Onderzoek biedt inzichten in aardbevingrisico’s in het Permian Basin

Nieuwe inzichten in de aardbevingsrisico’s van het Permian Basin

Een nieuwe verzameling gepubliceerde artikelen biedt de meest gedetailleerde en uitgebreide analyse tot nu toe van hoe water dat tijdens olie- en gasoperaties in het Permian Basin wordt geïnjecteerd, de druk in de ondergrond verandert en aardbevingen veroorzaakt.

Het Permian Basin in West-Texas is de meest productieve energieproducerende regio van het land, goed voor meer dan 40% van de olieproductie en ongeveer 15% van de gasproductie in de Verenigde Staten. Echter, de energieproductie heeft in de afgelopen jaren geleid tot aardbevingen en andere uitdagingen, aangezien olie- en gasbedrijven momenteel ongeveer 15 miljoen vaten geproduceerde afvalwater per dag beheren. Dit zoute water komt als bijproduct van energieproductie naar boven. Het merendeel wordt afgevoerd door het weer ondergronds te pompen.

Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd door wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin, is een synthese van de geologie van het Permian Basin, met een bijzondere focus op het Midland Basin, en de interacties met geïnjecteerd water in de loop van de tijd. Het biedt niet alleen een gedetailleerde uitleg van het probleem, maar bevat ook informatie die olie- en gasbedrijven en regelgevers in de toekomst kunnen gebruiken om de seismische activiteit en de bijbehorende risico’s te verminderen.

“Er zijn veel recente publicaties over trends in seismische activiteit in het Permian Basin, maar niemand heeft echt een stap teruggezet met de overweging: ‘Hoe breek je dit af in het geologische en technische kader dat kan worden gebruikt om echt te begrijpen wat er aan de hand is?’” zei onderzoeksprofessor Peter Hennings, de hoofonderzoeker van het Center for Injection and Seismicity Research (CISR). “We werken eraan om een holistischer begrip te bieden van de impact van de injectie van afvalwater in het Permian Basin door een diepgaande integratie van geologische gegevens en informatie te bieden om de trends en de impact te beoordelen.”

Het CISR, een onderzoekscentrum aan de UT Jackson School of Geoscience’s Bureau of Economic Geology, onderzoekt sinds 2016 de link tussen seismische activiteit en injectie. De wetenschappelijke bevindingen hebben al bijgedragen aan het verminderen van seismische activiteit in veel delen van het Permian Basin.

Hennings is de redacteur van de nieuwe studie, die bestaat uit zeven artikelen over het Permian Basin, gepubliceerd in de decemberuitgave van het AAPG Bulletin. De artikelen bouwen op elkaar voort en bieden een sterk geïntegreerd overzicht van de bronnen en patronen van injectie, ondergrondse reservoirs, breuken, drukopbouw en aardbevingen. De geologische kaarten, drukmodellen en datatrends die in de artikelen zijn gepubliceerd, kunnen operators en regelgevers helpen te begrijpen welke gebieden en omstandigheden in het verleden problematisch zijn geweest en kunnen bijdragen aan het mitigeren van toekomstige problemen.

Onderzoeksassistent professor Katie Smye zei dat het CISR-team in staat was om veel nieuwe potentieel aardbeving veroorzakende breuken in het Midland Basin te vinden door 2D- en 3D-seismische gegevens te combineren met informatie van recente aardbevingen en de horizontale putten die door het gebied zijn geboord. “In sommige gevallen volgen ze (de putten) structurele veranderingen in de ondergrond, en daarom zijn de tienduizenden horizontale putten die de afgelopen 10 jaar in dit bekken zijn geboord, buitengewoon verhelderend in onze inspanningen om breuken in kaart te brengen,” zei ze.

De onderzoekers hebben de recente seismische activiteit in het Permian Basin opgedeeld in zeven afzonderlijke systemen van geïnduceerde seismische activiteit. Smye merkte op dat dit belangrijk is omdat elk systeem zijn eigen unieke geologische en seismische problemen heeft. In sommige gebieden is de injectie bijvoorbeeld gericht op diepe geologische formaties, wat waarschijnlijker aardbevingen veroorzaakt dan injectie in ondiepe geologische formaties. Echter, simpelweg overschakelen naar ondiepe injectie brengt andere uitdagingen met zich mee. Een toename van de druk in ondiepe injectiegebieden kan het boren bemoeilijken en mogelijk oude boorgaten beschadigen, wat kan leiden tot vermenging van het geproduceerde water met grondwater.

Onderzoekers verwachten dat de productie in het Permian Basin op ongeveer het huidige niveau zal blijven in de nabije toekomst, waardoor waterafvoer een langdurig probleem blijft. CISR-onderzoekers zeiden dat het begrijpen van hoeveel porieruimte beschikbaar is in de Permian-regio voor afvalwaterafvoer van cruciaal belang is voor duurzame petroleumoperaties en voor het beschermen van het milieu.

“Porieruimte voor injectie is traditioneel niet als een effectief te beheren hulpbron beschouwd. Het is gezien als iets dat snel gevuld moet worden,” zei Smye. “We moeten ons denken verschuiven naar een soortgelijke benadering als die voor duurzame productie, zodat de drukruimte gemaximaliseerd kan worden voor toekomstige afvoer.”