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

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

domingo.silva@conagua.gob.mx