AGUA vs FRACKING
octubre,2015
Domingo Arturo Silva Gamboa
Lutitas
Hidrocarburos convencionales y no convencionales
Hidrocarburos (Yacimiento convencional)
Fracturamiento Hidráulico
Shale gas/oil
Es el gas y/o aceite natural atrapado dentro
de diminutos espacios de poros en
formaciones de lutita.
Explotación de gas en lutitas: “fracking”
Perforación vertical hasta cortar la lutita almacenadora del gas.
Perforación direccional a lo largo de los estratos de lutita (1 a 3 km).
Inyección de agua a gran presión para fracturar la lutita (10 a 16 tramos) y liberar el gas.
Construcción del pozo en 1 a 2 meses. Tiempo de fracturamiento < 10 días.
1.5 a 3 km
Se perforan varios miles de metros de manera vertical (1500 a 6000 metros) a lo profundo,
después se da un giro de 90° y se perfora horizontalmente, hasta 3000 metros.
• Fracturación Hidráulica
Se bombea un fluido de fracturación a alta presión (ca. 100 bar) en el tubo de perforación
para ensanchar las fracturas en la roca o crear nuevas fracturas.
El fluido consiste principalmente de agua.
Generalmente se mezcla con arena de cuarzo y tres a doce químicos adicionales que
suman un total del 0.5 a 2%. La composición exacta se mantiene secreta por las compañías
perforadoras.
Cómo se extrae el shale gas?
7–16 mil metros cúbicos de agua por pozo
cinco etapas del ciclo del agua durante el fracturamiento hidráulico.
1) agua necesaria para crear el fluido de fracturamiento hidráulico,
2) el mezclado en sitio de los químicos con el agua para crear el fluido para el fracturamiento,
3) la inyección del fluido bajo presiones altas para fracturar la formación que contiene el gas o el aceite,
4) recuperación del flujo de retorno y
5) el agua producida (agua residual del fracturamiento) después de que la inyección está completa y el
tratamiento o disposición del agua residual.
Suministro de agua.
El agua para el fracturamiento hidráulico puede obtenerse de diversas fuentes, incluyendo
agua superficial, subterránea, agua residual tratada generada durante operaciones previas
de fracturamiento hidráulico y otros tipos de agua residual.
Mezclado químico.
El agua es mezclada con químicos y apuntalantes en el sitio para crear el fluido
de fracturamiento hidráulico justo antes de la inyección.
Flujo de retorno y agua producida.
El retorno y el agua producida contiene fluidos del fracturamiento hidráulico, agua congénita, y una
variedad de sustancias que naturalmente se van agregando por el paso del agua residual durante el
proceso de fracturación. Los fluidos son separados del gas o aceite producidos con el agua y
almacenada ya sea en tanques o en lagunas abiertas.
Tratamiento de agua residual y disposición.
El flujo de retorno y el agua producida frecuentemente es depositada en pozos profundos de inyección,
pero también puede ser transportada en camiones o pipas, a una instalación de reciclamiento o
disposición. Una vez tratada, el agua residual puede ser reutilizada en operaciones subsecuentes de
fracturamiento hidráulico o descargada a ríos.
Pozo de inyección.
Durante la inyección, los fluidos de fracturamiento hidráulico son bombeados dentro del pozo a muy altas
presiones, las cuales son mantenidas hasta que las fracturas estén formadas. El fracturamiento hidráulico
puede ser utilizado tanto con (a) pozos profundos horizontales y (b) pozos verticales más someros. Los
pozos horizontales típicamente son utilizados en formaciones de areniscas, rocas carbonatadas y lutitas.
Los pozos verticales son utilizados típicamente en formaciones para la producción convencional.
Riesgo de contaminación de acuíferos
“Para extraer petróleo y gas de
un pozo de shale se necesita una
cantidad de agua equivalente al
consumo diario de una persona
durante mil años”
18,250 metros cúbicos
“No sólo se utiliza el agua sino que
se mezcla con tóxicos. Tenemos
información suficiente para conocer
acerca de 150 aditivos que se
mezclan con el agua. Sabemos que
tenemos cancerígenos, algunos
que son metagénicos, algunos que
tienen efectos en la reproducción”
PAN: 20,000 pozos de lutitas
Requieren agua equivalente al Lago
de Pátzcuaro
PRI: 9,000 pozos de lutitas
Requieren agua equivalente al Lago
de Chapala
Sismicidad
• La inyección de agua a gran presión sólo puede
generar sismos locales, generalmente de reducida
magnitud (< 2° Richter).
