Di Texas Barat, Air Sukar Untuk Fracking, Mahal Untuk Kitar Semula, Murah Untuk Telaga Pelupusan, Dan Ia Menyebabkan Gempa Bumi M5.

Lembangan Permian Texas Barat dan New Mexico adalah padang pasir untuk sebahagian besar. Gurun itu dipanggil Chihuahuan tetapi bukan padang pasir mentah seperti Sahara, tetapi padang pasir disebabkan purata hujan 10 inci setahun. Belukar yang jarang, semak seperti creosote dan mesquite dan beberapa pokok besar, seperti Cottonwood yang wujud di sepanjang anak sungai yang membawa air. Air adalah terhad di Permian. Tetapi bukan minyak!

Lembangan Permian adalah lembangan utama di AS untuk pengeluaran minyak dan gas. Ia menghasilkan lebih 5.5 MMbpd (juta tong minyak sehari), yang merupakan sebahagian besar daripada jumlah pengeluaran AS yang menghampiri 12 MMbpd. Kejayaan di luar sana telah membolehkan Texas kekal sebagai negeri # 1 AS dalam pengeluaran minyak mentah dan tahun lepas telah melonjakkan New Mexico ke # 2.

Air adalah terhad untuk fracking.

Fracking adalah kunci kejayaan dalam lembangan Permian di mana teknik syal bermula dengan telaga mendatar sepanjang 1-2 batu, dan mengepam kira-kira 40 rawatan frac berasingan di sepanjang telaga. Jumlah air yang digunakan ialah 20 juta gelen, yang akan memenuhi stadium bola sepak hingga 40 kaki di atas kawasan berumput. Untuk kegunaan dalam fracking, air tawar harus datang dari bandar, atau akuifer, atau dengan mengitar semula air yang dihasilkan.

Sejak kemarau yang meluas melanda Barat Daya AS kira-kira 30 tahun yang lalu, air tawar bukan lagi murah. Dan jika air fracking bersaing dengan air akuifer yang dipam oleh penternak, ini menimbulkan masalah.

Mahal untuk dikitar semula.

Air dihasilkan di atas telaga bersama dengan minyak dan gas. Ia terlalu masin untuk digunakan tetapi ia boleh dibersihkan. Berapa banyak air yang dihasilkan? Biasanya 1 – 5 tong untuk setiap tong minyak. Lembangan Permian menghasilkan 5 MMbopd yang akan diterjemahkan kepada 5 – 25 MMbwpd (juta tong air sehari). Jumlah air yang terhasil yang begitu besar perlu dilupuskan dalam beberapa cara, atau dikitar semula.

Syal Marcellus, ratu syal gas, mempunyai sangat sedikit telaga pelupusan mengikut perintah kerajaan negeri. Air yang dihasilkan dikitar semula atau juga boleh diangkut ke Ohio di mana ia dicurahkan ke dalam telaga pelupusan.

Kitar semula air yang dihasilkan telah meningkat di Permian dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Ini termasuk pembersihan di tapak dan kitar semula air kotor untuk menggunakannya pada kerja fracking seterusnya. Atau menghantar air kotor untuk pembersihan komersial, seperti di loji penyahgaraman.

Lebih 100 kemudahan kitar semula berskala kecil telah digunakan sejak 2015, dan segelintir loji kitar semula air yang lebih besar telah dirancang untuk digunakan menjelang 2022.

Walaupun kaedah pembersihan/kitar semula lebih mahal, ia semakin mendapat tarikan kerana syarikat minyak dan gas berasa tertekan untuk menyelesaikan masalah yang telah menyebabkan dua gempa bumi M5 (magnitud 5) yang berlaku selang sebulan pada penghujung 2022. Ini tidak baik untuk imej industri, walaupun gempa bumi menyebabkan kerosakan terhad kepada harta benda.

Air murah untuk telaga pelupusan.

Pada tahun 2022, gabungan lembangan Midland dan Delaware di Permian menghasilkan 7 bilion tong yang berjumlah 19 MMbwd. Sebahagian besar daripada ini telah disuntik melalui telaga pelupusan ke dalam lapisan geologi yang dalam. Isipadu air yang besar ini jauh lebih besar daripada apa yang dihasilkan oleh Oklahoma dalam setahun, 2015, apabila negeri itu merekodkan 890 gempa bumi M > 3.

Melihat di Culberson County, di mana kebanyakan gempa bumi baru-baru ini telah berlaku (lihat Rajah 1), isipadu yang disuntik pada tahun 2020 hampir 0.7 MMbwpd.

Air pembuangan menyebabkan gempa bumi M5.

Di lembangan Permian, gempa bumi telah meningkat berkadaran dengan isipadu air yang disuntik dalam telaga pelupusan. Kaitannya kuat, seperti yang berlaku di Oklahoma.

Amaran telah muncul bahawa lembangan Permian mungkin mengikuti trajektori gempa bumi Oklahoma, yang membawa kepada gempa 5.9M, gempa terbesar di Oklahoma, walaupun selepas pengawal selia mengiktiraf masalah itu dan mengurangkan suntikan ke dalam telaga pelupusan. Kelewatan sedemikian jatuh dalam lingkungan 6-12 bulan.

