I Vest-Texas er vann knappe for fracking, dyrt for resirkulering, billig for avhendingsbrønner, og det forårsaker M5-jordskjelv.

Perm-bassenget i Vest-Texas og New Mexico er for det meste ørken. Ørkenen kalles Chihuahuan, men er ikke rå ørken som Sahara, men ørken på grunn av gjennomsnittlig 10 tommer nedbør per år. Sparsomme, krattete busker som kreosot og mesquite og få store trær, som Cottonwoods som finnes langs bekkeleier som fører vann. Det er lite vann i Perm. Men ikke olje!

Perm-bassenget er det fremste bassenget i USA for olje- og gassproduksjon. Den produserer over 5.5 MMbpd (millioner fat olje per dag), som er en stor del av den totale amerikanske produksjonen som nærmer seg 12 MMbpd. Suksess der ute har gjort det mulig for Texas å forbli nummer 1 i USA når det gjelder produksjon av råolje, og fjoråret har ført New Mexico til #2.

Vann er mangelvare for fracking.

Fracking er nøkkelen til suksess i Perm-bassenget, hvor skiferteknikken starter med en horisontal brønn på 1-2 miles lang, og pumper rundt 40 separate frac-behandlinger langs brønnen. Totalt vann som brukes er 20 millioner gallons, som ville fylle en fotballstadion til 40 fot over gressområdet. For bruk i fracking, må ferskvann komme fra byer, eller akviferer, eller ved resirkulering av produsert vann.

Siden en utbredt tørke rammet Sørvest-USA for rundt 30 år siden, er ferskvann ikke billig lenger. Og hvis fracking-vann konkurrerer med akvifervann pumpet opp av ranchere, betyr dette problemer.

Dyrt å resirkulere.

Vann produseres i en brønn sammen med olje og gass. Det er for salt til bruk, men det kan ryddes opp. Hvor mye produserte vann? Typisk 1 – 5 fat for hvert fat olje. Det permiske bassenget produserer 5 MMbopd som vil oversettes til 5 – 25 MMbwpd (millioner fat vann per dag). Slike enorme mengder produsert vann må deponeres på en eller annen måte, eller resirkuleres.

Marcellus-skiferen, dronningen av gassskifer, har svært få deponeringsbrønner i henhold til statlige myndigheters påbud. Produsert vann resirkuleres eller kan også fraktes til Ohio hvor det helles i avfallsbrønner.

Resirkulering av produsert vann har økt i Perm de siste årene. Dette inkluderer opprydding på stedet og resirkulering av skittent vann for å bruke det på neste fracking-jobb. Eller sende det skitne vannet til kommersiell opprydding, for eksempel i et avsaltingsanlegg.

Over 100 småskala resirkuleringsanlegg har vært i bruk siden 2015, og en håndfull større vanngjenvinningsanlegg var planlagt tatt i bruk innen 2022.

Selv om oppryddings-/resirkuleringsmetoder er dyrere, øker de etter hvert som olje- og gasselskaper føler press for å fikse et problem som har forårsaket to jordskjelv på M5 (styrke 5) som skjedde med en måneds mellomrom på slutten av 2022. Dette er ikke bra for bransjens image, selv om skjelvene forårsaket begrenset skade på eiendom.

Vann er billig for avfallsbrønner.

I 2022 kom de kombinerte Midland- og Delaware-underbassengene til Perm produserte 7 milliarder fat som utgjør 19 MMbwd. En stor del av dette ble injisert via deponeringsbrønner i dype geologiske lag. Dette enorme vannvolumet var mye større enn hva Oklahoma produserte i løpet av et år, 2015, da den staten registrerte 890 jordskjelv på M > 3.

Ser vi på Culberson County, hvor de fleste av de nylige jordskjelvene har skjedd (se figur 1), injiserte volumer i 2020 var nesten 0.7 MMbwpd.

Avfallsvann forårsaker M5 jordskjelv.

I det permiske bassenget, jordskjelv har økt i forhold til volumer av vann injisert i avfallsbrønner. Sammenhengen er sterk, slik den var i Oklahoma.

Advarsler har dukket opp at Perm-bassenget kan følge jordskjelvbanen til Oklahoma, noe som førte til et 5.9 millioner skjelv, Oklahomas største noensinne, selv etter at regulatorer hadde erkjent problemet og reduserte injeksjoner i avfallsbrønner. Slike forsinkelser falt i området 6-12 måneder.

