El gas de esquisto en la escena energética de México

Resumen

Son tres factores los que hicieron posible que se iniciara un acelerada carrera expansiva de la industria energética en los Estados Unidos en los años 90´s: primero, descubrir que en las formaciones de esquisto, pizarra, lutita o shale se encontraban, encapsulados, diversos tipos de hidrocarburos; segundo que se haya logrado diseñar un método de perforaciones en los diversos niveles de profundidad así como multidireccional para fracturar la roca, se liberen los hidrocarburos y recuperarlos; y, tercero, dimensionar las diversas formaciones geológicas de esquisto y calcular los posibles volúmenes y valores monetarios de cada uno de los petrolíferos recuperables en cada uno de los 48 estados de la Unión Americana primero y en otras 4 decenas de países después, entre los que figuran Canadá, México, Argentina, Brasil, China, Sudáfrica, Rusia, Australia y Argelia entre los que disponen de las mayores reservas de estos hidrocarburos.

Actualmente operan en EE.UU., más de 500,000 pozos productores de gas y petróleos de esquisto, registrando un crecimiento de aproximadamente 35,000 pozos anuales, lo que ha generado una sobreoferta de energéticos y por ende una disminución pronunciada en el precio interno del gas. Con ese ritmo de crecimiento de producción de la industria energética no convencional, los EE.UU., pasará que de ser un importador de energéticos, a un exportador neto en el año 2022. Sin embargo, este acelerado crecimiento está teniendo altos costos económicos, sociales, ambientales y en la salud de los habitantes de las zonas productoras de gas y petróleo de esquisto.

Palabras Clave; gas y petróleo de esquisto, pizarra, lutita, fracturación hidráulica, fracking, multidireccional.

SHALE GAS IN THE ENERGY SCENE OF MEXICO

Abstract

There are three factors that made possible a rapid expansive career in the energy industry in the 90´s in the United States: first, to discover that in shale formations, were encapsulated various types of hydrocarbons; second, to have managed to design a method of drilling at various levels of depth and multidirectional to fracture the rock, release the encapsulated hydrocarbons and capture them; and, third , sizing the various geological formations of shale and estimate potential volumes and monetary values ??of each of recoverable oil in each of the 48 states of the American Union first, and other 40 countries later, which include Canada, Mexico, Argentina , Brazil, China, South Africa, Russia , Australia and Algeria among available of the largest reserves of these hydrocarbons.

Nowadays in the U.S. is currently operating more than 500,000 wells producing gas and oil shale, with an increase of about 35,000 wells per year, which has generated an oversupply of energy and therefore a sharp decline in the domestic price of gas. Such a rate of growth of shale gas production will make the USA from an energy importer, into a net energy exporter by 2022. However, this rapid growth is having high economic, social, environmental and health costs for the inhabitants of the shale gas producing areas who have seen their land, properties, aquifers, roads, health and environment damaged by fracking.

Keywords: shale gas and oil , hydraulic fracturing, fracking, multidirectional.

Introducción

Con la aprobación de la iniciativa presidencial en materia energética, en diciembre de 2013 por las Cámaras de Diputados y Senadores así como por la casi totalidad de los Congresos locales, se legitima y convierten a la reforma energética en una de las iniciativas legislativas más controvertidas de que se tenga historia en el país, puesto que ésta, trajo como consecuencia las modificaciones de los Artículos 25, 27 y 28 de la Constitución Política Mexicana.(1) Con estas reformas constitucionales se legalizan e institucionalizan y se abren las opciones para que el capital privado, nacional y extranjero, participe en la explotación y aprovechamiento de los hidrocarburos e industria eléctrica (2), industrias que se habían mantenido, ante la ley, como monopolios del Estado mexicano, pero en la realidad, las empresas privadas, nacionales y extranjeras, operaban, desde hace muchos años, en un libre mercado de contrataciones de compra y venta de bienes y servicios (3).

El Decreto por medio del cual se modificó la Carta Magna en materia energética contempla en varios de sus artículos Transitorios elementos alusivos los energéticos fósiles no convencionales de origen rocoso (4).

