几个月前，我和一位以前的同事共进午餐，突然想到了回收利用采出水的问题。在谈话过程中，他问我：&&ldquo；这不就是一个利用采出水的反庞氏计划（reverse Ponzi scheme）吗？最终，如果他们停止水力压裂，他们（操作人员）将不得不处理大量不需要的污水！&rdquo
德克萨斯州迪诺拉水处理技术公司董事总经理布莱恩·布朗利（Bryan Brownlie）讨论了与德克萨斯州水力压裂水行业相关的水处理问题。
这是一个有趣的概念，不仅仅是因为这个类比，还因为在很高的意义上，在人们的直觉中它似乎是正确的。从那以后的几周里，这件事一直萦绕在我的脑海中，让我深入思考。毫无疑问，从历史上看，在从其他流域大规模复员期间，一直存在着重大的水处理问题。路上停满了去俄亥俄州处理水的卡车，没有人仔细考虑过该怎么处理这些水。
当水处理的成本增加到损益表上，人们意识到要设备返空最高的成本是水。
现在还是这样吗？我们是不是在帕米亚盆地的干净盐水里沉溺？当最终田地开始成熟时，这会是一场水灾吗？鉴于帕米亚盆地已钻井但尚未完工的油井数量继续增加，这意味着完井需求巨大，这是否是我们现在需要考虑的问题？
自信的把戏
为了验证这个类比，我们需要对庞氏骗局有一点了解。为此，我们需要追溯到136年前的1882年。在意大利的小镇卢戈（ Lugo, Italy），一个将改变金融犯罪历史的人诞生了，这个人的名字将永垂不朽，不是因为他有着《伊利亚特》的英雄事迹，也不是因为他对政治或科学突破的贡献。这个身材矮小、雄心勃勃的人，将因精心策划的信心计划而名垂青史，这是当时金融史上规模最大的投资骗局。
他诈骗投资者的手法一直持续到今天，每当被揭发，投资基金被推翻，只留下空头支票和倒闭的公司。
多年来，他的方法演变并催生了许多类似的骗局，例如非法传销计划，和一些人们认为是合法的传销计划（在某些情况下，主要品牌采用多层次营销系统的形式进行传销）。这个出身不起眼的人衍生出了近100年的欺诈传统。这个人被精心命名为卡洛·皮埃特罗·乔瓦尼·古列尔莫·特巴尔多·庞兹（Carlo Pietro Giovanni Guglielmo Tebaldo Ponzi），这种将他推向传奇的自信伎俩被称为“庞氏骗局”
讽刺的是，卡洛·庞齐（Carlo Ponzi）实际上并没有发明这种投资者欺诈的方法。他只是把它应用到比以前更大的规模上（2000万美元）。似乎第一个使用这种方法的人很可能是布鲁克林的一位簿记员，名叫威廉·米勒（William Miller），而他的故事发生在1899—年，早在庞氏成名约20年前。在这项计划失败之前，仅仅偷了100万美元，显然还不足以让人看到所谓的信任骗局。米勒骗局（ the 'Miller scheme')。
这个方案的一般原理非常简单。投资者被诱导投资于一家企业或一家基金，并承诺获得难以置信的回报。这些最初的投资者往往发现他们的钱立即被基金经理收入了囊中。他们的回报实际上是由下一轮投资者投资的资金支付的，以此类推。正如伯尼•马多夫（Bernie Madoff）所证明的那样，如果管理得当，并且能够吸引足够多的新投资者加入基金，这些计划可以持续几十年，但它们的失败是绝对的。总会有三件事发生：
- 这个计划的发起者只是拿走了钱，然后消失了。
- 基金经理找不到更多新的个人来投资该计划，结果是无法向现有投资者支付新一轮投资的回报，该计划就会崩溃。
- 经济衰退会导致投资现金—流失，当然，这种情况实际上并不存在。当人们意识到根本没有实际的资金，也没有新的投资者来偿还老投资者的钱时，这个计划就会崩溃。与此同时，投资者想要收回的现金事实上已经被基金管理人花掉了。
那么，这与美国非常规油气区块的采出水有什么关系呢？我在上一篇文章中简要讨论了这个概念，这个问题很好。在这之前，我要说的是，在任何地方都没有故意的庞氏骗局，尤其是在帕米亚盆地。因此，根据定义，这种类比是失败的。但是在帕米亚盆地有一些钻探元素，那里有一些类似于庞氏骗局所造成的情况（不管是否无意）。最要紧的是：唯一能避免重大水资源管理挑战的是水力压裂作业产生的水资源需求（这与防止庞氏骗局崩溃的唯一方法很相似，就是新投资者对该方案的投资需求）。
