Di West Texas, Air Langka Untuk Fracking, Mahal Untuk Daur Ulang, Murah Untuk Pembuangan Sumur, Dan Menyebabkan Gempa M5.

Cekungan Permian di Texas Barat dan New Mexico sebagian besar adalah gurun. Gurun itu disebut Chihuahuan tetapi bukan gurun mentah seperti Sahara, melainkan gurun karena curah hujan rata-rata 10 inci per tahun. Jarang, semak belukar seperti creosote dan mesquite dan sedikit pohon besar, seperti Cottonwoods yang ada di sepanjang dasar sungai yang membawa air. Air langka di Permian. Tapi bukan minyak!

Cekungan Permian adalah cekungan utama di AS untuk produksi minyak dan gas. Ini menghasilkan lebih dari 5.5 MMbpd (juta barel minyak per hari), yang merupakan bagian besar dari total produksi AS yang mendekati 12 MMbpd. Sukses di luar sana telah memungkinkan Texas untuk tetap menjadi negara bagian AS nomor 1 dalam produksi minyak mentah dan tahun lalu telah mendorong New Mexico ke nomor 2.

Air langka untuk fracking.

Fracking adalah kunci sukses di cekungan Permian di mana teknik serpih dimulai dengan sumur horizontal sepanjang 1-2 mil, dan memompa sekitar 40 perawatan rekahan terpisah di sepanjang sumur. Total air yang digunakan adalah 20 juta galon, yang akan memenuhi stadion sepak bola hingga 40 kaki di atas area berumput. Untuk digunakan dalam fracking, air tawar harus berasal dari kota, atau akuifer, atau dengan mendaur ulang air terproduksi.

Sejak kekeringan yang meluas melanda AS Barat Daya sekitar 30 tahun yang lalu, air tawar tidak lagi murah. Dan jika air fracking bersaing dengan air akuifer yang dipompa oleh peternak, ini menimbulkan masalah.

Mahal untuk didaur ulang.

Air dihasilkan dari sumur bersama dengan minyak dan gas. Terlalu asin untuk digunakan tetapi bisa dibersihkan. Berapa banyak air yang diproduksi? Biasanya 1 – 5 barel untuk setiap barel minyak. Cekungan Permian menghasilkan 5 MMbopd yang berarti 5 – 25 MMbwpd (juta barel air per hari). Volume air terproduksi yang begitu besar harus dibuang dengan cara tertentu, atau didaur ulang.

Serpih Marcellus, ratu serpih gas, memiliki sangat sedikit sumur pembuangan berdasarkan dekrit pemerintah negara bagian. Air yang dihasilkan didaur ulang atau juga dapat diangkut dengan truk ke Ohio untuk dialirkan ke sumur pembuangan.

Daur ulang air terproduksi telah meningkat di Permian dalam beberapa tahun terakhir. Ini termasuk pembersihan di tempat dan daur ulang air kotor untuk digunakan pada pekerjaan fracking berikutnya. Atau mengirimkan air kotor untuk pembersihan komersial, seperti di pabrik desalinasi.

Lebih dari 100 fasilitas daur ulang skala kecil telah digunakan sejak 2015, dan beberapa pabrik daur ulang air yang lebih besar direncanakan akan dioperasikan pada tahun 2022.

Meskipun metode pembersihan/daur ulang lebih mahal, metode ini mendapatkan daya tarik karena perusahaan minyak dan gas merasakan tekanan untuk memperbaiki masalah yang menyebabkan dua gempa bumi M5 (magnitudo 5) yang terjadi selang satu bulan pada akhir tahun 2022. Ini tidak bagus untuk citra industri, bahkan jika gempa menyebabkan kerusakan terbatas pada properti.

Air murah untuk sumur pembuangan.

Pada tahun 2022, gabungan sub-cekungan Midland dan Delaware dari Permian menghasilkan 7 miliar barel yang berjumlah 19 MMbwd. Sebagian besar dari ini disuntikkan melalui sumur pembuangan ke lapisan geologi yang dalam. Volume air yang sangat besar ini jauh lebih besar daripada yang dihasilkan Oklahoma dalam satu tahun, 2015, ketika negara bagian itu mencatat 890 gempa bumi M > 3.

Melihat Kabupaten Culberson, di mana sebagian besar gempa bumi baru-baru ini terjadi (lihat Gambar 1), volume yang disuntikkan pada tahun 2020 hampir 0.7 MMbwpd.

Pembuangan air menyebabkan gempa bumi M5.

Di cekungan Permian, gempa telah meningkat sebanding dengan volume air yang diinjeksikan ke dalam sumur pembuangan. Korelasinya kuat, seperti di Oklahoma.

Peringatan telah muncul bahwa cekungan Permian mungkin mengikuti lintasan gempa Oklahoma, yang menyebabkan gempa berkekuatan 5.9M, gempa terbesar di Oklahoma, bahkan setelah regulator mengenali masalahnya dan mengurangi suntikan ke dalam sumur pembuangan. Penundaan tersebut jatuh pada kisaran 6-12 bulan.

