Impacto hídrico en acuíferos de México asociado al desarrollo del play transfronterizo de shale gas Eagle Ford (UNAM)
11 diciembre 2022
11 de diciembre de 2022
Fuente: Universidad Nacional Autónoma de México
Autor: Saúl Arciniega Esparza
Año de publicación: 2020
Tesis para obtener el grado de doctor en Ingeniería Civil
La revolución de la extracción de gas y aceite en lutitas mediante fracturamiento hidráulico (FH) ha traído consigo una serie de preocupaciones sociales, ambientales e hídricas, ya que se ha identificado al FH como una actividad intensiva que requiere grandes volúmenes de agua (1,300 –42,000 m3/pozo) en poco tiempo (~5-10 días) y que puede provocar, dentro de varias cosas, la contaminación de las fuentes de agua y un aumento en el estrés hídrico. La expansión a gran escala del FH inició en Texas y se extendió a varios estados de EUA en menos de una década, mientras que fuera de EUA sólo China, Canadá y Argentina extraen recursos no convencionales de manera comercial. Distintos estudios sugieren que México tiene una gran cantidad de recursos de gas y aceite de lutitas, almacenados principalmente en las provincias de Sabinas y Burgos, al noreste del país, región que se caracteriza además por ser árida y tener un alto estrés hídrico. Ante la perspectiva global y debido a los cambios en la reforma energética del 2014, se espera que en el noreste de México se presente un desarrollo de FH similar al de algunos plays en EUA, sin embargo, se desconocen las alteraciones que podrían causar las demandas adicionales de agua para satisfacerlas necesidades de la industria gasera y petrolera no convencional. Por tal motivo, en este estudio se evaluaron los posibles impactos en el nexo agua-energía asociados a actividades del FH en el play transfronterizo Eagle Ford, ubicado a lo largo de las provincias Sabinas y Burgos, en los estados de Coahuila, Nuevo León y Tamaulipas. Para ello, se ha desarrollado una metodología que aprovecha la información reportada en otros plays para generar escenarios de desarrollo de extracción de FH en plays emergentes al simular de manera conjunta el volumen de agua para FH, la producción de hidrocarburos, la generación de flujo de retorno y agua producida, entre otras variables. El estudio realizado se dividió en dos etapas, en donde la primera consistió en analizar el desarrollo histórico y los impactos hídricos del FH durante el periodo 2011-2017 en los plays Eagle Ford, Barnett, Haynesville y la cuenca Pérmica (o Permian, en inglés), en Texas, los cuales presentan características geológicas similares al Play Eagle Ford en México. La segunda etapa consistió en usar los estadísticos de los plays de Texas y la información recopilada de otras investigaciones para generar 27 escenarios de desarrollo de FH a partir de una combinación de parámetros de pozos, tasas de perforación de pozos y precio de hidrocarburos, esto con el objetivo de evaluar los impactos asociados al FH. Para determinar la línea base de los recursos hídricos en Texas y México, se utilizaron registros de estaciones en tierra y datos de agencias gubernamentales en conjunto con datos derivados de percepción remota y modelos terrestres globales para tener una mejor perspectiva de la variabilidad espacio-temporal y la disponibilidad del agua. Los resultados obtenidos indican un incremento en el uso de agua por pozo para FH en los últimos años, principalmente en el play EagleFord y la cuenca Permian, en donde el volumen promedio de agua incrementó de los ~14,220 a~36,415 m3/pozo y ~3,710 a ~41,330 m3/pozo, respectivamente. El análisis hidrológico sugiere que durante el periodo intensivo de desarrollo de FH en los plays de Texas se presentó una sequía extraordinaria que afectó en gran medida el almacenamiento de agua superficial y subterránea durante más de un año, lo que generó una disminución de aportación de acuíferos someros y una reducción en el flujo base en ríos. Ante estos eventos, los impactos hídricos del FH fueron menos evidentes, pero se estima que el efecto acumulado de las demandas de distintos usuarios(principalmente la agricultura) en conjunto con las demandas de agua para FH incrementaron el estrés hídrico en las regiones con mayor intensidad de desarrollo. En el caso de México, se determinó que no existe disponibilidad superficial suficiente para cubrir demandas adicionales de agua, mientras que la disponibilidad de agua subterránea depende de la variabilidad climática, pues en periodos húmedos se estima que la disponibilidad sería suficiente para suministrar agua a ~4,000 pozos en un año, sin embargo, en periodos secos, se podría suministrar a menos de ~520 pozos al año. Adicionalmente, a pesar de que existe disponibilidad en algunos acuíferos de la región, se estima que a escala local y semi-regional, existe un déficit de agua subterránea, pues en general son mayores las extracciones y volúmenes concesionados que la recarga difusa. La generación de escenarios en México apunta a que el desarrollo más intensivo, en función del volumen de agua requerida para FH, se podría generar a partir de una evolución similar al play Eagle Ford, Texas. Los resultados sugieren que se podría llegar a necesitar un volumen de agua de 82.6 Hm3 en el año más intensivo y un volumen acumulado total para los 10 años simulados de ~470 Hm3, asociado a 14,137 pozos. Para el escenario más intensivo simulado, se espera que las demandas de agua para FH representen el ~7%de las concesiones totales de agua subterránea, ~9% de las concesiones de agua subterránea para riego y el ~73% de las concesiones subterráneas para uso público urbano. En este sentido, el agua para FH podría competir con el agua para consumo humano, por lo que el manejo adecuado de los recursos hídricos será fundamental para evitar los conflictos y efecto negativos asociados a la extracción de gas de lutitas. Por otro lado, la metodología desarrollada en esta investigación puede ser aplicada en otras partes del mundo para evaluar las implicaciones hídricas del desarrollo de FH en plays emergentes.
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