waterrecyclinginstallaties in gebruik moeten worden genomen.

Hoewel opruim-/recyclagemethoden duurder zijn, krijgen ze steeds meer terrein omdat olie- en gasmaatschappijen druk voelen om een ​​probleem op te lossen dat de oorzaak was van twee aardbevingen van M5 (magnitude 5) die eind 2022 met een tussenpoos van een maand plaatsvonden. goed voor het imago van de industrie, ook al veroorzaakten de aardbevingen beperkte materiële schade.

Water is goedkoop voor afvoerputten.

In 2022, de gecombineerde deelstroomgebieden Midland en Delaware van het Perm produceerde 7 miljard vaten wat neerkomt op 19 MMbwd. Een groot deel hiervan werd via bergingsputten geïnjecteerd in diepe geologische lagen. Deze enorme hoeveelheid water was veel groter dan wat Oklahoma produceerde in een jaar, 2015, toen die staat 890 aardbevingen van M> 3 registreerde.

Kijkend naar Culberson County, waar de meeste recente aardbevingen hebben plaatsgevonden (zie figuur 1), geïnjecteerde volumes in 2020 waren dat bijna 0.7 MMbwpd.

Verwijderingswater veroorzaakt M5-aardbevingen.

In het Perm-bekken, aardbevingen zijn toegenomen in verhouding tot de hoeveelheid water die in afvoerputten wordt geïnjecteerd. De correlatie is sterk, net als in Oklahoma.

Er zijn waarschuwingen verschenen dat het Perm-bekken het aardbevingstraject van Oklahoma zou kunnen volgen, wat leidde tot een aardbeving van 5.9 miljoen, de grootste aardbeving ooit in Oklahoma, zelfs nadat regelgevers het probleem hadden erkend en de injecties in afvoerputten hadden verminderd. Dergelijke vertragingen vielen binnen het bereik van 6-12 maanden.

Dus wat is er gebeurd in het Perm? De Texas Railroad Commission (RRC) kwam daarna snel in actie een aardbeving van 5.4 miljoen deed zich voor in Culberson County op 16 november 2022 (Figuur 1).

Injectievolumes in de Het gebied van Culberson moest worden verkleind ongeveer 70% vanaf begin 2022 - en dit zou medio 2023 voltooid zijn. In dit gebied zijn 78 bergingsputten actief. 19 hiervan zijn diepe putten die worden geëxploiteerd door Chevron en Coterra. De nieuwe injectielimieten moesten 745,000 bwpd zijn in de 10 putten van Chevron en 615,000 bwpd in de 9 putten van Coterra.

De clincher van RRC was hoe RRC zou reageren als er weer een M5-aardbeving in het gebied zou plaatsvinden. Als er nog een M4.5-beving of grotere aardbeving plaatsvindt in het Culberson-gebied, worden diepe bergingsputten dicht bij de bron van de aardbeving gedurende twee jaar gesloten. Dat zou betekenen dat er alternatieven moeten worden gevonden om het geproduceerde water af te voeren: ofwel het water vervoeren naar afvoerputten in andere gebieden, of het geproduceerde water ter plekke opruimen/recyclen.

Dit zou echter slechts een milde handklap zijn en zou de enorme winsten gemaakt van het Perm-bekken.

Slechts een maand later vond nog een M5-aardbeving plaats.

Een maand later, op 5.3 december 16, vond nog een grote aardbeving plaats, M2022. Deze leek het Oklahoma-patroon te volgen, maar met een belangrijk verschil. De tweede M5-beving vond plaats in een totaal ander gebied - ongeveer 15 kilometer ten westen van Midland, Texas (figuur 1).

De aardbeving was wijdverbreid en werd gevoeld door mensen van Amarillo en Abilene in Texas tot zo ver westelijk als Carlsbad, New Mexico, volgens USGS.

Om dit te begrijpen, heeft RCC verhoogde seismische activiteit geïdentificeerd in bepaalde gebieden die SRA's (Seismic Response Areas) worden genoemd. Volgens RJ DeSilva, directeur van de communicatieafdeling van de spoorwegcommissie van Texas, is het doel “om seismische activiteit aan te pakken en te verminderen en om bewoners en het milieu in verschillende delen van West-Texas te beschermen. Elke SRA is afgestemd op de respectieve regio's."

De Noord-Culberson-Reeves SRA is waar de eerste M5-beving plaatsvond op 16 november 2022.

De tweede M5-beving die plaatsvond in de buurt van Midland op 16 december 2022, bevindt zich in een afzonderlijke SRA, de Gardendale SRA. Alle diepe injectieputten zijn opgehangen in de Gardendale SRA, zei DeSilva.

De eenvoudigste verklaring voor de twee M5-aardbevingen is dat ze over twee afzonderlijke foutsystemen in de granieten kelder eronder liggen. DeSilva zegt dat deze fouten in de kelder zich uitstrekken tot in het sedimentaire gedeelte waar diepe bergingsputten zich bevinden. En dit is hoe de waterdruk van afvoerputten in kelderfouten terechtkomt die ernstig onder druk staan ​​en vatbaar zijn voor verschuiven en aardbevingen veroorzaken.

Controle van bergingsputten in SRA's.

Over het algemeen heeft de RRC in 2019 richtlijnen aangenomen voor het exploiteren van bergingsputten in seismisch actieve gebieden, waaronder volume- en druklimieten en rekening houdend met lokale geologische omstandigheden. De RRC volgt momenteel die richtlijnen.

Gardendale SRA: Diepbergingsputten betekenen over het algemeen onder de top van de Strawn-formatie die onder de Wolfcamp-formatie ligt, die de diepste olieproductie-intervallen heeft. In de Gardendale SRA zijn alle diepe bergingsputten opgehangen.

Noord-Culberson-Reeves SRA: Diepe bergingsputten betekenen over het algemeen onder de basis van de Wolfcamp-formatie, wederom de diepste productieve formatie. Volgens DeSilva werden in maart 2022 al twee diepe putten in de SRA stilgelegd na een aardbeving met een kracht van 4.5.

Ook werd na de aardbeving van 16 november 2022 de algemene richtlijn specifiek uitgebreid om dit op te nemen: “Mocht er zich in de toekomst een gebeurtenis van meer dan 4.5 miljoen voordoen binnen de grens van 9 km (ongeveer 5 mijl) die op 9 december 2022 is vastgesteld, diepe putten binnen de 9 km-grens zal gedurende 24 maanden vanaf de datum van het evenement worden afgesloten. Het zijn dus niet alle putten binnen de SRA die worden opgeschort, maar alleen putten binnen een straal van 9 km.