总体的水情远没有表面上那么简单，也不是很多媒体所说的那样简单。一般非常规井产出的水最多是石油的3倍，最差5倍。例如，在帕米亚的米德兰盆地（ Midland Basin of the Permian），每生产85000桶石油，就会有23万桶水从地层中流出。
这是巨大的水量，而且与传统的油井（实际产水量更大，每桶油最多可导致产生15桶水）不同，作为提高石油采收率（EOR）方法的一部分，这种水不能重新注入地层。这根本不是超致密地层的工作原理。取而代之的是，在相关区块的非生产层段、盐水处理井进行处理，或者回收利用。
虽然水油比是一个有趣的事实，但它经常被吹捧为对帕米亚盆地整体水平衡的诊断。
事实上，帕米亚盆地的水循环比单一统计数据显示的要复杂得多；而且仅仅因为每桶石油会产出大量的水，并不一定意味着生产的水足以维持所有压裂作业。毕竟，帕米亚盆地并没有被石油压裂，所以水油比对水需求、水平衡或短期净水产量与短期耗水之间的关系没有任何意义。
从较高的层面来看，这种庞氏骗局的反向类比似乎成立了。这一论断是基于这样一个前提：如果这些采出水（来自非常规水源）被100%回收利用，那么它将以其产出的速度被压裂作业消耗掉。换句话说，只要还有一口井需要压裂，采出水就会被消耗掉。就像庞氏骗局中的投资者在找到另一轮投资者投资时会拿回他们的钱一样，只要还有另一轮完井作业，采出水就可以通过回收利用作为压裂水出现。
如果每个人都停止完成复杂的水平井，将会产生大量的水，循环利用这些水将是徒劳无益的，而且将有一个巨大的处理或再利用问题需要解决，以便处理来自帕米亚盆地的持续产水。盐水处理井（SWD）可能会超压，而且有人将不得不处理低至农业级或河流处理级的水，这将产生巨大的成本。
用水支出
这种水成本越来越成为投资者分析其在投资活动中地位的特征，但很少有人充分考虑或计算过水资源管理问题的复杂性（或在大规模人口外流的情况下最终的可支配的成本），多数情况下它只是一个有根据的猜测而已。根据当前技术，利用许多运营商制定的排放等级处理经济目标并不现实，而且至少在某些情况下，投资者的长期回报预估是基于这些不切实际的预期。
深入研究统计数据会导致更复杂的情况。一个诸如此类的复杂因素是，在非常规井的使用寿命内，50%至80%的采出水是在前6个月内产生的，而只有4%到8%是注入的原始压裂液（根据一些研究）。更乐观的估计是，大约40%的初始压裂水在回流过程中找到了返回地表的途径。其余的则从层段中钻出来，进入非生产层。这在历史上并不那么令人担忧，但随着完井作业变得越来越复杂，分支越来越长，阶段也越来越多，因此所需水量呈指数级增长，一些运营商每次完井使用的水量甚至可以超过100万桶。
在其他研究中，特别是对帕米亚盆地地层（尤其是非常规井）的研究，得出的结论有些令人惊讶。然而，当研究帕米亚盆地的水平衡是如何运作时，它们是高度相关的。
例如：在整个20年的预计最终采收率（EUR）中，米德兰盆地（Midland Basin）的一口平均油井仅能产出完成（压裂）所需水量的60%（截至2015年）。相反，在特拉华盆地（ Delaware Basin），平均每口井生产的水将占其竣工所需水量的190%至300%。总的来说，2015年，帕米亚盆地在其整个生命周期内的产水量仅比完成钻井所需的水量多出10%至20%，平均每口井的产水量超过完成钻井所需的水量15万桶。关于平均井采出水的完整表，EUR vs泵送压裂液vs油，详见544页
如果这些数字包括可能的回用率（即，压裂液在回流过程中进行回用，在二叠纪，泵送流体的回用率可能是10%到40%），则可能上升到比用于完井作业的平均用水还多近50%。然而，即使是这样，一口普通的米德兰盆地水井实际上在第一年可能仍然不会净产水，事实上，也可能永远不会净产水。
虽然10%到50%听起来不像是20年内的大量过剩水，但总的来说，这比整个流域的竣工作业消耗的水多出了几千万加仑。除非钻井作业持续不断地增加，甚至是假设能够实现100%的循环利用，否则这些多余的水没有天然的家园。随着特拉华盆地不断发展（特拉华盆地Delaware Basin比米德兰盆地Midland Basin产水量大得多），这种情况可能会恶化。事实上，截至2018年，该公司开采帕米亚盆地的平均产水量可能已经比完井所消耗的水多40%。对于20年的EUR而言，这是一个长期的水资源管理问题，而不是直接的危机，但如果钻井和完井活动大幅放缓，则可能会成为一大危机。
