米切爾能源公司很早便意識到了傳統天然氣儲量的局限,自20世紀80年代起就把目光投向了岩層油和頁岩氣。但和傳統化石能源相比,頁岩能源的開採難度對於當時的人類技術水平還是過於巨大了,直到有人提出了“液體壓裂”法。這種方法被形象地稱為“給地球灌腸”。
大多數專家都對開採頁岩嗤之以鼻,覺得那是能源業傻瓜的寶藏,跟開採其他表層岩石相比,開採頁岩實在是浪費時間。
雖說石油和天然氣都應該儲藏在“庫”裡,但是石油油床不會出現在類似“地下油庫”的地方。它們只會被鎖在各種岩層裡,鎖在岩層的氣孔裡。英文中,“石油”這個詞“petroleum”就是從拉丁文“petra”(石頭)加“oleum”(油)演變來的。幾十年來,石油開採都集中在近地表的岩層,20世紀80年代,近地表的岩層中越來越難找到大的油床和氣床,所以米切爾才對開採深層岩層比較感興趣。
數億年前的浮遊生物、藻類和其他有機物在巨大水體裡糜爛,最終形成岩層中的石油和天然氣,所以這些能源才被廣泛稱為“化石燃料”。
這些有機物質不斷沉積、堆積、壓實,漸漸形成一個千層糕。
在地下超強的熱度和壓力的作用下,這些有機物質有一部分會變成石油;在更強的熱度和壓力的作用下,一部分會變成無嗅微泡氣體——天然氣;如果熱度再加大,時間再久些,還有一部分有機物質就會變成煤。地下的熱度會把其他部分的石油和天然氣推向地表,就像油在熱湯裡會浮到表面一樣,直到碰到近地表的岩層,就不再上升。
業界一些人士把頁岩稱作“基礎岩石”,因為它是大多數在地表發現的石油和天然氣的來源基地。就像在廚房裡烹煮的食物,煮好之後送上餐桌一樣,地底的頁岩經過了熱度和壓力的長期作用,裡面的石油和天然氣被“煮熟”,慢慢被推送到近地表的油床和氣床中。
不過,更多的石油和天然氣還是被鎖在地下的頁岩裡。但是,很多地質學家都不主張去直接開採頁岩來獲取裡面的能源,因為這些通常為黑色的頁岩堅硬無比。但是,饑餓的年輕人沒有耐心在餐桌前等待,他們會直接沖到廚房裡找東西吃。開採石油和天然氣的人也一樣,他們沒時間等石油天然氣慢慢浮上地表,他們更喜歡直接開採。
大家對這種石頭充滿熱情,但往往遭受徹頭徹尾的打擊。美國第一個商業化天然氣開採的油井在紐約的弗利多尼亞,但那是19世紀初的事情。能源公司很快就不再碰那些石頭了,因為要從頁岩裡開採出石油和天然氣並非易事。
當然了,正因為頁岩有很多氣孔,石油和天然氣才能夠在裡面留存,但是岩石密度太大、太硬了。換句話說,這些氣孔之間連接不起來,裡面的石油和天然氣沒辦法貫通,沒法匯入“井孔”——從地面鑽下去的通道。
能升到近地表的石油和天然氣都是通過岩層自身的壓裂運動上去的,但是由於頁岩壓縮得太厲害,這樣的運動得耗時億萬年才能完成。地質學家都知道,在美國國土下面、在全世界土地的下面都有頁岩,但是要開採,費用似乎太昂貴。要穿透這些頁岩,在時間上、成本上都得大費週章,不值得去做。不過有多少石油天然氣被頁岩緊緊鎖住,還不得而知。
“在鑽井上的情況是,沒有人進行商業規模的開採。因為地質構造不確定、不能開出大量的天然氣。” 20世紀80年代,米切爾能源公司的競争對手傑伊·埃文說道。
實際情況其實更複雜,頁岩的岩層實在是太深了——地下兩英裡,難度和成本都增加了。另外,頁岩裡到底還有多少石油和天然氣,誰也不知道,因為有很多已經升到接近地表的地方。很多專家都懷疑頁岩裡是不是有那麼多氣孔,是不是蘊藏著那麼多石油和天然氣。
“那些石頭裡有那麼多天然氣,大家都不知道。”米切爾的一位地質學家丹·斯圖爾特說,“我們一開始了解到的是——那裡氣孔不夠多。”
雖然有那麼多的懷疑,米切爾還是下令,讓工程隊對巴尼特頁岩進行液體壓裂開採。他們的目的是把氣孔連接起來,形成天然氣通道。壓裂就是把數千加侖的水和其他液體用高壓的方法往頁岩裡灌,擊破氣孔,把天然氣釋放出來。用大拇指壓住水管會形成較大壓力,就用這種壓力來讓岩石破裂,希望能形成通道,讓裡面的天然氣跑出來。
米切爾的團隊裡有些人不同意這樣的做法,說這樣的方法行不通。米切爾聽了他們的意見,不過他繼續堅持開採。
“咱們就給它壓裂一下。”他對那些人說。
米切爾決心要成為從頁岩裡開採出大量天然氣的第一人,而且要在他氣田裡的天然氣枯竭之前成功。他希望能從中大賺一把,給行業帶來一次革命性的震動。他知道,如果成功了,美國就擁有了開發緊缺能源的新方法。
1981年,米切爾能源公司在懷斯縣的巴尼特頁岩的C.W.斯賴一號地進行了第一次開採。結果雖然不是讓人欣喜若狂,但也不錯。主要的石油公司對這個地區根本不在意,也沒去關註米切爾在幹些什麼。
整個80年代,米切爾和他的公司一邊承受著久經磨難的行業的影響,一邊盡力嘗試從巴尼特頁岩中開採出更多的天然氣。1986年,他公司的利潤跌到只有840萬美元,而他們的競争對手——那些獨立的能源公司,其腰包卻越來越鼓。米切爾只好減少巴尼特頁岩項目的開支,減少開採的費用。那個地區只有一個地方產量喜人,公司裡的工程師和地質學家越來越悲觀。
到了1992年,似乎米切爾不得不把巴尼特頁岩作為其公司主要的天然氣儲備地,要不然,公司就沒有天然氣可以供應了。米切爾緊逼著他的員工要進度,員工們也嘗試了政府開發的一種叫“大型壓裂”的昂貴方法。這種方法在別的地方成功過,方法是把大量液體和沙通過管道壓進頁岩,增大穿透性。他們還試過一種“水沙混合”的方法,水100萬加侖,沙300萬磅,混合起來一起灌註到頁岩裡面去。這好像是米切爾給地球來的一次灌腸。
米切爾的團隊確實讓天然氣在下面流動了,但費用太高,結果也並不太樂觀。“我們不知道怎麼辦。”他說。成本總計3 500萬美元,這對公司來說是個龐大的數字。“我們不停地試了又試,試了又試,可是屢試屢敗。”
本文摘自《新能源億萬富豪背後的驚人故事》
六年前美國還在擔心石油依賴,六年後美國卻即將成為下一個中東,一切都源於頁岩氣。
本書講述的是,幾位被視為極度投機和瘋狂的企業家,如何靠著近乎偏執的創業精神和技術創新,為美國在頁岩油氣開採方面帶來革命性變化。
頁岩開採技術在美國能夠率先商業化,依靠的是幾個中小石油公司的企業主,他們在美國屬於“能源個體戶”,他們抵抗住了股東壓力,幾乎把整個公司的利潤都壓上,在瀕臨絕境之時迎來曙光。來聽聽他們的故事:他們不是完人,貪婪且自負,同時帶來了20年來最大的能源變革。