Temblores naturales vs “fracking”
Año Nuevo León Coahuila Tamaulipas
2006 2
2008 2
2009 4 1
2010 5 3 1
2011 2 1 2
2012 89 2
2013 71 1 13
2014 72 2 28
Sismos de 2006 al 2014
Legend
! SismosNL2
Fall_InvsubsMio
Fall_NorubsMio
FallNorSuperfic
LIESUPLARAMPALEOC_Anticli
Cretacico
gas_fields
Quaternary
Terciario
<all other values>
rock_class
CONGLOMERATE
LIMESTONE & SHALE
SHALE & SANDSTONE
Pozo Pemex Número de
habitantes Ciudad
metros cúbicos
utilizados de agua
Nómada 1 177,260 Ciudad del Carmen, Campeche 8,863
Arbolero 1 311,020 Ciudad Victoria, Tamaulipas 15,551
Habano 1 371,300 Nuevo Laredo, Tamaulipas 18,565
Percutor 1 230,400 Coatzacoalcos, Veracruz 11,520
Montañes 1 178,500 Poza Rica, Veracruz 8,925
Emergente 1 90,300 Playas de Rosarito, Baja California 4,515
Se compara el agua utilizada en la perforación
del pozo con lo que consumen habitantes de
diferentes ciudades en un día, dando una
dotación de 50 litros por habitante al día
Por una hectárea para
uso agrícola se otorgan
6,000 metros cúbicos/año
¡Es mucha o es poca agua?
Equivalentes a 37,736 barriles
Para un pozo con 16 etapas de fracturamiento se utilizaría un
volumen máximo aproximado de 25,550 metros cúbicos de
agua, equivalente al volumen para regar 4 hectáreas por año
El “Shale gas” en México
Según estudios de EUA, Norteamérica es la región con mayor potencial en el
mundo y México ocupa el cuarto lugar. Las formaciones geológicas explotadas
en los EUA se extienden en nuestro país, especialmente en los estados de
Coahuila, Tamaulipas y Veracruz.
¿Cuáles son las posibles fuentes de agua?
Acuífero o cuenca oficialmente definida: concesión sujeta a disponibilidad de agua;
Importación de agua de cuencas o acuíferos circunvecinos;
Agua residual de origen municipal o industrial;
Acuíferos profundos independientes de los definidos oficialmente: exploraciones
directas e indirectas del solicitante;
Agua marina;
Adquisición de derechos de concesionarios asentados en la zona de interés.
Una combinación de las alternativas anteriores;
Acuíferos dentro de las
zonas de interés de shale gas
Con disponibilidad
Sin disponibilidad
Ley de Aguas Nacionales
ARTÍCULO 3. Para los efectos de esta Ley se entenderá por:
IV. "Aguas del subsuelo": Aquellas aguas nacionales existentes debajo de la superficie terrestre;
VI. "Aguas Residuales": Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos
público urbano, doméstico, industrial, comercial, de servicios, agrícola, pecuario, de las plantas de
tratamiento y en general, de cualquier uso, así como la mezcla de ellas;
XXIV. "Disponibilidad media anual de aguas del subsuelo": “…es el
volumen medio anual de agua subterránea que puede ser extraído de esa
unidad hidrogeológica para diversos usos, adicional a la extracción ya
concesionada y a la descarga natural comprometida, sin poner en peligro el
equilibrio de los ecosistemas;
II. "Acuífero": Cualquier formación geológica o conjunto de formaciones geológicas hidráulicamente
conectados entre sí, por las que circulan o se almacenan aguas del subsuelo que pueden ser extraídas
para su explotación, uso o aprovechamiento y cuyos límites laterales y verticales se definen
convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales del
subsuelo;
LVIII. "Uso industrial": La aplicación de aguas nacionales en fábricas o
empresas que realicen la extracción, conservación o transformación de
materias primas o minerales, el acabado de productos o la elaboración de
satisfactores, así como el agua que se utiliza en parques industriales,
calderas, dispositivos para enfriamiento, lavado, baños y otros servicios
dentro de la empresa, las salmueras que se utilizan para la extracción de
cualquier tipo de sustancias y el agua aun en estado de vapor, que sea usada
para la generación de energía eléctrica o para cualquier otro uso o
aprovechamiento de transformación;
Ley de Aguas Nacionales
ARTÍCULO 18. ---
Para el establecimiento de zonas reglamentadas de veda o reserva, el Ejecutivo Federal, …, publicará la
declaratoria que se expida cuando se comprueben condiciones de sobreexplotación para acuíferos y
unidades hidrogeológicas específicas, cuidando de deslindar cuando así se requiera, la aplicación de las
disposiciones que se establezcan para acuíferos superiores, en relación con otras unidades
hidrogeológicas que contengan acuíferos inferiores, acuicludos y acuitardos, existentes en la misma
zona geográfica a distintas profundidades, en función de sus zonas de recarga y descarga, estratos
geológicos que las contengan, condiciones de flujo y almacenamiento y comportamiento en relación con
su uso y aprovechamiento.