Så hva har skjedd i Perm? Texas Railroad Commission (RRC) handlet raskt etter et 5.4M skjelv skjedde i Culberson County den 16. november 2022 (Figur 1).

Injeksjonsvolumer i Culberson-området måtte reduseres om lag 70 % fra tidlig i 2022 - og dette skulle være fullført innen midten av 2023. Dette området har 78 deponeringsbrønner som er aktive. 19 av disse er dype brønner operert av Chevron og Coterra. De nye injeksjonsgrensene måtte være 745,000 10 bwpd i Chevrons 615,000 brønner, og 9 XNUMX bwpd i Coterras XNUMX brønner.

Utslaget fra RRC var hvordan RRC ville reagere hvis et nytt M5-jordskjelv inntraff i området. Hvis et annet M4.5 eller større skjelv oppstår i Culberson-området, vil dype deponeringsbrønner nær kilden til skjelvet bli stengt inne i to år. Det ville bety å finne alternativer for å kaste det produserte vannet: enten laste vannet til avfallsbrønner i andre områder eller rydde opp/resirkulere det produserte vannet på stedet.

Dette ville imidlertid bare være et mildt håndslag, og ville knapt røre ved store overskudd blir laget av Perm-bassenget.

Et annet M5-jordskjelv skjedde bare en måned senere.

Et annet stort jordskjelv, M5.3, skjedde bare én måned senere, 16. desember 2022. Dette så ut til å følge Oklahoma-mønsteret, men med en viktig forskjell. Det andre M5-skjelvet skjedde i et helt annet område – omtrent 15 mil vest for Midland, Texas (Figur 1).

Skjelvet var utbredt – og følt av folk fra Amarillo og Abilene i Texas til så langt vest som Carlsbad, New Mexico, ifølge USGS.

For å forstå dette har RCC identifisert økt seismisk aktivitet i visse områder kalt SRA (Seismic Response Areas). Ifølge RJ DeSilva, direktør for kommunikasjonsavdelingen, Railroad Commission of Texas, er formålet "å adressere og redusere seismisitet og beskytte innbyggere og miljøet i forskjellige deler av Vest-Texas. Hver SRA er skreddersydd for respektive regioner."

De Northern Culberson-Reeves SRA er der det første M5-skjelvet skjedde 16. november 2022.

Det andre M5-skjelvet som skjedde nær Midland 16. desember 2022, er i en egen SRA kalt Gardendale SRA. Alle dype injeksjonsbrønner har blitt suspendert i Gardendale SRA, sa DeSilva.

Den enkleste forklaringen på de to M5-skjelvene er at de ligger over to separate forkastningssystemer i granittkjelleren under. DeSilva sier at disse forkastningene i kjelleren strekker seg opp i den sedimentære delen hvor dype deponeringsbrønner er plassert. Og dette er hvordan vanntrykket fra avfallsbrønner kommer inn i kjellerforkastninger som er kritisk stresset og utsatt for å skifte og skape jordskjelv.

Kontroll av deponeringsbrønner i SRA.

Generelt vedtok RRC i 2019 retningslinjer for drift av deponeringsbrønner i seismisk aktive områder, som inkluderer volum- og trykkgrenser og en vurdering av lokale geologiske forhold. RRC følger for tiden disse retningslinjene.

Gardendale SRA: Dype deponeringsbrønner betyr generelt under toppen av Strawn-formasjonen som ligger under Wolfcamp-formasjonen som har de dypeste oljeproduksjonsintervallene. Alle dypdeponeringsbrønner er suspendert i Gardendale SRA.

Northern Culberson-Reeves SRA: Dype deponeringsbrønner betyr generelt under bunnen av Wolfcamp-formasjonen, igjen den dypeste produktive formasjonen. I følge DeSilva var to dype brønner i SRA allerede suspendert i mars 2022 etter et jordskjelv med en styrke på 4.5.

Etter jordskjelvet 16. november 2022 ble den generelle veiledningen spesifikt utvidet til å omfatte dette: «Skulle en fremtidig 4.5 millioner+ hendelse inntreffe innenfor 9 km (omtrent 5 mile) grensen identifisert 9. desember 2022, dype brønner innenfor de 9 km-grensen vil bli stengt i 24 måneder fra datoen for arrangementet.» Så det er ikke alle brønner innenfor SRA som vil bli suspendert, men bare brønner innenfor en radial på 9 km.