En el Decreto de Reforma Energética publicado en el Diario Oficial en diciembre de 2013 no se hace mención específica al gas shale, de esquisto, lutita o pizarra como un recurso energético natural no renovable. Sin embargo, se hacen algunas alusiones a características técnicas generales de los recursos de origen rocoso, por lo que se infiere que estos recursos no explotados y considerados como no convencionales, se encuentran considerados como parte integral de las políticas energéticas del Gobierno Federal. La importancia que desde hace tiempo el gobierno federal les había asignado a estos recursos naturales, quedó de manifiesto en el Foro "Perspectivas Nacionales e Internacionales de la industria de Shale Gas y su contribución al desarrollo del Sector Energético" (5),

Todo el interés desplegado por el capital internacional por los recursos energéticos nacionales quedó plasmado en la Reforma Energética. Y ello, sin duda alguna, obedece a que México es depositario de la cuarta reserva más importante de gas natural no convencional a nivel mundial, al poseer reservas estimadas por 683.0 billones de pies cúbicos, de los cuales 681.0 billones corresponden a gas de lutita o shale, como lo ha estimado y publicado la Agencia de Información Energética (EIA) de Estados Unidos (6) y los otros 2 billones de pies cúbicos de gas corresponden a recursos prospectivos documentados de gas grisú que se encuentran principalmente en las minas de carbón de la Cuenca de Sabinas, Coahuila (7).

En torno a ésta industria energética no convencional, y sobre todo al método de "fractura hidráulica" o "fracking" como se le ha dado en llamar al método de extracción que hizo viable, técnica y económicamente rentable, la explotación y aprovechamiento de estos energéticos extraídos de la roca de esquisto en los Estados Unidos de Norteamérica (8), se han mencionado en repetidas ocasiones, argumentos en pro y en contra de su utilización. Entre los juicios en contra del uso de éste método se encuentran: que es un método en extremo peligroso para el medio ambiente en virtud de la cantidad de productos químicos que se emplean para fracturar la roca, muchos de ellos con un efecto altamente cancerígeno ( 9 ); la propensión a la contaminación de los acuíferos subterráneos y superficiales es alta (10 ); el consumo de agua dulce para la fracturación es también muy alta, por lo que la industria de los energéticos no convencionales tiene que competir por el preciado líquido con la agricultura, la industria manufacturera e incluso con el abasto de las poblaciones cercanas a los desarrollos energéticos (11); el medio ambiente en torno a las plataformas energéticas se ve altamente impactado por la proliferación de partículas de productos químicos que afectan la salud física y mental de los habitantes en amplios perímetros en torno a las plataformas de explotación energética (12); no existen sistemas de tratamiento de las aguas residuales del fracking, por lo que éstas son depositadas en ríos, lagunas, lagos, esparcidas en amplias zonas geográficas o inyectadas al subsuelo en perforaciones ad hoc (13); al extraer el gas o los petrolíferos de las formaciones rocosas de esquisto del subsuelo, se generan vacíos o cambios de presión en los pozos, se producen micro sismos de intensidad creciente y de mayor frecuencia que rompen las tuberías e incluso las recubiertas de concreto de los pozos mismos de gas shale (14); la quietud de los pequeños poblados se ve interrumpida por el intenso tráfico de enormes vehículos pesados de transporte de insumos, gas y otros petrolíferos y aguas residuales, los cuales también afectan el pavimento de las calles y caminos de acceso que no fueron diseñados para ese nivel de tráfico (15), entre otros.

Entre los argumentos en favor de la industria del gas shale, se menciona la producción de energéticos a costos competitivos que conlleva a reducir el precio de los mismos para la industria eléctrica y manufacturera, el transporte público y privado de personas y mercancías, el consumo en el hogar (16); dinamizador de la industria y generadora de empleos que antes no existían (17); para los importadores netos de energía, el ahorro de divisas y la autosuficiencia energética (18). Para los exportadores, incremento en sus exportaciones de energéticos y mayor capacidad de inversión en programas de diversificación industrial y expansión de la industria energética (19),(20); diversificación industrial de productos de química secundaria como plásticos y polímeros de cadena larga, abonos y fertilizantes, productos que hoy se importan (21), entre otros.

De los argumentos a favor y en contra en el uso del método de fracturación hidráulica, de la viabilidad económica y técnica de la explotación y uso del gas shale atrapado en las formaciones rocosas de esquisto que se encuentran distribuidos en los estados de Coahuhuila. Durango, Nuevo León, Tamaulipas y Veracruz, (22) cuyas reservas recuperables se estiman en varios miles de millones de metros cúbicos de reservas de energéticos no convencionales. (23)

Objetivos del estudio

A partir de éste trabajo, se pretende iniciar el análisis de cada uno de los aspectos más relevantes de la industria del gas shale que nos ayuden a esclarecer la conveniencia o no de explotar dichos recursos naturales a la luz de cómo han sido los desarrollos de esta industria en EE.UU y en otros países.

