במערב טקסס, מים נדירים לפרק, יקרים למיחזור, זולים לבארות סילוק, והם גורמים לרעידות אדמה M5.

אגן הפרמיאן של מערב טקסס וניו מקסיקו הוא מדבר ברובו. המדבר נקרא צ'יוואן אבל הוא אינו מדבר גולמי כמו הסהרה, אלא מדבר הנובע בממוצע של 10 סנטימטרים של גשם בשנה. שיחים דלילים ומרופטים כמו קריאוזוט ומסקיט ומעט עצים גדולים, כמו עצי כותנה שקיימים לאורך ערוצי נחלים הנושאים מים. מים נדירים בפרמיאן. אבל לא שמן!

אגן הפרמיאן הוא האגן המוביל בארה"ב להפקת נפט וגז. הוא מייצר מעל 5.5 MMbpd (מיליון חביות נפט ליום), שהם חלק גדול מהייצור הכולל בארה"ב שמתקרב ל-12 MMbpd. ההצלחה שם בחוץ אפשרה לטקסס להישאר מדינה מס' 1 בארה"ב בהפקת נפט גולמי, ובשנה שעברה הובילה את ניו מקסיקו למקום השני.

אין מים לפריקינג.

השבר הוא המפתח להצלחה באגן הפרמיאן שבו טכניקת הפצלים מתחילה בבאר אופקית באורך 1-2 מיילים, ומשאבת כ-40 טיפולי פראק נפרדים לאורך הבאר. סה"כ השימוש במים הוא 20 מיליון גלונים, שימלאו אצטדיון כדורגל עד 40 רגל מעל שטח הדשא. לשימוש בפראקינג, מים מתוקים צריכים להגיע מערים, או מאקוויפרים, או על ידי מיחזור מים שהופקו.

מאז שבצורת נרחבת פגעה בדרום מערב ארה"ב לפני כ-30 שנה, המים המתוקים אינם זולים יותר. ואם מים מחוררים מתחרים במי האקוויפר שנשאבו על ידי חוואים, זה מאיים על צרות.

יקר למיחזור.

מים מיוצרים בבאר יחד עם נפט וגז. זה מלוח מדי לשימוש אבל אפשר לנקות אותו. כמה מים מופקים? בדרך כלל 1 - 5 חביות לכל חבית נפט. אגן הפרמיאן מייצר 5 MMbopd אשר יתורגמו ל-5 - 25 MMbwpd (מיליון חביות מים ליום). כמויות עצומות כאלה של מים מופקים יש להיפטר בדרך כלשהי, או למחזר.

לפצלי מרסלוס, מלכת פצלי הגז, יש מעט מאוד בארות סילוק על פי צו ממשלת המדינה. מים מופקים ממוחזרים או שניתן גם להעביר אותם לאוהיו שם הם מוזגים לבארות סילוק.

מיחזור המים המופקים גדל בפרמיאן בשנים האחרונות. זה כולל ניקוי באתר ומיחזור של מים מלוכלכים כדי להשתמש בהם בעבודת הפירוק הבאה. או שליחת המים המלוכלכים לניקוי מסחרי, כמו במתקן התפלה.

למעלה מ-100 מתקני מיחזור בקנה מידה קטן היו בשימוש מאז 2015, וקומץ מפעלי מיחזור מים גדולים יותר תוכננו להיות מופעל עד 2022.

למרות ששיטות הניקוי/מיחזור יקרות יותר, הן תופסות אחיזה מכיוון שחברות הנפט והגז חשות לחץ לתקן בעיה שגרמה לשתי רעידות אדמה בעוצמה של M5 (עוצמה 5) שהתרחשו בהפרש של חודש בסוף 2022. זה לא טוב לתדמית התעשייה, גם אם רעידות האדמה גרמו נזק מוגבל לרכוש.

מים זולים לבארות סילוק.

בשנת 2022, האגנים המשולבים של מידלנד ודלאוור של הפרמיאן ייצר 7 מיליארד חביות שמסתכם ב-19 MMbwd. חלק גדול מזה הוזרק דרך בארות סילוק לשכבות גיאולוגיות עמוקות. נפח המים העצום הזה היה גדול בהרבה ממה שייצרה אוקלהומה בשנה, 2015, כאשר המדינה ההיא רשמה 890 רעידות אדמה של M>3.

בהסתכלות על מחוז קולברסון, שבו התרחשו רוב רעידות האדמה האחרונות (ראה איור 1), נפחים שהוזרקו בשנת 2020 היו כמעט 0.7 MMbwpd.

סילוק מים גורם לרעידות אדמה M5.

באגן הפרמיאן, רעידות אדמה גדלו ביחס לכמויות המים המוזרקות לבארות סילוק. המתאם חזק, כפי שהיה באוקלהומה.

אזהרות הופיעו שאגן הפרמיאן עשוי לעקוב אחר מסלול רעידת האדמה של אוקלהומה, שהוביל לרעידת אדמה בעוצמה של 5.9 מיליון, הגדולה ביותר באוקלהומה אי פעם, גם לאחר שהרגולטורים זיהו את הבעיה והפחיתו את ההזרקות לבארות סילוק. עיכובים כאלה נפלו בטווח של 6-12 חודשים.