Jadi apa yang terjadi di Permian? Komisi Kereta Api Texas (RRC) bertindak cepat setelah itu gempa 5.4M terjadi di Culberson County pada 16 November 2022 (Gambar 1).

Volume injeksi di Area Culberson harus dikurangi sekitar 70% dari awal 2022 — dan ini akan selesai pada pertengahan 2023. Kawasan ini memiliki 78 sumur pembuangan yang aktif. 19 di antaranya adalah sumur dalam yang dioperasikan oleh Chevron dan Coterra. Batas injeksi baru harus 745,000 bwpd di 10 sumur Chevron, dan 615,000 bwpd di 9 sumur Coterra.

Penentu dari RRC adalah bagaimana RRC akan bereaksi jika terjadi gempa M5 lagi di daerah tersebut. Jika gempa M4.5 atau yang lebih besar terjadi lagi di daerah Culberson, sumur pembuangan dalam yang dekat dengan sumber gempa akan ditutup selama dua tahun. Itu berarti mencari alternatif untuk membuang air terproduksi: baik dengan mengangkut air ke sumur pembuangan di daerah lain atau membersihkan/mendaur ulang air terproduksi di tempat.

Namun, ini hanya tamparan tangan ringan, dan hampir tidak menyentuh keuntungan besar terbuat dari cekungan Permian.

Gempa M5 lainnya terjadi hanya sebulan kemudian.

Gempa besar lainnya, M5.3, terjadi hanya satu bulan kemudian, pada 16 Desember 2022. Ini tampaknya mengikuti pola Oklahoma, tetapi dengan perbedaan penting. Gempa M5 kedua terjadi di area yang berbeda sama sekali – sekitar 15 mil di sebelah barat Midland, Texas (Gambar 1).

Gempa itu tersebar luas – dan dirasakan oleh orang-orang dari Amarillo dan Abilene di Texas hingga ke barat sejauh Carlsbad, New Mexico, menurut USGS.

Untuk memahami hal ini, RCC telah mengidentifikasi peningkatan aktivitas seismik di area tertentu yang disebut SRA (Seismic Response Areas). Menurut RJ DeSilva, Direktur Divisi Komunikasi, Komisi Kereta Api Texas, tujuannya adalah “untuk mengatasi dan mengurangi kegempaan serta melindungi penduduk dan lingkungan di berbagai bagian Texas Barat. Setiap SRA disesuaikan dengan daerah masing-masing.”

Grafik Culberson-Reeves SRA Utara Di sinilah gempa M5 pertama terjadi pada 16 November 2022.

Gempa M5 kedua yang terjadi di dekat Midland pada 16 Desember 2022 berada di SRA terpisah yang disebut Gardendale SRA. Semua sumur injeksi dalam telah ditangguhkan di Gardendale SRA, kata DeSilva.

Penjelasan paling sederhana untuk dua gempa M5 adalah bahwa mereka menutupi dua sistem sesar terpisah di ruang bawah tanah granit di bawahnya. DeSilva mengatakan patahan yang terletak di ruang bawah tanah ini meluas ke bagian sedimen di mana sumur pembuangan yang dalam berada. Dan begitulah tekanan air dari sumur pembuangan masuk ke patahan bawah tanah yang mengalami tekanan kritis dan rawan bergeser dan menciptakan gempa bumi.

Pengendalian sumur pembuangan di SRA.

Secara umum, RRC tahun 2019 mengadopsi pedoman pengoperasian sumur pembuangan di daerah yang aktif secara seismik, yang meliputi batas volume dan tekanan serta pertimbangan kondisi geologi setempat. RRC saat ini mengikuti pedoman tersebut.

Gardendale SRA: Sumur pembuangan dalam umumnya berarti di bawah puncak Strawn Formasi yang terletak di bawah formasi Wolfcamp yang memiliki interval produksi minyak terdalam. Semua sumur pembuangan dalam telah ditangguhkan di Gardendale SRA.

SRA Culberson-Reeves Utara: Sumur pembuangan yang dalam umumnya berarti di bawah dasar Formasi Wolfcamp, sekali lagi merupakan formasi produktif terdalam. Menurut DeSilva, dua sumur dalam di SRA sudah ditangguhkan pada Maret 2022 menyusul gempa berkekuatan 4.5 SR.

Juga, setelah gempa 16 November 2022, pedoman umum diperluas secara khusus untuk memasukkan ini: “Jika peristiwa 4.5 juta+ di masa depan terjadi dalam batas 9 km (kira-kira 5 mil) yang diidentifikasi pada 9 Desember 2022, sumur-sumur dalam di dalam 9 batas km akan ditutup selama 24 bulan sejak tanggal acara. Jadi tidak semua sumur di dalam SRA yang akan ditangguhkan, tapi hanya sumur dalam radius 9km saja.