در غرب تگزاس، آب برای فرکینگ کمیاب، برای بازیافت گران، برای چاه های دفع ارزان است و باعث زمین لرزه های M5 می شود.

حوضه پرمین غرب تگزاس و نیومکزیکو اکثراً بیابانی است. این بیابان Chihuahuan نامیده می شود اما مانند صحرای صحرا بیابان خام نیست، بلکه به طور متوسط ​​سالانه 10 اینچ بارندگی دارد. بوته های پراکنده و خشک مانند کرئوزوت و کهور و چند درخت تنومند مانند چوب پنبه ای که در امتداد بسترهای نهر وجود دارد که آب را حمل می کند. آب در پرمین کمیاب است. اما نفت نه!

حوضه پرمین حوضه برتر در ایالات متحده برای تولید نفت و گاز است. این کشور بیش از 5.5 میلیون بشکه در روز (میلیون بشکه نفت در روز) تولید می کند که بخش بزرگی از کل تولید ایالات متحده است که به 12 میلیون بشکه در روز نزدیک می شود. موفقیت در آنجا به تگزاس این امکان را داد که ایالت شماره 1 ایالات متحده در تولید نفت خام باقی بماند و سال گذشته نیومکزیکو را به رتبه دوم رساند.

آب برای فرکینگ کمیاب است.

فرکینگ کلید موفقیت در حوضه پرمین است، جایی که تکنیک شیل با یک چاه افقی به طول 1-2 مایل شروع می‌شود و حدود 40 فرک جداگانه را در امتداد چاه پمپاژ می‌کند. کل آب مصرفی 20 میلیون گالن است که یک استادیوم فوتبال را تا 40 فوت بالاتر از محوطه چمن پر می کند. برای استفاده در فرکینگ، آب شیرین باید از شهرها یا سفره های زیرزمینی یا با بازیافت آب تولید شده تامین شود.

از آنجایی که حدود 30 سال پیش یک خشکسالی گسترده در جنوب غربی ایالات متحده رخ داد، آب شیرین دیگر ارزان نیست. و اگر آب فرکینگ با آب سفره‌ای که توسط دامداران پمپاژ می‌شود رقابت کند، این مشکل ایجاد می‌کند.

بازیافت گران است.

آب همراه با نفت و گاز از چاه تولید می شود. برای استفاده خیلی شور است اما می توان آن را تمیز کرد. چه مقدار آب تولید شده است؟ به طور معمول 1 تا 5 بشکه برای هر بشکه نفت. حوضه پرمین 5 MMbopd تولید می کند که به معنی 5 تا 25 MMbwpd (میلیون بشکه آب در روز) است. چنین حجم عظیمی از آب تولید شده باید به طریقی دور ریخته شود یا بازیافت شود.

شیل مارسلوس، ملکه شیل‌های گازی، طبق دستور دولت ایالتی، چاه‌های دفع بسیار کمی دارد. آب تولید شده بازیافت می شود یا می تواند به اوهایو منتقل شود و در چاه های دفع ریخته شود.

بازیافت آب تولیدی در چند سال اخیر در پرمین افزایش یافته است. این شامل تمیز کردن در محل و بازیافت آب کثیف برای استفاده از آن در کار بعدی شکستگی است. یا ارسال آب کثیف برای پاکسازی تجاری، مانند کارخانه آب شیرین کن.

بیش از 100 تاسیسات بازیافت در مقیاس کوچک از سال 2015 مورد استفاده قرار گرفته اند و تعداد انگشت شماری از کارخانه های بازیافت آب بزرگتر قرار بود تا سال 2022 راه اندازی شوند.

اگرچه روش‌های پاک‌سازی/بازیافت گران‌تر هستند، اما از آنجایی که شرکت‌های نفت و گاز برای رفع مشکلی که باعث دو زمین‌لرزه M5 (با بزرگی 5) شده است که در پایان سال 2022 به فاصله یک ماه از همدیگر رخ داده است، تحت فشار هستند، این روش‌ها در حال افزایش هستند. برای وجهه صنعت خوب است، حتی اگر زمین لرزه ها آسیب محدودی به اموال وارد کند.

آب برای چاه های دفع ارزان است.

در سال 2022، زیرحوضه های میدلند و دلاور در پرمین ترکیب شدند 7 میلیارد بشکه تولید کرد که به 19 مگابایت در روز می رسد. بخش بزرگی از این از طریق چاه های دفع به لایه های عمیق زمین شناسی تزریق شد. این حجم عظیم آب بسیار بیشتر از آن چیزی بود که اوکلاهاما در سال 2015 تولید کرد، زمانی که آن ایالت 890 زمین لرزه M> 3 را ثبت کرد.

با نگاهی به شهرستان کولبرسون، جایی که بیشتر زمین لرزه های اخیر رخ داده است (شکل 1 را ببینید)، حجم های تزریق شده در سال 2020 تقریباً 0.7 مگابایت در روز بود.

دفع آب باعث زلزله های M5 می شود.

در حوضه پرمین، زلزله افزایش یافته است متناسب با حجم آب تزریق شده در چاه های دفع. همبستگی قوی است، همانطور که در اوکلاهما بود.

هشدارها ظاهر شده است حوضه پرمین ممکن است مسیر زمین لرزه اوکلاهاما را دنبال کند، که منجر به زمین لرزه 5.9 متری، بزرگترین زمین لرزه تا کنون در اوکلاهما شد، حتی پس از اینکه تنظیم کننده ها مشکل را تشخیص دادند و تزریق به چاه های دفع را کاهش دادند. چنین تاخیرهایی در محدوده 6-12 ماه کاهش یافت.