Se analizarían las experiencias y avances de esta industria en otros países del mundo a la luz de la laxitud legal y normativa de EE.UU y las exigencias de la Unión Europea, quién considera cómo inaceptables algunas conductas y procedimientos en los que incurren las empresas productoras de gas/oil shale, como es la negativa a declarar que productos químicos emplean y en que cantidad por unidad de área o el volumen verdadero de agua empleado en cada pozo.

Para el caso de nuestro país, en donde se ha registrado un cambio en materia de política energética, lograr interesar a otros profesionales a realizar evaluaciones técnico-económicas, político-económica, construir nuevas matrices energéticas considerando nuevas fuentes y proyectos, impactos ambientales, de riesgos, de impactos en la salud de los seres vivos, plantas, acuíferos, recursos escénicos y demás factores regionales de decisión que normalmente participan en este tipo de industrias.

Abrir una importante fuente de investigación para quienes participan en programas de investigación y postgrado en las áreas de recursos naturales, medio ambiente, economía energética, salud, finanzas, combate a la pobreza, por mencionar sólo algunos.

Antecedentes del surgimiento de la industria del gas shale

En realidad, desde el siglo antepasado, Estados Unidos y Canadá, ya habían descubierto la existencia de hidrocarburos en las formaciones rocosas de los yacimientos tradicionales de gas natural y otros petrolíferos tradicionales. En el caso del primero, existen documentos que mencionan que en las formaciones de esquisto de los Montes Apalaches se inició la producción de gas y otros petrolíferos desde fines del Siglo XIX y años más tarde se impulsaron las extracciones de gas shale en los depósitos de Antrim en el Vaso de Míchigan. En el caso de Canadá en 1920 se inició la extracción de gas de las formaciones de esquisto en el noreste del territorio.. Se menciona que desde 1940, se ha estado extrayendo gas shale en el sureste de Alberta y en el suroeste de Saskatchewan. Sin embargo, en todos los casos, las producciones fueron limitadas en virtud de la falta de métodos y técnicas adecuadas y económicamente viables.

Otro antecedente de lo que hoy se ha convertido en una pujante industria nacional en los EE.UU., se ubica a los primeros años de la década de los 1980´s cuando el Sr. George P. Mitchell, pequeño productor de energía en Texas y transportador de gas a través de la empresa Mit-Chell, empezó a preocuparse por el acelerado agotamiento de los yacimientos de gas natural que eran la principal fuente de abastecimiento para mantener operando su empresa energética y la línea de transportes de gas en la ruta Houston, Texas-Chicago (24).

Teniendo como punto de partida un estudio geológico de un área geográfica contigua a la ciudad de Dallas, Texas, el Sr. Mitchell comenzó a realizar perforaciones verticales del subsuelo, llegando hasta las formaciones rocosas de esquisto, descubriendo la existencia de diversos tipos de petrolíferos, entre ellos el gas natural pizarra, de esquisto o shale, el cual, con ciertos tratamientos, logra las características energéticas similares al gas natural de los depósitos convencionales.

Tal vez el gas natural que estaba atrapado en esquisto podría liberarse y fluir, por lo que Mitchell estaba preparado para respaldar su corazonada con recursos de inversión para experimentar y tratar de comprobar su hipótesis. El laboratorio para su experimento fue una extensa formación geológica llamada Barnett Shale alrededor de Dallas y Fort Worth. Casi todas las personas con las que trabajó se mostraron escépticas, incluyendo sus propios geólogos e ingenieros. Pero no así él. Cuando en 1990 el equipo de Mitchell logró fracturar la roca a través del uso de presión, agua, arena y una mezcla de productos químicos, las expectativas cambiaron comprobando que era posible una revolución en materia energética.

Sin embargo, la existencia comprobada de gas, atrapado por las formaciones impermeables de roca de shale o esquisto no era suficiente para la liberación, recolección y conducción (trasportación) a los depósitos para su tratamiento y posterior transportación a los puntos de uso. Aún cuando Mitchell Energy disponía ya del método de la fracturación hidráulica para perforar la roca y liberar el gas y el aceite de esquisto, era necesario disponer de grandes cantidades de capital de inversión y de crear la tecnología para que la liberación del gas fuese en grandes volúmenes para hacer la operación económicamente rentable. Estos objetivos fueron posibles en el año de 2002 virtud a la asociación de Mitchell Energy con Devon Energy, empresa que además de disponer de suficientes recursos de inversión era la que disponía de la tecnología de perforación multi-direccional horizontal de la dura roca de esquisto en extensiones de varios miles de metros, propiciando la liberación de grandes volúmenes de gas natural y otros petrolíferos no convencionales. Es decir que, tuvieron que transcurrir más de 20 años para que el método de perforación vertical se complementara con el método de perforación horizontal multidireccional para poder efectuar la fragmentación de la roca más allá de las zonas perforadas y de esa manera provocar la liberación de grandes volúmenes del gas shale, así como de los procesos posteriores de endulzado y demás a los que se somete el gas, hasta su utilización por parte de la industria manufacturera, industria generadora de electricidad, transporte, la misma industria energética y uso doméstico, entre otros.(25)