从短期运行状况来看，情况大相径庭。对于一口普通的帕米亚油井，其大部分采出水都是在前6个月产生的，但是（这是一个很大的问题），在它的前12个月，即2015年（当情况变得极端复杂，工程需要大量水来完井，分支变长，完井阶段变得更多，这些成为主要情况）时，米德兰盆地的一口井的采出水仅占到压裂所需水量的30%。在特拉华州是90%，而在帕米亚盆地，通常平均为50%。所以在短期内，整个盆地内，在前12个月里，一套井完井所用的水只有50%返回地表。假设有不断的钻探和水力压裂，则将导致整个流域对水的额外需求。
简言之，如果你压裂五口井，等上六个月，并想再压裂五口相同的井，除非你得到异常高水平的回流水，否则你将没有足够的水进行循环利用，以压裂这五口井。你将需要额外的水，而且这些水很可能来自淡水资源。（100%回收并不等于不需要淡水！）
如果回流是有利的，那么在6到12个月的时间内，回流可能高达完成油井返回地面所需水量的75%至80%，但相对主动钻井所需的水量，仍然会导致气田水的短期短缺。如果在下一轮钻探中钻的井比最初完成的要多，这种情况会更加严重。
另一个因素是物质平衡。如果水被循环利用，那么最初产生的水中有20%到30%被浓缩成污泥和总悬浮固体（TSS），并被处理方案拒绝处理。这些回收过程中的损失率，在某些情况下可以通过更有效的技术避免，最终由物理定律规定，不能低于15%，因为这是帕米亚采出水中总悬浮固体的平均含量。
因此，在米德兰盆地，除去废品，一口井在短期内的产出完全有可能只有第一次压裂所需有效回收压裂液体积的15%至20%。那便成了严重的缺水问题。
考虑到帕米亚盆地是如何钻探的，我们发现一个意想不到的问题，即模拟庞氏骗局的情况在短期内条件是不充分的。在某些地区（钻井最繁忙的地方），可能会出现缺水，因为这些井的产水量可能远远低于完成下一轮钻井所需的水量。
相反，在盆地较成熟的地区，远离新钻井活动的老井将以每天10000至5000桶的速度生产水（最多为剩余量的50%），除了使用昂贵的卡车运输将其运到深度钻探区域或者将其置于一个盐水处理井（SWD）之外，没有任何合理的处理方法。基础设施（尽管在某些情况下会发生变化，运营商铺设输水管道）并不一定要在需要的地方取水，而且随着活跃的钻井场地的移动，基础设施也在努力跟上该区块最新的热点区域。
因此，有点出乎意料的情况是：
在帕米亚盆地最活跃的钻探区域（尤其是米德兰盆地），可能会出现水资源短缺（即使回收率很高），因为短期内回收的采出水少于压裂作业所需的水量。剩下的部分由当地卖水的地主来填补（每桶大约25至50美分）。由于基础设施的限制，有时需要对盐水处理井（SWD）进行处理，以储存或运输几个月后有用的水。
在钻井速度减慢的较成熟地区，水资源丰富，将这些水运至活跃区域的成本可能高于处理成本。虽然这些水可以循环利用，但如果没有管道将其以优廉的价格输送到活跃地区（或至少靠近这些地区的地方），在经济上意义不大。
从长远来看，帕米亚盆地产出的采出水将比地层内完井所需的水量多出20%至40%—而且这些水必须以某种方式加以管理。这些问题不会自行消失，而且在将来的某个时候—，必须以合理的经济性原则100%地解决这个问题。
综上所述，帕米亚盆地在一些活跃地区同时存在短期缺水的情况，在其他地区水资源过多，从长远来看，产生的水将远远超过通过水力压裂所消耗的水量。水资源的短期状况与长期状况相比有很大的不同，这正是推动水需求的原因。
当然，在理想的情况下，运营商将拥有完善的基础设施。不太活跃的钻井段产生的多余水可以循环利用，并以低廉的价格转移到更活跃的钻井区域，并用于那里的压裂作业，只剩下剩余的净水在污水处理系统中处理（同时，还会有基于物质平衡——在我之前文章中讨论过——产生的污泥和回收作业产生的浓盐水）。
考虑到该区块的广袤性以及其边缘地区持续不断的钻探作业，似乎水上基础设施的资本支出（CAPEX）与运营支出（OPEX）之间可能始终存在平衡，而运营支出（OPEX）则希望更短的货运路线刚好够短。正如我们所讨论的，这使得循环利用水可以用于水力压裂，— 并通过管道安全运输和储存在池塘中 —，这是目前的主要考虑因素。
是不是庞氏骗局？
