頁岩革命的技術突破源自一次錯誤

2015-02-27 15:13:54

  最初,壓裂頁岩時都用水混合高濃度的化學物質,形成像果凍一樣的膠狀物質,成本很高,效果卻不好,能源開採公司束手無策。一次,米切爾公司的承包商“弄虛作假”,在混合物中加入了大量的水和少量化學物質,效果卻出奇地好。由此,勘探小組的技術專家發現了水力壓裂法,為開採頁岩氣的技術發展和改良起到了決定性的作用。

  【“一個小小的錯誤而已。”施泰因斯貝格爾說。

  但是,施泰因斯貝格爾發現那次鑽探的結果卻出奇地好。大家都認為,混合原料都用錯了,這麼稀,這口井竟然還能噴出這樣多的天然氣,肯定是瞎貓碰上死耗子了。

  但施泰因斯貝格爾不這麼看。他想,有可能比較稀的混合物比大家都在用的那種又貴又黏稠的東西更管用。】

  一天,施泰因斯貝格爾在監測巴尼特地區一個氣井壓裂的情況,發現那些用來灌入岩層的膠狀物和化學物質沒有混合好。公司的承包商——BJ服務公司所灌入岩層的膠狀物就像水一樣稀,而不像膠狀的果凍。這樣的錯誤對米切爾和公司來說又是一個打擊。

  “一個小小的錯誤而已。”施泰因斯貝格爾說。

  但是,施泰因斯貝格爾發現那次鑽探的結果卻出奇地好。大家都認為,混合原料都用錯了,這麼稀,這口井竟然還能噴出這樣多的天然氣,肯定是瞎貓碰上死耗子了。

  但施泰因斯貝格爾不這麼看。他想,有可能比較稀的混合物比大家都在用的那種又貴又黏稠的東西更管用。

  他一直想給公司減少鑽探成本,心想這樣做不會使高管老想著把這個昂貴的巴尼特項目給撤了。施泰因斯貝格爾的前任已經把壓裂的成本降低一些了,他也在想是不是還有什麼辦法能再降低成本。這樣的話,鑽探組的經費就可以用得久一點,可以有時間找到開採頁岩天然氣的方法。

  幾週以後,施泰因斯貝格爾到得克薩斯州阿靈頓去出席業界的一個活動,還去得克薩斯州看了一場棒球賽。在吃著烤肉喝著啤酒的時候,施泰因斯貝格爾碰到對手公司——聯合太平洋能源公司的一個老朋友邁克·邁爾霍費爾。他們開始聊工作,邁爾霍費爾說他們公司在得克薩斯州東部的科頓河谷從砂岩中開採天然氣,使用的壓裂混合物主要成分就是水,大多數化學物質和膠狀物都沒有放。

  施泰因斯貝格爾大受啟發。他想起之前那個氣井用的就是很稀的壓裂混合物。他決定前往聯合太平洋能源公司,去看看邁爾霍費爾和他的老闆雷·沃克爾是怎麼做的。米切爾能源公司跟聯合太平洋能源公司鑽探的地區不同,所以邁爾霍費爾和他的同事們都同意跟施泰因斯貝格爾分享這項技術。

  只用水來進行壓裂的技術已經在堪薩斯州用了20多年。他們把此項技術叫作“河壓”,因為他們直接用河裡的水和沙來壓裂。聯合太平洋能源公司也主要用水,再加上少量沙。但是他們還加了少量聚合物以減少水的摩擦力,並起到潤滑的作用,這樣水能流得更快。他們用的水是高壓水,能擊穿厚厚的岩石。

  施泰因斯貝格爾回到米切爾能源公司總部,決定主要用水來壓裂,這樣就能降低成本,而不用昂貴的化學物質和膠狀物。他希望這樣做會有效,也許其他氣井也可以用這種比較廉價的液體來壓裂。既然聯合太平洋能源公司能夠成功,米切爾公司也行。由於他們主要用水,只加上少量的聚合物來起到潤滑作用,施泰因斯貝格爾和同事們就把這種壓裂叫作“‘潤滑水’壓裂”。