Después de más de 30 años del descubrimiento del Sr. Mitchell, la industria del gas shale o de lutitta ocupa un papel muy importante en la economía de EE.UU y lo ha proyectado para pasar, de ser, el mayor importador-consumidor mundial de energía a ser un exportador neto de energía en el año de 2022. (26)

Que son las formaciones rocosas de esquisto, pizarra o lutita ?

El esquisto es una roca sedimentaria que se formó a través del tiempo, con temperaturas, presiones, entre otros factores ambientales, en regiones en donde se dio la acumulación de materiales depositados en forma de barro (arcilla y limo) y que, en términos generales, es la combinación de arcilla, sílice (por ejemplo cuarzo), carbonato (calcita o dolomita), y materia orgánica como se muestra en la Figura 1(27)

Figura 1

Formación de roca de esquisto

Fuente: National Energy Board, Canadá.

Las lutitas, generalmente son consideradas como arcillas ricas en materia orgánica en donde las proporciones de los componentes pueden ser bastante variable. Las formaciones de esquisto puede formar capas delgadas o lamina de piedra arenisca, piedra caliza, o dolomía. La explicación que dan los geólogos es que los lodos fueron depositados en aguas tranquilas y profundas como grandes lagos, mares u océanos. La materia orgánica que se mezcló con lodos o material arcilloso, la constituían algas, materia vegetal o plancton que murió y se hundió hasta el fondo del mar o lago, formando camas de diferentes grosores antes de ser enterrado por otros materiales, como se muestra en las Figuras 2a y 2b (28).

Figura 2

Formación geológica con capas de roca de esquisto

A

B

Fuente: National Energy Board. Canadá.

Que es el gas shale o de esquisto ?

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos en la que el metano (CH4) es el componente principal con aproximadamente el 85.0 %. Entre los demás componentes menores se pueden mencionar el etano (C2H6), propano (C3H3), butano (C4H10) y pentano (C5H12). Y como impurezas se pueden encontrar otros gases como dióxido de carbono, helio, nitrógeno y ácido sulfhídrico.

Por otro lado, el petróleo es una mezcla compleja de compuestos de hidrocarburos naturales que se encuentran en las rocas. El petróleo puede variar entre sólido y gaseoso, pero el término se utiliza generalmente para hacer alusión al petróleo crudo líquido. Las impurezas, tales como el azufre, el oxígeno y el nitrógeno, son comunes en el petróleo. Además existe un grado considerable de variación en lo que respecta al color, la gravedad, el olor, el contenido de azufre y la viscosidad, dependiendo de las formaciones y áreas provenientes. (29)

En virtud de que este trabajo se refiere al gas natural "no convencional", se hace omisión de los demás hidrocarburos que pueden o no estar en las mismas o en otras formaciones, cavidades porosas rocosas, areniscas u otras.

El gas de esquisto se refiere al gas natural que se encuentra atrapado dentro de las formaciones de esquisto en cavidades porosas aisladas, sin comunicación unas de otras. Estas porosidades pueden ser de diversos tamaños, incluso, microscópicas. El esquisto o shale son rocas sedimentarias de grano fino que pueden ser ricas fuentes de petróleo y gas natural, como se mencionó en el apartado anterior.

Los gases "no convencionales" se clasifican en:

i.- Gases en areniscas de baja permeabilidad (tight gas); ii.- Gas de esquisto, pizarra o en lutita (gas shale); iii.- Metano en capas de carbón o grisú (coal bed methane); y, iv.- Hidratos de metano (moléculas de metano atrapadas en compuestos helados de agua).

Los yacimientos de aceite y gas en lutita, de esquisto o shale, se definen como un sistema petrolero de rocas arcillosas orgánicamente ricas y de muy baja permeabilidad, que actúan a la vez como generadoras, almacenadoras, trampa y sello, como se muestra en la Figura 3 (30) y que se localizan a profundidades que van de los 400 mts. a 5,000 metros o más.