Jadi apa yang telah berlaku di Permian? Suruhanjaya Kereta Api Texas (RRC) bertindak pantas selepas itu gempa 5.4M berlaku di Culberson County pada 16 November 2022 (Rajah 1).

Isipadu suntikan dalam Kawasan Culberson terpaksa dikurangkan kira-kira 70% dari awal 2022 — dan ini akan disiapkan menjelang pertengahan 2023. Kawasan ini mempunyai 78 telaga pelupusan yang aktif. 19 daripadanya adalah telaga dalam yang dikendalikan oleh Chevron dan Coterra. Had suntikan baharu mestilah 745,000 bwpd di 10 telaga Chevron, dan 615,000 bwpd di 9 telaga Coterra.

Klincher dari RRC ialah bagaimana RRC akan bertindak balas sekiranya gempa bumi M5 lagi berlaku di kawasan itu. Jika satu lagi gempa bumi M4.5 atau lebih besar berlaku di kawasan Culberson, telaga pelupusan dalam yang berhampiran dengan punca gempa akan ditutup selama dua tahun. Ini bermakna mencari alternatif untuk melupuskan air yang dihasilkan: sama ada mengangkut air ke telaga pelupusan di kawasan lain atau membersihkan/mengitar semula air yang dihasilkan di tapak.

Walau bagaimanapun, ini hanyalah tamparan tangan yang lembut, dan hampir tidak menyentuhnya keuntungan yang besar dibuat daripada lembangan Permian.

Satu lagi gempa bumi M5 berlaku hanya sebulan kemudian.

Satu lagi gempa bumi besar, M5.3, berlaku hanya sebulan kemudian, pada 16 Disember 2022. Ini nampaknya mengikut corak Oklahoma, tetapi dengan perbezaan penting. Gempa bumi M5 kedua berlaku di kawasan yang berbeza sama sekali - kira-kira 15 batu ke barat Midland, Texas (Rajah 1).

Gempa itu berleluasa – dan dirasai oleh orang ramai dari Amarillo dan Abilene di Texas hingga ke barat sejauh Carlsbad, New Mexico, menurut USGS.

Untuk memahami perkara ini, RCC telah mengenal pasti aktiviti seismik yang dipertingkatkan di kawasan tertentu yang dipanggil SRA (Kawasan Tindak Balas Seismik). Menurut RJ DeSilva, Pengarah Bahagian Komunikasi, Suruhanjaya Kereta Api Texas, tujuannya adalah "untuk menangani dan mengurangkan kegempaan dan melindungi penduduk dan alam sekitar di bahagian yang berlainan di Texas Barat. Setiap SRA disesuaikan dengan wilayah masing-masing.”

. Northern Culberson-Reeves SRA adalah tempat gempa M5 pertama berlaku pada 16 November 2022.

Gempa bumi M5 kedua yang berlaku berhampiran Midland pada 16 Disember 2022, berada di SRA berasingan yang dipanggil Gardendale SRA. Semua telaga suntikan dalam telah digantung di Gardendale SRA, kata DeSilva.

Penjelasan paling mudah untuk dua gempa bumi M5 ialah ia menimpa dua sistem sesar berasingan di ruang bawah tanah granit di bawah. DeSilva berkata sesar bawah tanah ini menjangkau ke bahagian sedimen di mana telaga pelupusan dalam terletak. Dan ini adalah bagaimana tekanan air dari telaga pelupusan masuk ke dalam sesar bawah tanah yang sangat tertekan dan terdedah kepada pergeseran dan mencipta gempa bumi.

Kawalan telaga pelupusan di SRA.

Secara umumnya, RRC pada tahun 2019 menerima pakai garis panduan untuk mengendalikan telaga pelupusan di kawasan aktif secara seismik, yang merangkumi had volum dan tekanan serta pertimbangan keadaan geologi tempatan. RRC pada masa ini mengikut garis panduan tersebut.

Gardendale SRA: Telaga pelupusan dalam secara amnya bermaksud di bawah bahagian atas Formasi Jerami yang terletak di bawah formasi Wolfcamp yang mempunyai selang pengeluaran minyak paling dalam. Semua telaga pelupusan dalam telah digantung di SRA Gardendale.

Northern Culberson-Reeves SRA: Telaga pelupusan dalam biasanya bermaksud di bawah dasar Formasi Wolfcamp, sekali lagi formasi produktif yang paling dalam. Menurut DeSilva, dua telaga dalam di SRA telah pun digantung pada Mac 2022 berikutan gempa bumi berukuran 4.5 magnitud.

Selain itu, selepas gempa bumi pada 16 November 2022, panduan umum diperluaskan secara khusus untuk memasukkan perkara ini: “Sekiranya peristiwa 4.5J+ masa hadapan berlaku dalam sempadan 9 km (kira-kira 5 batu) yang dikenal pasti pada 9 Disember 2022, telaga dalam dalam 9 sempadan km akan ditutup selama 24 bulan dari tarikh acara itu." Jadi bukan semua telaga dalam SRA yang akan digantung, tetapi hanya telaga dalam radial 9km.