“Progresos” en la tecnología del “fracking”

Este artículo pretende reseñar algunos recientes progresos en lo que llaman la “eficiencia” del fracking (fracturas hidráulicas). Se intenta poner al alcance de interesados en el tema informaciones técnicas especializadas, cuya importancia, en la etapa actual, trasciende al petróleo y se relaciona con el agua, las zonas agrícolas e incluso, tal vez, con los sismos que han afectado zonas donde se realizan estas fracturas.

Desarrollo del fracking en diversas cuencas de México

Esta técnica comenzó fracturando las rocas para incrementar la producción. Se inició en Estados Unidos inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial. A los pocos meses se realizaron los primeros fracks también en México, en campos de Chicontepec. En la década de 1970 se extendió a las cuencas de Burgos y Sabinas y, a finales de 1990, con el desarrollo del Programa Estratégico de Gas, a la cuenca Veracruz, donde –probablemente– se inició el bombeo de ácidos para disolver las rocas ya fracturadas y ampliar los canales de flujo para extraer más hidrocarburos. Ahora el fracking se pretende desarrollar masivamente en las lutitas.

Aunque las operaciones básicas continúan siendo las mismas, se han introducido grandes cambios, entre otros, en la geometría de los pozos, ahora principalmente horizontales, así como en los materiales usados en el bombeo, las presiones a las que se inyectan los fluidos, las características del apuntalante que mantiene abiertas las fracturas, etcétera. En este artículo veremos dos de ellos muy controvertidos: el uso de ácidos para provocar reacciones químicas en el subsuelo y el empleo de tecnología digital para monitorear la dirección del bombeo, controlar la fractura y expandir su propagación.

Frack para disolver la roca y crear agujeros de gusanos

En un artículo de la revista Oilfield Review, de la compañía Schlumberger, se describe que, mezclado con geles que faciliten el deslizamiento por la tubería, se bombean “ácidos” que “disuelven los componentes solubles de la roca de formación en la región vecina al pozo […] creando así un trayecto más permeable para el flujo de hidrocarburos”.

Al tratarse de un tema tan controvertido, transcribimos un trozo amplio sin temor a redundar: “los fluidos para tratamientos de acidificación son adecuadamente formulados para estimular las formaciones de carbonatos o areniscas […]. La mayor parte de los tratamientos de acidificación con carbonatos implican la reacción del ácido clorhídrico con las formaciones compuestas de carbonato de calcio (calcita), carbonato de calcio-magnesio (dolomía) o ambas sustancias.

“A medida que el ácido fluye a través de los disparos y disuelve la roca carbonatada en la formación, se crean canales altamente conductivos denominados ‘agujeros de gusanos’ [figura 1]. Los ‘agujeros de gusanos’ se irradian desde el punto de inyección del ácido y acarrean virtualmente todo el flujo de fluido durante la producción” (sic).

Se explica que “para una estimulación eficiente, la red de ‘agujeros de gusanos’ debe penetrar en forma profunda y uniforme a lo largo de todo el intervalo […]” (sic). También aclara que el ácido clorhídrico favorece la corrosión excesiva de los tubulares (es decir, los metales) y que deben manejarse las temperaturas para disminuir los requerimientos de inhibidores.

Otro gran “progreso”: la extensión geográfica de los impactos

Relacionado con lo anterior, se produjo el progreso en la expansión de los impactos. Para explicarlos daremos unos breves antecedentes. En los primeros ejercicios no existían herramientas que permitieran “medir” el área “beneficiada” y cuya “productividad” se elevaría con la “estimulación”. No era posible conocer ni el rumbo de las fracturas creadas en el subsuelo ni la longitud que esas fisuras artificiales alcanzaban. Era un frack a ciegas y sólo al concluir se conocerían sus resultados.

Aproximadamente en la década de 1980, la técnica sísmica aplicada a la exploración petrolera realizó otro gran avance: introdujo al subsuelo las herramientas de prospección –que antes sólo funcionaban en la superficie– con el propósito de detectar la energía sísmica generada en el frack. Desde luego ello implicaba un nuevo arreglo de los instrumentos para captar las ondas de energía creadas al inyectar a presión los fluidos; por ejemplo, su colocación en pozos vecinos. Con ello se pudo conocer la geometría del área impactada y determinar, en tiempo real, el desarrollo espacial del impacto.

