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《页岩革命——新能源亿万富豪背后的惊人故事》

2015-05-29 10:17:25 能源思考2015年4月刊   作者: 【美】格雷戈里•祖克曼  

页岩革命

洞察他人未知宝藏

页岩革命成为近几年来热门词汇,从美国走向世界各地拥有页岩资源的地区,中国拥有近600万平方公里的页岩,自然梦想着有朝一日复制这一革命从而保障中国能源安全与可持续发展,而格雷戈里.祖克曼所著的《页岩革命--新能源亿万富豪背后的惊人故事》一书目前已翻译成中文,读者可以从中得到新的启示并引发深入思考:中国能否实现自己的页岩油气革命?

此书讲述了以乔治.米切尔为代表的几位公认是极度投机和迹近疯狂的企业家,如何靠着近乎偏执的创业精神和坚持不懈的技术创新,在众多风险投资协助下,为美国在页岩油气开采方面带来了革命性变化并深远地影响了全球油气开发与地缘政治变化。页岩开采技术在美国能够率先商业化,还依靠的是多个中小石油公司的企业主,成功地抵抗住了股东压力,几乎把整个公司的利润都压在了页岩气上,在濒临绝境之时依靠技术突破迎来转机。大规模商业化开采页岩油气带来了20多年来最大的能源变革之一。

美国也因此有望在未来数年内真正实现能源自给。人们盛赞他为美国能源和世界天然气产业发展做出的巨大贡献,而他本人也因商业上的成功,成为亿万富翁。2012年,他以20亿美元的财富在《福布斯》杂志财富400强排行榜上排名第239位。

2010年6月,在荷兰阿姆斯特丹召开的"全球非常规天然气2010年会"上,年逾90高龄的名为乔治.米切尔的得克萨斯老人,被美国天然气技术研究所(GTI)授予终身成就奖。经过他改进的水力压裂技术,开启了美国页岩气开采的大繁荣时代,也引发了页岩油大规模商业化开采。美国的成功,给同样拥有丰富页岩资源的中国、加拿大、波兰等国家引发了无尽的遐思。

乔治.米切尔出生于1919年,是一位希腊移民的儿子。在得克萨斯农工大学学习地质学并获得了石油工程学位,他接受的系统地质学教育让他终身受益。最初,米切尔曾是一位买不起也租不起地质图的能源勘探家 ,他夜里借来别人公司的地质图研究勘探石油天然气,并借助风险投资逐步走上开采当时不为石油巨头看中的天然气资源。他第二次世界大战期间他参军并在休斯敦等等地区些陆军工程项目。二战结束以后,米切尔与他的兄弟约翰尼在休斯敦市中心租房创办了米切尔能源与开发公司。约翰尼在楼下接待生意伙伴,乔治则把自己关在楼上研究地质图。因为买不起地质图,乔治常常晚上借一家勘探公司的地质图看,到早上8点前再准时把图还回去。后来他们决定在得克萨斯北部租下一块地,钻下第一口天然气井。从上世纪50年代中期开始,米切尔能源与开发公司获得了向芝加哥输送天然气的长期合同,公司开始逐渐成长。

三十年过去了,公司已经成长为得克萨斯州最大的能源企业之一,但米切尔常常为他租用的土地内可开采的天然气日渐衰竭而担心。他不希望看到自己一生辛苦建立起来的天然气开采输送基础设施荒废。他坚信通过新方法一定能在老地方找到新的天然气来源。 米切尔公司一位叫吉姆·亨利的地质师向乔治建议,可以尝试在公司租用的巴尼特页岩地区开采天然气。这个建议一提出便遭到了公司绝大多数同事的反对。

页岩是一种由黏土沉积形成的岩石。巴尼特页岩是一片位于得州沃斯堡附近的页岩构造,该地区岩质坚硬,但据说蕴藏了美国最大的天然气储量。依照业界当时的认识,页岩层确实蕴藏着大量天然气,但开采这些天然气难度非常大,因为页岩的可渗透性非常差。开采中,蕴藏在岩石缝隙中的天然气很难进入气井。因此,公司中很多工程师和地质师都反对这个明显会赔本的项目。当时已过花甲之年的乔治.米切尔尽管早已可以凭着自己多年的积累安度晚年,但他仍然下定决心做一件别人认为不可能的事,开始部署开发页岩气的计划。 "无论如何,让我们把它压裂出来吧。"

