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Impactos hídricos potenciales asociados a escenarios futuros de fracturamiento

hidráulico en el norte de México

Antonio Hernández-Espriú, Facultad de Ingeniería, UNAM

Colaboradores: M Young, B Scanlon, JP Nicot, B Wolaver. Saúl Arciniega, J Agustín

Breña-Naranjo, Adrián Pedrozo-Acuña, Sergio Macías-Medrano, Rodrigo Oropeza,

Fernando Leal.

Fractura Hidráulica. Actualidad en la explotación de hidrocarburos en

México. Senado de la República, 23 de Octubre de 2017.

Shale gas/oil - generalidades

Lutita > roca poco permeable,

Se fractura para mejorar el flujo de gas,

Fluido presurizante:

90% agua

9.5% arena

0.5% aditivos químicos

Fracturamiento hidráulico (FH)

[Fracking]

Shale gas/oil – evidencias científicas

Nicot, 2017, doi: 10.1111/gwat.12528

¿El fracturamiento hidráulico (FH) limitará el agua para irrigación y

consumo humano en México?

• Actualizar el consumo de agua asociado al FH en la Fm. Eagle Ford en Texas (2015-2017),

• Analizar la disponibilidad de agua actual y futura en algunos sectores de las Cuencas de

Sabinas, Burgos y Burro-Picachos.

Shale gas/oil en Texas - ¿Aproximación para México?

Ground Water Protection Council, 2012


Eagle Ford

Barnett-

Woodford

Barnett

Sabinas Basin

Burros-Picachos

Platform

Burgos Basin

CNH Leasing Blocks

Groundwater

Management Unit


BEG, 2014

2008: :~32 pozos

2009-2013:~8,300 pozos

2014: :~11,000 pozos

2017: ~17,000 pozos, +

2000 permisos aprobados

Consumos de agua: Eagle Ford vs contexto internacional

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Co

nsu

mo

de

agu

a/p

ozo

(10

3m

3)

Mediana ≈ 17,000 m3/pozo

(2009-2013)

Año PozosProfundidad

media (m)Longitud

media (m)

Consumo/pozo (10^3 m3/pozo)

Consumo unitario(m3/m)

Eagle Ford

2013 3,512 2,999 1,618 19.19 11.9

2012 2,744 3,067 1,564 17.20 11

2011 1,558 3,073 1,471 17.01 11.6

2010 426 2,979 1,308 21.36 16.3

2009 61 3,082 1,089 22.95 21.2

Total 8,301 3,035 1,515 18.26 11.8

~20 pozos exploratorios en la cuenca

de Sabinas-Burgos

*

*

Resultados (a) consumo de agua asociado al FH 2015-2017

Nu

mb

er

of

wells

HF Water Use (m3)

HF

Wate

r U

se/w

ell

(m3)

Year

Year

0

1000

2000

3000

4000

5000

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2015-2017 2015 2016 2017

Oil a

nd

Gas

Wells

HF

Wate

r U

se (

10

6m

3)

HF Water

Use

O&G Wells


20000

HF Water Use(m3)

40000 60000 80000 100000

0

5

10

15

20

25

30

0

200

400

600

800

1000

Ata

scosa

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ala HF

Wate

r U

se (

10

6m

3)

O&

G W

ells

Wells

HF Water Use

HFWS = 0.029*Wells + 0.7678

r = 0.9661

HFWS = -1x10-5 (Wells)2 + 0.0392*Wells + 0.1738

r = 0.9730

0

5

10

15

20

25

30

0 200 400 600 800 1000

O&G Wells

0


2015 2016 2017

Oil

Wet Gas

Dry Gas

HF

Wate

r U

se/w

ell

(m3)