אז מה קרה בפרמיאן? ועדת הרכבת של טקסס (RRC) פעלה במהירות לאחר מכן רעידת אדמה בעוצמה של 5.4 מיליון אירעה במחוז קולברסון ב-16 בנובמבר 2022 (איור 1).

נפחי הזרקה ב היה צריך לצמצם את שטח קולברסון כ-70% מתחילת 2022 - וזה היה אמור להסתיים עד אמצע 2023. באזור זה יש 78 בארות סילוק פעילות. 19 מתוכן הן בארות עמוקות המופעלות על ידי שברון וקוטרה. מגבלות ההזרקה החדשות היו צריכות להיות 745,000 Bwpd ב-10 בארות של שברון, ו-615,000 Bwpd ב-9 בארות של Coterra.

הקלינצ'ר מ-RRC היה כיצד RRC יגיב אם רעידת אדמה נוספת M5 תתרחש באזור. אם תתרחש רעידת M4.5 ומעלה נוספת באזור קולברסון, בארות סילוק עמוקות הקרובות למקור הרעידה יהיו סגורות למשך שנתיים. המשמעות היא למצוא חלופות לסילוק המים המופקים: או להעביר את המים לבארות סילוק באזורים אחרים או לנקות/למחזר את המים המופקים באתר.

עם זאת, זו תהיה רק ​​סטירת יד קלה, ובקושי תיגע ב רווחים אדירים עשוי מאגן הפרמיאן.

רעידת אדמה נוספת M5 אכן התרחשה רק חודש לאחר מכן.

רעידת אדמה גדולה נוספת, M5.3, אכן התרחשה חודש אחד בלבד לאחר מכן, ב-16 בדצמבר 2022. נראה שהדבר פעל לפי דפוס אוקלהומה, אך עם הבדל חשוב. רעידת ה-M5 השנייה התרחשה באזור אחר לגמרי - כ-15 מיילים ממערב למידלנד, טקסס (איור 1).

רעידת האדמה הייתה נפוצה - והורגשה על ידי אנשים מאמרילו ואבילין בטקסס ועד למערב קרלסבד, ניו מקסיקו, לפי USGS.

כדי להבין זאת, RCC זיהה פעילות סייסמית מוגברת באזורים מסוימים הנקראים SRAs (אזורי תגובה סייסמיים). לדברי RJ DeSilva, מנהל חטיבת התקשורת, ועדת הרכבות של טקסס, המטרה היא "לטפל ולהפחית סיסמיות ולהגן על התושבים והסביבה בחלקים שונים של מערב טקסס. כל SRA מותאם לאזורים בהתאמה."

אל האני Northern Culberson-Reeves SRA הוא המקום שבו התרחשה רעידת M5 הראשונה ב-16 בנובמבר 2022.

רעידת M5 השנייה שהתרחשה ליד מידלנד ב-16 בדצמבר 2022, נמצאת ב-SRA נפרד שנקרא Gardendale SRA. כל בארות ההזרקה העמוקות הושעו ב-Gardendale SRA, אמר DeSilva.

ההסבר הפשוט ביותר לשתי רעידות האדמה M5 הוא שהן עולות על שתי מערכות שבר נפרדות במרתף הגרניט מתחת. DeSilva אומר שהשברות האלה במרתף משתרעות עד לקטע המשקע שבו מצויות בארות סילוק עמוקות. וכך נכנס לחץ מים מבארות לסילוק תקלות במרתף שמתחזקות קשות ומועדות להזיז וליצור רעידות אדמה.

בקרת בארות סילוק ב-SRAs.

באופן כללי, ה-RRC בשנת 2019 אימץ קווים מנחים להפעלת בארות סילוק באזורים פעילים סיסמית, הכוללות מגבלות נפח ולחץ והתחשבות בתנאים הגיאולוגיים המקומיים. ה-RRC פועל כעת לפי ההנחיות הללו.

Gardendale SRA: בארות סילוק עמוקות מתכוונות בדרך כלל מתחת לחלק העליון של תצורת הקש שנמצאת מתחת לתצורת וולפקמפ שיש לה את מרווחי הפקת הנפט העמוקים ביותר. כל בארות הסילוק העמוקות הושעו ב-Gardendale SRA.

Northern Culberson-Reeves SRA: בארות סילוק עמוקות מתכוונות בדרך כלל מתחת לבסיס תצורת וולפקמפ, שוב התצורה היצרנית העמוקה ביותר. לפי DeSilva, שתי בארות עמוקות ב-SRA כבר הושעו במרץ 2022 בעקבות רעידת אדמה בעוצמה 4.5.

כמו כן, לאחר רעידת האדמה ב-16 בנובמבר 2022, ההנחיות הכלליות הורחבו במיוחד כדי לכלול את זה: "אם יתרחש אירוע עתידי של 4.5M+ בתוך הגבול של 9 ק"מ (בערך 5 מייל) שזוהה ב-9 בדצמבר 2022, בארות עמוקות בתוך 9 גבול ק"מ ייסגר למשך 24 חודשים ממועד האירוע". אז לא כל הבארות בתוך ה-SRA יושעו, אלא רק בארות ברדיוס של 9 ק"מ.