Figura 3

Sistemas Petroleros Convencional y No Convencional o de Esquisto

Fuente: The U.S. Energy Information Administration y U.S. Geological Survey Fact Sheet 0113-01.

Distribución mundial de reservas de gas y petrolíferos de esquisto.

En materia de energéticos de esquisto, en el ámbito mundial, la casi totalidad de las evaluaciones cuantitativas y cualitativas tienen un solo origen: la Agencia de Información de Energía (IEA) del gobierno de los Estados Unidos. Desde que se inició el acelerado crecimiento de la industria del gas natural de esquisto en EE.UU. la IEA inició las evaluaciones en el ámbito internacional para conocer en donde se localizan las mayores concentraciones de este tipo de formaciones de esquisto así como los volúmenes de cada uno de los tipos y calidades de los energéticos naturales a fin de cuantificar la recuperabilidad técnica y económica de los mismos. Cada año, conforme se va teniendo mayor precisión en la información disponible, se van modificando las evaluaciones anteriores, de tal modo que los cálculos estimados en abril del 2011 son muy diferentes a los obtenidos en junio de 2013. Así tenemos que según el informe de la EIA de Estados Unidos en abril de 2011 (31) estimó que las reservas mundiales de gas de lutitas, es de aproximadamente 6,622 TPC (trillones de pies cúbicos SIM) (32) recursos técnicamente recuperables ligeramente superiores a las reservas mundiales 1P de gas natural que ascienden a 7,360 TCF.

En la revisión de las estimaciones que la EIA hizo en el 2013 y que continúa afinando aún más en el 2014, está incluyendo otros energéticos de origen rocoso en lutitas que no había contemplado con anterioridad y está incluyendo otras regiones de otros países, lo que ha traído importantes modificaciones a sus cálculos de abril del 2011.Mapa No. 1 (33)

Mapa No. 1

48 importantes yacimientos de gas de esquisto en 38 países

Las estimaciones actuales contemplan a 41 países ( 9 más que en el 2011 o anterior), 95 cuencas ( 48 anteriores), 137 formaciones (69 anteriores) , 7,299 TCF (6.622 anteriores) y 345 millones de barriles de petróleo (32 millones anteriores). (34)

El Cuadro No. 1 nos muestra los 10 países que poseen, a febrero de 2014, las mayores reservas de gas en lutita del mundo con los correspondientes volúmenes potenciales de gas y otros petrolíferos recuperables. (35)

Cuadro No. 1

Países con mayores reservas de gas y petroleos de esquisto en el mundo

1012 cf 109 bbl

Fuente: Energy Information Agency . U.S.A. 2013

Desarrollo de la industria del gas de esquisto en Canadá y Estados Unidos

El desarrollo que la industria del gas y otros petrolíferos de esquisto ha alcanzado, primeramente en los Estados Unidos de Norteamérica y en segundo lugar en Canadá, no tienen punto de comparación con ninguna otra región del mundo. Ello obedece a la conjugación de factores técnicos, económicos, geopolíticos y de otra índole que han operado con ese objetivo y que han hecho posible que el mayor importador de energéticos, como lo es EE.UU. esté planeando alcanzar la autosuficiencia en gas natural para 2022 y, convertirse en un exportador neto de hidrocarburos para el 2030. (36)

Entre los diez países con mayores reservas de hidrocarburos en lutitas, se encuentran Canadá, Estados Unidos de Norteamérica y México. Las reservas de los tres países en conjunto, a febrero de 2014, suman 2, 279 Bcf, es decir, ese volumen representa casi el 29.2 % del total de las reservas mundiales. El Mapa No.2 nos muestra la ubicación de las cuencas de formaciones de lutitas en Canadá y en los Estados Unidos de Norteamérica y México. (37)

Mapa No. 2

Localización de las formaciones de roca de esquisto en Norte América.

Fuente: National Energy Board, Canadá, 2009.

Para fines de análisis, mencionaremos que virtud a que las reservas de gas natural convencional canadienses están disminuyendo de manera acelerado, se han establecido políticas públicas para iniciar el proceso de explotación comercial de las formaciones de esquisto más importantes. Sin embargo, las inversiones canalizadas a esta industria, continúan siendo insuficientes para el potencial que podría alcanzar en el mediano plazo. Una gran cantidad de proyectos no se han concretado por la falta de infraestructura de conducción y distribución de gas shale, desde las zonas de extracción hasta los puntos de uso, de interconexión con otros gasoductos transnacionales y/o las terminales de embarques para exportación. Se puede decir que en Canadá, la los proyectos de explotación de gas de esquisto están en la etapa de exploración y validación para iniciar, en el corto plazo la consolidación de la industria.