  “我們真得試試潤滑水壓裂。”他在位於“樹林城市”的米切爾能源公司總部對生產部的專家們說。

  絕大多數人都認為施泰因斯貝格爾肯定是瘋了。聯合太平洋能源公司用水來打砂岩是一回事,但不能用水來打頁岩啊,這是完全不同的石頭。專家們這樣提醒施泰因斯貝格爾。頁岩裡有泥,很像是硬了的泥巴。大家都知道,泥巴遇上水,就會吸水膨脹,如果是這樣的話,所有縫隙都會被堵上的,氣就出不來了。專家們還這樣提醒施泰因斯貝格爾。看小孩子玩泥巴就知道了,給泥巴澆點水,泥巴就把水給吸收了。

  有些人在背後反對施泰因斯貝格爾的想法,有些人則是當面反對。史蒂夫·邁克塔是米切爾能源公司的石化工程師,公司壓裂方面的祖師級人物,也是反對最強烈的人之一。在公司兩年一度的一個重要會議上,有十多位生產部要員出席,邁克塔向施泰因斯貝格爾發難。

  在場的兩個人後來回憶,邁克塔對施泰因斯貝格爾說:“如果這方法能行,我就把我的學歷證書給吞下去。”

  這是個奇恥大辱,在座年齡最小的施泰因斯貝格爾開始反擊。他說,他的提議確實是有點不足,不過他只需要一點時間和錢;如果不行,隨時都可以用原來的配方。

  “愚蠢至極。”邁克塔叫道,“不可能行的。”

  不久,邁克塔就不跟施泰因斯貝格爾說話了,這表明施泰因斯貝格爾的努力方向出現了錯誤。

  “我真的是把腦袋都給押上了。”他心想。

  米切爾能源公司有數個承包商來進行壓裂,來“清空”氣井。其中有兩個公司——BJ服務公司和哈利波頓。這些公司的專家也持懷疑態度。沒有膠狀物,怎麼把那些沙送到地下,撞擊岩石,打開裂縫呢?絕對不能用水來撞擊岩石,專家們對施泰因斯貝格爾發出警告。雖然說用來壓裂的液體裡確實有水,但是打到地下時,溫度升高,水已經變成膠狀物了,是不會接觸到岩石的。

  外界專家肯定會大力主張使用膠狀物的。氣井每壓裂一次,他們就能收20萬美元的材料費。總而言之,業内都一致認為,要壓裂岩石,必須用膠狀物和化學物質。

  施泰因斯貝格爾並不是反對傳統的開採技術,但是現在老辦法行不通,他必須想辦法把成本給降下來。他覺得可以試一下,主要用水來壓裂,不用膠狀物,把化學物質的用量也減下來。他想給米切爾能源公司省點錢,這樣他們就能保存點實力,可以繼續戰鬥。

  “我們還是在灌化學物質,不過量少了,”他說,“反正化學品用多了也沒見效。”

  米切爾能源公司的高層很擔心,在巴尼特公司用這樣的新方法可能會導致天然氣產量再度減少。但是他們還是願意讓施泰因斯貝格爾試一試他的新方法,至少有希望能夠少花點錢。

  施泰因斯貝格爾和他的團隊不理會批評的聲音,開始嘗試用新的混合液體。傳統做法是用膠狀物把沙帶到地下數千英尺的地方撞開岩石的裂縫,希望這裂縫很大,而且不要閉合。但是施泰因斯貝格爾的想法是,要用少量的沙,在頁岩上打出比較小的縫隙。也許天然氣通過小路小徑就可以冒出來,而不需要走大街也不需要走高速公路。

  施泰因斯貝格爾的混合液體也跟傳統的一樣,裡面有一些化學物質,有聚合物,跟女性化妝品裡面的聚合物一樣,還有鹽酸,這通常是用來清洗遊泳池的,這些聚合物有助於天然氣流動。但是這些化學物質和沙只占新混合液體的0.5%(在傳統混合液裡要占到10%),其他的都是水。這種潤滑水壓裂法還有一個名稱,即“‘少沙’壓裂”,因為只用了一點點沙。

  “在當時,那樣的想法確實很瘋狂。他有種,沒有人會想出那樣的方法。”一位米切爾能源公司的高管說,“如果石油行業有個‘最大膽獎’,那一定是他的。”

  

本文摘自《新能源億萬富豪背後的驚人故事》


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