ARTÍCULO 24. El término de la concesión o asignación para la
explotación, uso o aprovechamiento de las aguas nacionales no será
menor de cinco ni mayor de treinta años, de acuerdo con la prelación
del uso específico del cual se trate, las prioridades de desarrollo, el
beneficio social y el capital invertido o por invertir en forma comprobable
en el aprovechamiento respectivo.
Artículo 22, párrafo 2.- El otorgamiento de una concesión o asignación
se sujetará a lo dispuesto por esta Ley y sus reglamentos y tomará en
cuenta la disponibilidad media anual del agua, que se revisará al menos
cada tres años…
DÉCIMO QUINTO. En tanto se cumple con lo dispuesto en el Párrafo Tercero del
Artículo 22 de esta Ley, se observará el siguiente orden de prelación de los usos del
agua para la concesión y asignación de la explotación, uso o aprovechamiento de
aguas nacionales, superficiales y del subsuelo, aplicable en situaciones normales:
1. Doméstico;
2. Público urbano;
3. Pecuario;
4. Agrícola;
5. Uso para la conservación ecológica o uso ambiental;
6. Generación de energía eléctrica para servicio público;
7. Industrial;
8. Acuacultura;
9. Generación de energía eléctrica para servicio privado;
10. Lavado y entarquinamiento de terrenos;
11. Uso para turismo, recreación y fines terapéuticos;
12. Uso múltiple, y
13. Otros.
Ley de Aguas Nacionales
TRANSITORIO
CAPITULO VIII
Agua
Artículo 222.- Están obligadas al pago del
derecho sobre agua, las personas físicas y
las morales que usen, exploten o
aprovechen aguas nacionales, bien sea de
hecho o al amparo de títulos de
asignación, concesión, autorización o
permiso, otorgados por el Gobierno
Federal, de acuerdo con la zona de
disponibilidad de agua en que se efectúe
su extracción.
LEY FEDERAL DE DERECHOS
NOM-003-CONAGUA-1996, Requisitos durante la construcción de pozos de extracción de
agua para prevenir la contaminación de acuíferos.
NOM-004-CONAGUA-1996, Requisitos para la protección de acuíferos durante el
mantenimiento y rehabilitación de pozos de extracción de agua y para el cierre de pozos en
general.
NOM-011-CONAGUA-2015, Conservación del recurso agua-Que establece las
especificaciones y el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguas
nacionales.
NOM-014-CONAGUA-2003, Requisitos para la recarga artificial de acuíferos con agua
residual tratada.
NOM-015-CONAGUA-2007, Infiltración artificial de agua a los acuíferos.- Características y
especificaciones de las obras y del agua.
NOM-115-SEMARNAT-2003, Que establece las especificaciones de protección ambiental
que deben observarse en las actividades de perforación y mantenimiento de pozos
petroleros terrestres para exploración y producción en zonas agrícolas, ganaderas y
eriales, fuera de áreas naturales protegidas o terrenos forestales.
NOM-143-SEMARNAT-2003, Que establece las especificaciones ambientales para el manejo
de agua congénita asociada a hidrocarburos.
NORMAS OFICIALES MEXICANAS
Riesgos ambientales
La explotación del “Shale gas” implica diversos riesgos ambientales con
impacto potencial sobre agua, suelo y aire, que a su vez pueden limitar el
desarrollo de otros sectores y originar problemas de salud pública. En
materia de agua, puede generar un impacto negativo sobre la calidad
del agua de las fuentes y cuerpos receptores del agua de desecho.
Las disposiciones de la LAN y su normativa pueden prevenir en parte el
impacto negativo sobre el agua, al fijar restricciones a su extracción de agua
conforme a su disponibilidad y condiciones particulares de descarga para
minimizar el riesgo de contaminación.
Sin embargo, por tratarse de una actividad no expresamente
prevista en la legislación actual, es necesario diseñar un marco
regulatorio específico y adecuar o complementar la LAN para
lograr el desarrollo sustentable del hidrocarburo no convencional,
sobretodo ante la eventual participación del sector privado derivado
de la Reforma Energética.
Riesgos ambientales