El caso de la industria del gas y otros energéticos de esquisto en los EE.UU., es una industria que se está consolidando rápidamente. Baste decir que solamente en el año del 2006 se perforaron 35,000 de estas unidades (38), manteniendo esa cifra como un promedio anual en los últimos 8 años.

Mapa No. 3

Localización de las Concentraciones de Esquisto en EE.UU

En el año 2 000 la producción de gas de esquisto representó el 1.0 % del consumo total nacional de EE.UU., participación que aumentó al 35.0 % en el año de 2012 y que se proyecta que llegue al 50.0 % para el año de 2030. Se menciona que en la cuenca de Marcellus, en el nor-este de la Unión Americana, en el 2,000 había 27 pozos perforados, actualmente operan en esa zona, más de 15,000 pozos maduros en plena producción. Similares crecimientos se han registrado en todas las formaciones como se aprecia en el Mapa No 4, motivo por el cual se tienen firmes planes de crecimiento en las inversiones para que la industria crezca rápidamente en sus aportaciones a la producción total de gas y oil shale como se muestra en la Figura No. 4 y subsiguientes. (39). El ritmo de crecimiento alcanzado en Marcellus se ha extendido en casi todos los 48 Estados de la Unión en donde existe potencial protrolero para llegar, al 2014, con la operación de más de 500,000 pozos en activo. Esa cifra no considera los pozos que han dejado de ser explotados y se encuentran en un estado de recuperación temporal.

Han sido muchas las voces que se han alzado para manifestar que el boom petrolero Norteamericano es solamente una burbuja especulativa en materia energética para lograr otros fines geopolíticos, argumentos que se deberán investigar para conocer, si es posible, los verdaderos objetivos.

Mapa No. 4

Desarrollos productivos maduros de gas y oil shale en los EE.UU

Fuente: Halliburton 2008

Figura No. 4

Cuencas Producción de Gas Shale

Al día de hoy, un importante número de países que disponen de formaciones rocosas de esquisto han iniciado trabajos de perforación de pozos con fines exploratorios para evaluar con mayor precisión las existencias reales y potenciales de gas y de otros petrolíferos de origen rocoso. Sin embargo, hasta hoy, ningún otro país, que no sea Estados Unidos y un poco Canadá, están explotando sus recursos naturales en lutita.

Los Estados Unidos de Norteamérica tienen planeado que para el 2040 el gas de lutita representará más del 50.0 % de su consumo y para el año del 2022, cuando satisfaga totalmente su demanda interna, iniciará el proceso exportador creciente, para convertirse, en el 2035 en un país que se estará afianzándose como líder exportador de petrolíferos naturales no convencionales con 7.4 MMCF/día como se ilustra en las Figuras No.5 y 6 (40).

Figura No. 5

Producción de Gas Shale en EE.UU.

Fuente: EIA-USA 2013

Figura No. 6

Fuente: "Annual Energy Outlook 2012" EIA

FIGURA No. 7

Fuente: "Annual Energy Outlook 2012" EIA

La rápida expansión de la oferta de gas de esquisto, en los Estados Unidos de Norteamérica, ha generado una disminución en los precios de mayoreo y a los consumidores de este combustible para los diversos usos, entre los que se encuentra: la generación de energía eléctrica, la industria, el transporte, la calefacción y el uso en el hogar. Virtud a esta disminución en los costos de producción del gas de esquisto, estos se vienen reflejando en la disminución de los costos y el precio de la energía eléctrica, de la calefacción y muy pronto, en el uso como carburante de automóviles y otros vehículos de transporte personal y colectivo. Sin embargo, en el resto de los mercados mundiales, los precios se mantienen altos como lo podemos corroborar en la Figura 8

Figura No. 8

. Fuente; World Energy Outlook 2011

El Gas de esquisto en México y su futuro

En el estudio de la EIA ( World Shale Gas Resources: An Initial Assessment of 14 Regions Outside the United States, Appendix B) se analiza puntualmente cada una de las formaciones de roca de esquisto existentes en México, identificándose 5 cuencas principales que son: Burgos, Sabinas, Tampico, Tuxpan y Veracruz las cuales se muestran en el Mapa No. 5 y que coincidentemente son las mismas que PEMEX ha validado y registrado. (41)