پس در پرمین چه اتفاقی افتاده است؟ کمیسیون راه آهن تگزاس (RRC) پس از آن به سرعت وارد عمل شد زمین لرزه 5.4 متری در شهرستان کولبرسون رخ داد در 16 نوامبر 2022 (شکل 1).

حجم تزریق در منطقه کولبرسون باید کاهش می یافت حدود 70٪ از اوایل سال 2022 - و این قرار بود تا اواسط سال 2023 تکمیل شود. این منطقه دارای 78 حلقه چاه دفع است که فعال هستند. 19 مورد از آنها چاه های عمیقی هستند که توسط شورون و کوترا اداره می شوند. محدودیت های تزریق جدید باید 745,000 bwpd در 10 چاه شورون و 615,000 bwpd در 9 چاه Coterra باشد.

کلینچر از RRC این بود که اگر زمین لرزه M5 دیگری در منطقه رخ دهد، RRC چگونه واکنش نشان می دهد. اگر زلزله دیگری با M4.5 یا بزرگتر در منطقه کولبرسون رخ دهد، چاه های دفع عمیق نزدیک به منبع زلزله به مدت دو سال مسدود خواهند شد. این به معنای یافتن جایگزین‌هایی برای دفع آب تولیدی است: یا آب را با کامیون به چاه‌هایی در مناطق دیگر دفع کنید یا آب تولید شده را در محل پاکسازی/بازیافت کنید.

با این حال، این فقط یک سیلی ملایم دست است و به سختی آن را لمس می کند سودهای کلان از حوضه پرمین ساخته شده است.

یک زلزله دیگر M5 تنها یک ماه بعد رخ داد.

زلزله بزرگ دیگری، M5.3، تنها یک ماه بعد، در 16 دسامبر 2022 رخ داد. دومین زمین لرزه M5 کاملاً در منطقه ای متفاوت رخ داد - حدود 15 مایلی غرب میدلند، تگزاس (شکل 1).

بر اساس گزارش USGS، این زمین لرزه گسترده بود - و توسط مردمی از آماریلو و ابیلن در تگزاس تا غرب کارلزباد، نیومکزیکو احساس شد.

برای درک این موضوع، RCC فعالیت لرزه‌ای افزایش یافته را در مناطق خاصی به نام SRA (مناطق واکنش لرزه‌ای) شناسایی کرده است. به گفته RJ Desilva، مدیر بخش ارتباطات، کمیسیون راه آهن تگزاس، هدف " رسیدگی به و کاهش لرزه خیزی و حفاظت از ساکنان و محیط زیست در بخش های مختلف غرب تگزاس است. هر SRA برای مناطق مربوطه طراحی شده است.

La شمالی کولبرسون-ریوز SRA جایی است که اولین زمین لرزه M5 در 16 نوامبر 2022 رخ داد.

دومین زمین لرزه M5 که در نزدیکی میدلند در 16 دسامبر 2022 رخ داد، در یک SRA جداگانه به نام Gardendale SRA. دیسیلوا گفت که تمام چاه های تزریق عمیق در Gardendale SRA معلق شده اند.

ساده ترین توضیح برای دو زمین لرزه M5 این است که آنها بر روی دو سیستم گسلی جداگانه در زیرزمین گرانیتی زیر قرار دارند. دسیلوا می‌گوید این گسل‌های مستقر در زیرزمین تا بخش رسوبی که چاه‌های دفع عمیق در آن قرار دارند گسترش می‌یابد. و اینگونه است که فشار آب از چاه‌های دفع به گسل‌های زیرزمینی وارد می‌شود که به شدت تحت فشار هستند و مستعد جابجایی و ایجاد زلزله هستند.

کنترل چاه های دفع در SRA ها.

به طور کلی، RRC در سال 2019 دستورالعمل هایی را برای بهره برداری از چاه های دفع در مناطق فعال لرزه ای اتخاذ کرد که شامل محدودیت های حجم و فشار و در نظر گرفتن شرایط زمین شناسی محلی است. RRC در حال حاضر از این دستورالعمل ها پیروی می کند.

Gardendale SRA: چاه های دفع عمیق عموماً به معنای زیر بالای سازند استراون است که در زیر سازند Wolfcamp قرار دارد که عمیق ترین فواصل تولید نفت را دارد. همه چاه های دفع عمیق در Gardendale SRA معلق شده اند.

شمالی کولبرسون-ریوز SRA: چاه های دفع عمیق به طور کلی به معنای زیر قاعده سازند Wolfcamp، دوباره عمیق ترین سازند مولد است. به گفته دسیلوا، دو چاه عمیق در SRA قبلاً در مارس 2022 به دنبال زلزله 4.5 ریشتری معلق شده بودند.

همچنین، پس از زلزله 16 نوامبر 2022، دستورالعمل کلی به طور خاص گسترش یافت تا شامل این موارد شود: «اگر یک رویداد آینده 4.5M+ در محدوده 9 کیلومتری (تقریباً 5 مایلی) مرز شناسایی شده در 9 دسامبر 2022 رخ دهد، چاه های عمیق در 9. مرز کیلومتر از تاریخ رویداد به مدت 24 ماه بسته خواهد شد. بنابراین همه چاه‌های داخل SRA معلق نیستند، بلکه فقط چاه‌هایی در شعاعی 9 کیلومتری هستند.