Multilayer geospatial analysis of water availability for shale resources development in Mexico
Multilayer geospatial analysis of water availability for shale resources development in Mexico
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墨西哥页岩资源开发可用水资源的多层地理空间分析
DOI：
10.1088/1748-9326/aa7c95
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发表时间：
2017
影响因子：
6.7
通讯作者：
Webber, M E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Galdeano, C;Cook, M A;Webber, M E
墨西哥政府于2013年实施了一项能源改革，旨在促进整个能源行业价值链的竞争力和私人投资。作为这项改革的一部分，预计五个页岩盆地(例如布尔戈斯、萨比纳斯、坦皮科、塔克斯潘和韦拉克鲁斯)通过水力压裂开采石油和天然气的数量将会增加。由于水力压裂是一项水密集型活动，因此评估这一活动在墨西哥的潜在水资源供应是有意义的。这项研究旨在量化墨西哥水力压裂的水量，并确定其沿五个页岩盆地的空间分布。该方法包括多层地理空间分析，将流域和含水层中的水可获得性与五个页岩盆地中不同类型的页岩资源区(如石油和伴生气、湿气和凝析油以及干气)重叠。墨西哥的含水层和分水岭根据年平均可用水量被划分为四个区。根据水力压裂对流域和含水层的不同影响程度，研究了三种情景。对于分析的最保守的情景，结果显示，在水力压裂井典型的20-30年寿命内，可用水可用于提取8.15至70.42四英热单位(夸德)的能量，这些能源可供页岩地区覆盖的年可用水供应，平均估计约为18.05英热单位(夸德)。然而，水资源可获得性的地理差异可能对开采页岩储量构成挑战。大多数可用水位于更靠近墨西哥湾的地方，但可采页岩储量较大的地区恰好与墨西哥北部可用水较少的地区不谋而合。需要确定新的水管理技术(如回收和再利用)、更有效的压裂方法、使用模式的转变或其他水源，以便在不影响当前用户(如市政、灌溉、工业和环境流量)的情况下为水力压裂分配水。
Mexico's government enacted an energy reform in 2013 that aims to foster competitiveness and private investment throughout the energy sector value chain. As part of this reform, it is expected that extraction of oil and gas via hydraulic fracturing will increase in five shale basins (eg Burgos, Sabinas, Tampico, Tuxpan, and Veracruz). Because hydraulic fracturing is a water-intensive activity, it is relevant to assess the potential water availability for this activity in Mexico. This research aims to quantify the water availability for hydraulic fracturing in Mexico and identify its spatial distribution along the five shale basins. The methodology consisted of a multilayer geospatial analysis that overlays the water availability in the watersheds and aquifers with the different types of shale resources areas (eg oil and associated gas, wet gas and condensate, and dry gas) in the five shale basins. The aquifers and watersheds in Mexico are classified in four zones depending on average annual water availability. Three scenarios were examined based on different impact level on watersheds and aquifers from hydraulic fracturing. For the most conservative scenario analyzed, the results showed that the water available could be used to extract between 8.15 and 70.42 Quadrillion British thermal units (Quads) of energy in the typical 20–30 year lifetime of the hydraulic fracturing wells that could be supplied with the annual water availability overlaying the shale areas, with an average across estimates of around 18.05 Quads. However, geographic variation in water availability could represent a challenge for extracting the shale reserves. Most of the water available is located closer to the Gulf of Mexico, but the areas with the larger recoverable shale reserves coincide with less water availability in Northern Mexico. New water management techniques (such as recycling and re-use), more efficient fracturing methods, shifts in usage patterns, or other water sources need to be identified to allocate water for hydraulic fracturing without affecting current users (eg municipal, irrigation, industrial, and environmental flows).
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