2015 2016 2017

Fra

cJo

bs

Du

rati

on

(d

ays)


m3/d

ay/w

ell

17,0

00

34,5

00

52,0

00

70,0

00

86,0

00

100,0

00

0400

600

800

1000

200

1200

l/se

c/w

ell

0100

150

200

250

50

300

l/se

c/w

ell

8,6

00

13,0

00

17,0

00

21,0

00

4,3

00

26,0

00

m3/d

ay/w

ell

040

60

80

100

20

120

l/se

c/w

ell

3,5

00

5,0

00

7,0

00

8,6

00

1,7

00

10,0

00

m3/d

ay/w

ell

200 400 600 800 1000 12000

Nu

mb

er

of

O&

G w

ells

l/sec/well

17,000 34,500 52,000 70,000 86,000 100,000

m3/day/well

50 100 150 200 250 3000

4,300 8,600 13,000 17,000 21,000 26,000

l/sec/well

m3/day/well

20 40 60 80 100 1200

1,700 3,500 5,000 7,000 8,600 10,000

l/sec/well

m3/day/well

Extreme Outliers

Mild Outliers

Mild Outliers No

Outliers

Resultados (b) Análisis inicial en México

Scanlon et al. 2014


Matrix Mapping Proposal

Surface Water Stress Index (SWSI)

4 13 2

4

3

2

1

Extreme High Medium Low

Extr

em

e

Gro

un

dw

ate

r S

tre

ss I

nd

ex (

GW

SI)

Hig

hM

ed

ium

Lo

w

16 12 8 4

12 9 6 3

8 6 4 2

4 3 2 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

ExtremeHighMediumLow

Total Water Stress Index (TWSI)

World Resources Institute (2014)

CONAGUA(2014)

TWSI Actual

TWSI para 10 pozos/bloque










0

5

10

15

20

25

30

35

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Pro

jecte

d H

F W

ate

r U

se (

10

6 m

3 )

Projected O&G Wells/Leasing Block

Allende-Piedras Negras Hidalgo, Palestina, Agualeguas Lampazos, Carmen

Bajo Rio Bravo Sabinas-Paras, Citricola Sur China-General Bravo

Citricola Norte Mendez Jimenez

Aldama


Low TWSI

Medium TWSI

High TWSI

Actual 10 wells/Block 50 wells/Block 100 wells/Block


Low TWSI

Medium TWSI

High TWSI

50 wells/Block 100 wells/Block

• 11 Blocks within high TWSI areas,

• 5 Blocks within Protected Areas (Buffer)

• 22 Blocks within high TWSI areas,

• 5 Blocks within Protected Areas (Buffer)

Ideas finales

El uso/consumo del agua para el fracturamiento hidráulico debe tratarse

con rigor científico,

México muestra retos contrastantes en este tenor: (1) cuenca Sabinas-

Burgos (continuación de lutita Eagle Ford-Tx), (2) cuenca de Veracruz,

El agua subterránea condicionará en gran medida el éxito de los

recursos petroleros no convencionales y de la sustentabilidad hídrica en

los plays de shale gas ubicados en zonas áridas (e.g. Eagle Ford-Mx),

De ninguna manera debe utilizarse una única fuente de agua para el FH.

El consumo de agua puede gestionarse diversificando las fuentes,

Es necesario considerar los efectos negativos del FH asociados a

escenarios extremos de cambio climático (e.g. sequía-Tx),

Los resultados iniciales de nuestra investigación muestran que en el

~35-40% de los bloques de la CNH se podría afectar compromisos

hídricos futuros, a partir de escenarios hipotéticos de 50 pozos de

gas/aceite por bloque.

Recomendaciones

1. Formar un Panel de Expertos en materia de agua-energía no

convencional que se encargue de asesorar a la CONAGUA/CNH/ASEA

en esta materia,

Obligar a las empresas ganadoras de las licitaciones en las áreas no

convencionales, a reportar con detalle los consumos de agua usada en el

fracturamiento hidráulico de cada pozo, las etapas de fracturamiento,

fuente del agua usada, componentes químicos y concentraciones usadas

en el fluido de fracturamiento, etc., para llevar un control estricto que

permita tomar decisiones,

Integrar la información anterior en una BASE DE DATOS pública con

acceso libre para todos los mexicanos:

Frac Focus

IHS Energu – Enerdeq

RS Prism (RS Energy Group).

Gracias por su atención!

Antonio Hernández-Espriú

[email protected]

@hydrogeologymx

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