那么，在采出水问题上，最终是否存在某种不经意的水庞氏骗局？答案不仅仅是简单的是或否。在短期内，答案是否定的。目前正在运行的复杂管理针对的是由非常规井产水方式驱动的极其复杂的供水与需求情况。快速、经济、足够好的回收再加上有效的水运输是关键。
长远来看，答案可能也是否定的。存在的地层在未来20年内最终会产生比地层压裂水— 损失消耗更多的水，目前还没有明确的计划来解决这一问题。这两个问题（一个是水需求，另一个是长期的水生产过剩），有着截然不同的解决方案。
如果做得正确，有效的循环利用和正确的基础设施可以消除几乎完全从含水层取水的需要（这只会增加更多的水），从而解决短期问题。如前所述，如果使用正确的技术，这是非常可能的。至于在多大现实意义上可以建成这一交通基础设施并使其足够有效地避免溢水，使压裂作业成为可能，则是另一回事。然而，理论上是有可能的，并且有许多解决办法可以将循环水商品化，最终证明是有效的。
在许多情况下，水需要从特拉华州（Delaware）流向米德兰盆地（Midland Basin）。这些管道较长，需要跨越更大的面积，并跨越多个运营商和土地所有者的区域。在回收和水的运输方面，也有一些运营商在收费方面处于领先地位，证明了这一模式的可行性。他们是否向一些较小的运营商提供基础设施，将决定其是否达到临界质量点并在整个流域范围内真正有效。
至于如果油价再次下跌，或者生产率开始下降，经济是否放缓的问题，则长期因素发挥作用的地方。帕米亚盆地的盐水处理基础设施比以往任何时候都要好得多。还有更多的盐水处理井（SWD）。此外，地层中也有极易接受过量水的区域，以及其他区域，在这些区域中，盐水处理井（SWD）已经开始随着它们正在处理的水发出吱吱声。最终，通过适当的规划，可以在正确的位置钻取足够的盐水处理井（SWD），以应对大量的水，并极大地限制卡车运输和处理的需要。也就是说，对于地层能承受多大的压力，这将是一个极端的实验，地震问题、生存问题和地坑已经成为人们关注的话题。
长远来看，如果钻探业真的像2015年那样出现放缓现象，那么将就会出现严重的水资源问题。生产井将继续产出比石油更多的水，基础设施（包括盐水处理井（SWD））将开始填满'；。当这种情况发生时，需要做出选择。采出水可以用卡车运到某个地方，也可以处理成农业级— ，或者处理到能弃置在河流中的地步。这些过程已经在科罗拉多州的DJ盆地和其他更敏感的地区得到了一定程度的实践开拓；然而，考虑到帕米亚盆地的规模，成本将是巨大的。
目前处理后排放等级的经济效益并不一定令人难以置信。蒸发虽然非常昂贵，但却是处理TDS最安全的方法。反渗透（Reverse osmosis, RO）也可以使用，但在预处理过程中需要对采出水中的其他成分进行有效保护。不管用什么方法，人们都要处理几千辆装满复杂盐类的火车，这些盐类需要运输到某处处理。在所有情况下，经济效益可能比卡车运输和水处理成本要好，但处理成本将远远超过每桶1美元。事实上，很可能接近3美元或4美元。加起来，总共有数百亿美元
一种平衡的方法，将盐水处理井（SWD）、卡车运输、副产物的有效利用和排放结合起来，很可能会产生想要的结果，但要实现这一目标，还需要一些非常灵活的水资源管理和一些良好的技术。它还将吸引那些认真对待生产过剩采出水并将这些副产物商业化的公司进入市场。虽然有些公司声称有这种能力（有些公司很可能也有这种能力）— ，正如我们在上一篇文章中所讨论的，蒸发成本不会通过销售盐来抵消。
有水技术公司可以管理这一过程直到完成。整个行业，以及整个帕米亚盆地，最后是否会留下一大笔水费，这一切都将取决于那些在盆地中钻探的人以及他们今天的行动。如果我在帕米亚盆地有一个职位，我的预期回报率会让我考虑到这样一个事实，即在帕米亚盆地运营一口井的成本中，有20%到50%是在水资源管理方面，这一点在当前的一些研究中已有表述。如果钻井速度变慢，那么这个数字只会单向上升，而且会很快上升—，找到经济高效的方法来解决这一问题对最终回报至关重要。
如果最坏的情况发生，三个因素中的一个或多个因素发挥作用，那么就不需要再钻新井，或者外部经济因素导致活动崩溃—；那么，就像庞氏计划，投资者会留下来买单。然而，在这种情况下，由于没有影子人物作为核心，再加上一些有才华的人在研究解决方案，这场危机可能完全可以避免。这需要认真地计划一番。