En sismología petrolera se emite una onda de energía y los sismógrafos captan tiempo y velocidad, con ello se determina la distancia y otros parámetros. Con estas informaciones pudo monitorearse el desarrollo de la propagación del área afectada; desde luego, presentarla en un mapa, observar si estaba avanzando en la zona o estrato planificado o, en algunos casos, redireccionar o corregir problemas, como “mejorar” los ácidos empleados.

Para ejemplificar lo anterior presentamos ilustraciones de frack en la cuenca Barnett, cerca de Dallas, Texas, a la que hemos dedicado varios artículos en esta revista. Tomamos las gráficas de un artículo de John Blackburn, de ConocoPhilips UK, titulado “Levantamiento de sísmica de pozos: más allá del perfil vertical”, también en la revista Oilfield de 2007-2008, en donde se ve que el impacto del bombeo sólo afecta un segmento del trayecto horizontal del pozo.

El artículo explica que un tapón de arcillas estaba impidiendo la salida de la mezcla de geles y ácidos; entonces se emprendieron nuevos bombeos que mostramos en la figura 2. En la figura 3 observamos cómo quedó la zona al terminar cuatro fracks (figuras 3 y 4).

 

¿Cómo queda el subsuelo con fracks y los agujeros de gusanos?

Adjuntamos la figura 5, que también fue tomada de la revista de los Azules, como cariñosamente llaman los trabajadores mexicanos a los técnicos de esa gran empresa tan curiosa, porque realiza fracks en todas partes menos en Francia, su propio país.

Para concluir, véase en una de las ilustraciones la escala de 500 pies para ilustrar la distancia. Equivale a unos 150 metros y, en algunos puntos, a más de 250 metros, lo que permite concluir que el avance del impacto es verdaderamente sorprendente. Colocados en superficie, los ácidos afectaron una gran área que alcanzó, en algunos puntos, diríamos coloquialmente, ¡entre cuadra y media y tres cuadras!

Este tipo de “progresos” sugieren la necesidad de repensar los conceptos. Es un enorme “progreso” para la elevación de la extracción de hidrocarburos, pero, ¿cómo llamar a las afectaciones al subsuelo? ¿Un programa de propagación (para seguir usando el verbo de la dispersión de los ácidos), pero de celdas solares en zonas como Cuernavaca, no podría ayudar a reemplazar el uso de gas? ¿Es necesario importar gas peruano, construir otro gasoducto para calentar el agua de las albercas en Cuernavaca?

Se aceleran los fracks en el gobierno de Peña Nieto

Petróleos Mexicanos (Pemex) se está moviendo con prisa, perforando pozos exploratorios en formaciones de lutitas que ha ido probando en tres municipios de Coahuila: Hidalgo, Piedras Negras y Guerrero; asimismo en el municipio llamado Burgos y en Cruillas, Tamaulipas.

En los últimos meses las operaciones parecían concentradas en Nuevo León, donde ha perforado en cinco municipios: Melchor Ocampo, Anáhuac, Los Ramones, Los Herreras y el más reciente en China, curioso nombre de un municipio al Oeste de Monterrey.

Pero ¿será válida la hipótesis que fenómenos relacionados con los ya abundantes agujeros de gusanos están relacionados con los temblores en esa entidad?

Por el último informe anual de Pemex sabemos que ya inició los primeros pozos en territorio veracruzano. En nuestro artículo del mes pasado presentamos la lista de 18 pozos en lutitas en México. Ahora ya tenemos otros tres pozos: el primero, en Papantla, fue suspendido por un accidente mecánico (¿será culpa de las prisas?); están en curso otros dos, en viejos campos de Chicontepec (los tradicionales son del Terciario). Estos nuevos, el Horcones y el Carcolillo, se perforan en las rocas de la formación Pimienta del Jurásico Titoniano, roca madre de la que se espera mucho aceite de lutitas.

Algunos esperan que esta actividad se multiplique con la llegada de las empresas extranjeras. Independientemente de cuáles serán los resultados, es pertinente preguntarse: ¿estas actividades deben continuar sin que las comunidades donde se realizan participen en el examen de sus consecuencias? ¿No deberían discutirlo las organizaciones de la sociedad, las organizaciones de agricultores y ganaderos, los usuarios del agua? ¿No deberíamos discutir temas como la necesidad de criterios de gradualidad? Los impactos del fracking desbordan el ámbito regional y son de interés de toda la población.

*Investigador en el Instituto de Investigaciones Económicas de la Universidad Nacional Autónoma de México

 

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Contralínea 385  / 11  de Mayo  al 17 de Mayo