De acuerdo con el informe citado, la Agencia de Información de Energía de los EE.UU (EIA), estimó que las reservas mexicanas de gas shale, al mes de abril del 2011, era de 681.0 billones de pies cúbicos ( Bcf). Sin embargo en los nuevos cálculos de mayo de 2013, estos se modificaron para estimar que las existencias de ese energético son menores, alcanzando los 545.0 Bcf. En ésta última estimación se estimaron, también, las reservas de otros hidrocarburos en lutita, cuantificación que no se habían considerado anteriormente. Entre el gas y el oil shale, convertidos a unidades de gas, se calcula que México dispone de reservas en lutitas para satisfacer su demanda de hidrocarburos, de acuerdo con la tendencia de los últimos 20 años, para aproximadamente 60 años. Es por ello que la EIA de EE.UU. menciona en el multicitado estudio, que México presenta condiciones excepcionales para desarrollar una industria de gas y otros

Mapa No. 5

Localización Geográfica de Formaciones de Esquisto en México

hirocarburos de origen en lutitas, virtud a los volúmenes de gas y otros hidrocarburos en lutitas cómo se muestra en el Cuadro No. 2. (42)

Cuadro No. 2

Reservas de Gas y Petrolíferos de Esquisto en México

(Sistema Americano de Medidas)

Fuente: EIA/ARI/ USA, Mayo 2013

Petróleos Mexicanos (PEMEX) inició los trabajos exploratorios de shale gas-oil a principios del año 2010. Identificó 5 provincias geológicas con potencial para producir hidrocarburos contenidos en shale: 1) Chihuahua, 2) Sabinas-Burro-Picachos, 3) Burgos, 4) Tampico-Misantla, 5) Veracruz. PEMEX concluye en una primera instancia, que en cuanto a los recursos prospectivos no convencionales, una estimación preliminar de estos arroja un volumen de 683 billones de pies cúbicos de gas natural, de los cuales 681 billones son de esquisto, cantidad similar a los que estima la Energy Information Administration de Estados Unidos y los otros 2 billones corresponden a recursos prospectivos documentados de gas grisú que se encuentran asociados a las formaciones de carbón, principalmente en la Cuenca de Sabinas, Coahuila. México se encuentra en una etapa en la que se realizan inversiones para identificar y estimar estos recursos potenciales. (43)

En 2011, el consorcio paraestatal mexicano, estimó un potencial, considerando principalmente recursos de gas natural, en un rango de 150 a 459 Bcf, con un recurso medio de 297 Bcf, equivalente a alrededor de 60,000 millones de barriles de petróleo equivalente (MMMbpe). En 2012, la paraestatal actualizó sus estimaciones para la cuenca de Sabinas-Burro-Picachos-Burgos y Tampico-Misantla, en donde los resultados arrojaron que la proporción de aceite de lutitas es más de la mitad de los recursos totales. Cabe mencionar que el recurso medio en términos de crudo equivalente, de 60 MMMbpe, es el mismo volumen que el de las estimaciones de la EIA elaboró y publicó en abril de 2011, como se muestra la Figura No. 9 y en el Mapa No. 6, en el que se presentan las calidades de los reservorios de hidrocarburos en las formaciones rocosas de lutita. (44)

Figura No. 9

Estimación de Hidrocarburos en las Zonas de Formación de Esquisto

PEMEX estima que en los próximos tres años, requerirá de $ 30.0 mil millones de pesos para trabajos de exploración de gas shale, para la apertura de 195 pozos. de los cuales a diciembre de 2013, ya había gastado $ 300.0 millones en las apertura exploratoria. Hasta hoy, la paraestatal ha explorado por gas shale en los estados de Chihuahua, Veracruz, Sinaloa, y Tamaulipas. Se tienen proyectos para extender las exploraciones a Nuevo León, Coahuila, Durango y San Luis Potosí, entre otros. PEMEX, también considera que los requerimientos de capital para explotar los yacimientos de gas shale y oil shale alcanzaan los $ 600.0 mil millones de dólares en los próximos 50 años. (45)

A partir del 1° de febrero de 2014 se re-iniciaron los trabajos de exploración en los municipios de Nava y Guerrero, en el estado de Coahuila en cuyos municipios se está explorando la existencia de gas y oil shale en una extensión de 1, 500 Km2 o 140,000 has., en donde se lleva un avance del 25 % en la perforación de algunos pozos. En otras áreas se están abriendo caminos y brechas para transportar los equipos especializados de perforación e iniciar otras nuevas perforaciones. (46)

Mapa No. 6

Calidad de los hidrocarburos de lutita en formaciones Mexicanas

Fuente: SENER, México, 2013 y EIA/ARI/ USA, Mayo 2013

Figura No. 9

Prospectiva de producción y demanda de gas natural

MMcf/dia

Cuadro No. 3

Requerimientos técnicos en la explotación de recursos convencionales VS No convencionales

La Fracturación Hidráulica: el método de extracción del gas e hidrocarburos de esquisto.