这是一条漫长的投资、研究发展之路。要开采岩石中的天然气,需要运用水力压裂技术将岩层冲开,让岩层中的天然气跑出来。

回顾历史,最初美国石油界先辈在开采石油过程中曾用弹药、枪炮甚至曾用核武器来压裂岩层来增加原油产量,曾有数据称压裂岩层可使原油产量提高1.5倍至7倍,可使天然气产量提高1.5倍至14倍。加上1984 年部分石油公司开始采用水平钻井以增加原油产量,压裂与水平井这两项技术给开采页岩油气提供了降低成本的开采方法。

试验之初,米切尔公司团队尝试通过大量灌注液体与沙土的传统方法,破碎岩层来增加岩层的可渗透性。天然气最终是打出来了,但成本高得惊人,完全无法进行商业化开发。摆在公司团队面前的问题是如何改善技术,以降低开采成本。

十多年来,米切尔公司在巴尼特页岩上打下了36口井,进行了数百次试验,收集各项数据指标,不断改进开采方法。尽管很多时候所产出的天然气价值甚至还不够开采的成本,但开采过程中所收集到的宝贵数据却为技术改进打下了基础。同时,米切尔公司在其他更加熟悉的岩层中打井所积累的经验和数据,也被用来改进页岩钻探与压裂的技术。

持续多年的研发对一个私营公司来说是一项沉重的负担。而美国政府从上世纪70年代末启动的对页岩气研究的扶持政策,给予了乔治的团队以极大的支持。 从1981年开始,到1999年真正大规模投产,米切尔公司通过美国的《意外收益税收法案》一直享受着非传统能源开发的税收优惠。不仅如此,米切尔公司还在资金与技术上得到联邦政府的大力帮助。公司打下第一口水平钻井的费用就几乎全部由能源部承担。联邦政府旗下的研究机构所开发的地质测绘技术,新改进的钻头与定向钻探技术,以及微震裂纹成像技术等也被提供给了米切尔团队。

尽管得到政府的帮助,但页岩气研发仍旧困难重重。到了上世纪90年代中期,乔治的团队在研发领域投资数百万美元,公司开始面临严重的资金短缺。内部的反对声音又响了起来。一些技术人员劝乔治放弃页岩气项目,再这样耗下去完全是"浪费时间和金钱"。但乔治回应道:如果我们能再想想办法把天然气从250英尺的岩层中开采出来,产量一定相当可观。"

多年的坚持最终换来了成功。1997年,乔治的技术团队用加入一些化学物质的"清水"替代此前运用的胶体物质,既能节省开支又可减少摩擦力,同时加大灌注压力。多次失败后,技术人员最终在岩层制造一个"裂纹网络",排出先前注入的液体后,天然气源源不断地释放出来。这种清水压裂法使得整个压裂过程的费用由36.5万美元下降到8万美元。

最伟大的能源创新 也离不开风险投资和美国兼并市场。2002年,德文能源公司以31亿美元收购米切尔能源与发展公司。运用页岩气开采新技术后,该公司在巴尼特页岩层打下数百口钻井。其他能源企业也随后跟进,在阿肯色州、俄克拉荷马州、路易斯安那州和宾夕法尼亚州等地着手页岩气项目。页岩气开发开始在美国快速发展起来。

"页岩气革命"让美国获得大量的天然气,极大地改善了美国的能源处境。许多专家认为,美国将可望由此实现能源自给,这无疑将对美国政治、经济、外交、军事战略带来深远影响,同时也会深刻影响到世界能源格局和地缘政治。

乔治.米切尔也不忘回馈曾经培养他地质学才华的得州农工大学。截至2011年,乔治已经为他的母校累计捐助1.59亿美元。 他还决定加入了由比尔·盖茨夫妇与沃伦·巴菲特发起的"捐赠誓言"运动,决定响应盖茨与巴菲特的号召,将自己至少一半的财富捐献给慈善事业。在他签署的誓言中,他写道: "良好的教育,勤奋的工作,专注,良师,以及一些幸运的突破决定着成功与失败间的不同。"

正是由于米切尔等等中小油气公司不懈努力和美国风险投资支持,美国的"页岩气革命" 获得了巨大成功,美国能源信息署的数据显示,在2000年,页岩气产量还只占美国天然气产量的不到1%;到2010年,这一比例变成了23%;而到2035年,甚至将占到37%至60%。国际能源署2012年11月12日发布的《世界能源展望》预计,到2035年,美国将能基本实现能源自给。

让我们再回顾近代石油天然气勘探开发历史,页岩气开发利用曾早于常规油气。早在1627-1669年,法国地质勘测人员和传教士,就描述过阿巴拉契亚盆地富含有机质黑色页岩,发现石油和天然气来源于纽约西部的泥盆系页岩。1821年被公认为是美国天然气工业的开始。第一口井是在纽约Chautauga县泥盆系页岩中完井的。天然气用于Fredonia城市的照明。这比在宾夕法尼亚石油小溪发现著名的德雷克油井早35年。"在靠近Canadaway河流的地方.一群小孩意外的引燃了天然气气苗.使当地市民发现了这种 燃烧泉 的潜在价值。"市民们钻了一口27英尺深的井,用小空心圆木管把天然气输送到附近的房子中用于照明。这些原始圆木管后来被3/4英寸的铅管所替代.William Hart把25英尺深的天然气注入到一个倒置的装满水的大水槽中( 贮气罐 ).并从天然气发现处到Abel House(当地的一个小旅馆)铺设了管线.从而使天然气在当地用于照明。1825年12月12月31日晚上看到了由贮气罐供给的天然气点燃的66个漂亮的煤气灯和1 50个照明灯",这表明工业化利用的天然气最早来自页岩。但随后更易于开采的常规石油天然气发展迅猛,而页岩气页岩油被边缘化了。但随着石油、天然气资源的需求不断攀升,能源安全压力日益增大、地缘风险加大和水平井、水力压裂等等技术进步,页岩气、煤层气、油砂等非常规能源逐渐重新进入能源界视野。美国页岩气在常规油气的竞争压力下和在风险投资的支持下,仍在顽强地不断发展。1 979年至1 999年.美国页岩气年产量增加超过了7倍。1 998年.页岩气产量占到了美国干气总产量的1.6% ,页岩气储量占到了探明天然气储量的2 3% 。2011年美国页岩气年产量突破了1700亿立方米,由于这一突破,使得美国天然气能源价格不断下降。据报道,美国页岩气供应量大增已经使基准价降至2.3美元/mBtu(百万英热单位)以下,还不到4年前峰值水平的四分之一。

从此页岩革命一词风靡能源界并影响了地缘政治。

问题是中国何时能迎来页岩油气革命?据国土资源部油气中心预测,中国拥有海陆页岩资源600万平方公里,中国页岩气地质条件复杂,资源类型多、分布相对集中,资源量100万亿立方米,可采资源潜力为25万亿立方米(不含青藏区),与中国陆域常规天然气相当,与美国页岩气的24万亿立方米相近。

中国页岩油气开发面临与美国巨大的不同之处,一是页岩区块资源高度集中于中石油 、中石化之手(媒体传说70%),中国只有极少数石油公司拥有油气勘探开采权,而美国有数以千计的石油勘探公司。二是美国有发达的风险投资和矿权交易市场,而中国缺乏这一条件。三是美国油气管网密集而中国油气管网相对较少。 四是美国地广人稀,地势较平坦,水资源丰富,交通便利,钻前工作量小,有利于页岩气开发。而中国页岩气资源丰富的川、黔、渝等地区,人口稠密,地势较高,地质灾害多发,水资源相对匮乏。此外还有文化上的原因,美国文化鼓励冒险,宽容失败,而中国传统文化强调安全,有"百金之子坐不垂堂"之说。中国开发页岩油气面临比美国更大的困难。但有美国页岩油气革命做借鉴,有中央和地方政府的改革决心,中国理应能迎来属于自己的页岩油气革命。

需要指出的是,能源界不能仅将眼光狭隘地聚集在页岩上,应当拓展视野关注光伏、风力、生物技能、地热、潮汐能等等新能源机遇,发现他人未觉察的能源宝藏,推进中国能源革命。借用本书中一位地质学家名言:钻探地质学家一辈子就想碰上这样的机会,他们知道了别人不知道的宝藏。其实,无论是在科学界、新闻界还是在文化艺术界,成功者何尝不是最先洞察了别人视而不见的宝藏?

《页岩革命--新能源亿万富豪背后的惊人故事》

作者:【美】格雷戈里·祖克曼

译者:艾博

策划编辑:曹沁颖

责任编辑:蒋霞

出版时间:2014年10月

定价:49.00元

出版社:中国人民大学出版社

◆ 作者简介

格雷戈里·祖克曼,《华尔街日报》资深专栏作家,曾在该报任记者12年,是该报著名的专栏记者,撰写对冲基金、投资等方面的文章。他经常出席消费者新闻与商业频道(CNBC)节目,对复杂的交易技术及金融市场进行探讨和分析。因报道"世通倒闭"及"美国对冲基金公司巨头不凋花顾问公司亏损"事件,两次获得财经新闻界最高荣誉--杰拉尔德·勒伯奖。他还获得过纽约出版俱乐部新闻奖等其他诸多奖项。




责任编辑: 江晓蓓

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