Como se mencionó anteriormente, los yacimientos de aceite y gas en lutitas se definen como un sistema petrolero de rocas arcillosas orgánicamente ricas y de muy baja permeabilidad, que actúan a la vez como generadoras, almacenadoras, trampa y sello. (47) Es extensa la gama de productos petrolíferos que se encuentran en las mismas formaciones rocosas o bancos, entre los que se encuentra el petróleo liviano y el gas shale como componentes principales, mejor conocidos como hidrocarburos no convencionales o de esquisto, que son extraídos de los bancos de roca de esquisto, encontrándose éstos a profundidades que van de los 400 a los 5,000 metros de profundidad o más metros. (48)

Para que el sistema funcione como yacimiento se requiere crear permeabilidad a través de la perforación de pozos mixtos, tramos verticales y tramos horizontales que cumplen con una doble función: a.- inyectar una mezcla de agua, arena y productos químicos para fracturar la roca; y, b.- colectar y conducir el gas y el petróleo liberado por las lutitas y transportarlo hacia el exterior. A todo este proceso se le denomina "método de fracturación hidráulica" o "fracking"

El método de fracturación hidráulica es un sistema complejo de elementos tecnológicos en el que juegan un papel de capital importancia los componentes: i). Método de perforación vertical y horizontal multidireccionado; ii). El entubado de los pozos así como los recubrimientos para aislar los pozos del contacto con los acuíferos; iii).Requerimiento de agua dulce; iv Las emulsiones inyectadas a presión para fracturar la roca y recuperar el gas extraído; v). Disposición y tratamiento de las emulsiones residuales.

Cada uno de los componentes técnicos del método denominado fracturación hidráulica es motivo de una investigación específica, misma que emprenderemos para integrar todos los elementos que nos permitan formarnos una idea clara de la misión y de la visión, así como los valores éticos, sociales y económicos que deben operar dentro de la industria de los hidrocarburos no convencionales en México.

i).- Perforación vertical, horizontal, multidireccional y multinivel;

La perforación de los pozos verticales empleando un equipo con cabezal giratorio, es una tecnología que se emplea desde hace muchos años en la industria de la perforación de pozos petroleros. Sin embargo, los volúmenes de gas o de petróleo que se podía capturar con pozos verticales era muy reducido por lo limitado de las áreas estimuladas o rotas por la rotura de la roca. Sobre todo, teniendo en cuenta que las capas de las formaciones de lutita son variables en espesor y en concentración de hidrocarburos, cómo se mostró en la Figura No. 2 . (49)

Fue la tecnología de perforación horizontal a varios cientos y miles de metros de profundidad la que permitió ampliar considerablemente el área de captura y captación del gas y del petróleo liberado de las lutitas. Pronto las perforaciones verticales y horizontales se multiplicaron a diversas profundidades y distancias y hacia diversas direcciones teniendo cómo ducto vertebral uno o varios pozos verticales como se muestra en la Figura 10. Fue el desarrollo de la tecnología para roturar pozos con esa multitud de variedad de perforaciones lo que vino a revolucionar la industria de los energéticos naturales de esquisto, primero en los Estados Unidos de Norteamérica y posteriormente en Canadá, y en el futuro, en un sinnúmero de países con recursos naturales de este tipo.

Figura No. 10

Perforaciones verticales orientadas, horizontales y multidireccionales

Como se puede observar en las Figuras No.11 (a) y (b), las zonas de influencia en términos de metros cúbicos de un pozo vertical a uno multi – direccional horizontal, simplemente no tiene punto de comparación en cuanto a la cuenca de captación de gas o de cualesquier otro hidrocarburo no convencional. (50)

Figura No. 11

Capacidad del área de fracturación de un pozo vertical vs pozo horizontal

A

B

Fuente Junne Warren Publishing, 2008

Fuente: 3 Legs Resources

ii). El entubado de los pozos así como los recubrimientos para aislar los pozos del contacto con los acuíferos

La ingeniería de construcción de los pozos para producir gas y petróleo de lutita, es de los aspectos técnicos más sensibles de esta industria, es por ello que se trata, por todos los medios de aislar, en todo lo posible, el sistema operativo del pozo y el medio físico que lo rodea.