頁巖開采技術(shù)的革命性突破

1、頁巖氣開采技術(shù)的革命性突破記美國頁巖氣之父喬治·米歇爾 美國頁巖氣之父喬治·米歇爾2006年，美國頁巖氣產(chǎn)量為當(dāng)年天然氣總產(chǎn)量的1%，到2010年，這一數(shù)據(jù)躍升至17%，超過1000億立方米。五年間，美國頁巖氣產(chǎn)量增長近20倍。在2009年2月的美國劍橋能源周上，專家們用“頁巖氣革命”來形容美國在頁巖氣領(lǐng)域取得的重大突破。美國頁巖氣開發(fā)歷程2010年6月，在阿姆斯特丹召開的“解放您的潛力全球非常規(guī)天然氣2010年會”上，一位90歲的老人，頁巖氣鉆井和壓裂技術(shù)的先驅(qū)美國 Mitchell Energy & Development 公司的喬治·米歇爾(Geor

2、ge Mitchell)先生被美國天然氣技術(shù)研究所（GTI）授予終身成就獎。米歇爾先生的成功引發(fā)了美國的頁巖氣革命，幾年時(shí)間內(nèi)，美國一躍成為世界天然氣第一大資源國和生產(chǎn)國，不但有望實(shí)現(xiàn)天然氣的自給，還有可能成為天然氣出口國，這一轉(zhuǎn)變將對世界天然氣的供求格局產(chǎn)生巨大影響。喬治·米歇爾出生在德克薩斯州的Galveston市，是一個(gè)移民到美國的希臘牧羊人的兒子。大學(xué)就讀于德克薩斯州農(nóng)工大學(xué)。他在1946年創(chuàng)辦了一家從事石油鉆探和房地產(chǎn)業(yè)務(wù)的公司，即米歇爾能源開發(fā)公司（Mitchell Energy & Development Corp.）。雖然公司的運(yùn)營狀況相當(dāng)不錯(cuò)，但作為自己的石

3、油公司的負(fù)責(zé)人，米歇爾看到自己的油井在一段短暫的生產(chǎn)后便停產(chǎn)，感到并不滿意。在20世紀(jì)80年代，他決定嘗試一項(xiàng)重大技術(shù)挑戰(zhàn)，即試圖從Barnett部分頁巖中開發(fā)出頁巖氣，Barnett頁巖位于德克薩斯州Fort Worth盆地深部和德克薩斯州中北部的15個(gè)縣境內(nèi)。那時(shí)，人們已經(jīng)知道頁巖層中形成有巨量的天然氣，但是這些天然氣卻都被束縛在巖石內(nèi)，并不向鉆孔處流動。同樣，煤層中也蘊(yùn)藏有大量的天然氣，然而由于所處位置太深而無法開采出來。這些氣體像海綿一樣滲透在沙石和其他半多孔巖石中。鉆探人員通常稱這些氣體為“致密氣”，要開采出這些 “致密氣”就像要從細(xì)雞尾酒吸管中吸出濃奶昔或像在枕頭里吸氣一樣困難。有

4、人告訴米歇爾說“你這是在浪費(fèi)錢，你不可能從石頭里榨出血來，因?yàn)轫搸r本質(zhì)上是礦物泥，所以你不可能從中擠出石油或天然氣出來”。但是喬治·米歇爾卻很執(zhí)著。他和他的油井修建工一直在嘗試著各種早就眾所周知的技術(shù)，但這些技術(shù)以前從沒有被綜合使用過。其中一項(xiàng)技術(shù)便是水平井鉆井，它發(fā)源于19世紀(jì)，在20世紀(jì)30年代經(jīng)蘇聯(lián)改造后用于生產(chǎn)石油，在20世紀(jì)80年代由石油鉆探工人完善成熟。第二種方法就是將流體注入巖石中使其裂解成碎片，從而使巖石中含的天然氣和石油更易流動。1865年，內(nèi)戰(zhàn)老兵Edward Roberts上校演示了如何利用易爆的硝化甘油來實(shí)現(xiàn)上述目的，這種方法效果出奇的好，但同時(shí)也相當(dāng)危險(xiǎn)。到

5、20世紀(jì)40年代，工程師們開發(fā)出一種危險(xiǎn)性更小的方法，即使用高壓水和化學(xué)品而不是易爆物來裂解巖石?，F(xiàn)在這種方法已成為開采某些石油、天然氣和水井的慣例。米歇爾嘗試的第三種方法就是向水中加沙來幫助巖石中形成的裂縫裂開。公司嘗試了多種水力壓裂的程序，很多生產(chǎn)井的產(chǎn)出往往不能抵消用于開發(fā)的成本，但是米歇爾堅(jiān)信隨著技術(shù)的進(jìn)步能夠使產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)突破，并一直堅(jiān)持嘗試。他把注意力集中到測試結(jié)果的最大的回報(bào)，分析并重新測試，直到最終完成，終于首次利用水力壓裂的工藝從頁巖儲層中開采出了天然氣。喬治·米歇爾創(chuàng)造的這個(gè)奇跡使已知的天然氣儲量翻了一番還要多。許多行業(yè)專家開始相信Barnett頁巖可能是在美國陸上最大的天然氣田，頁巖氣資源儲量達(dá)7363億立方米。2002年，德文能源公司（Devon Energy Corp.）以32億美元的資金收購了米歇爾能源開發(fā)公司，并將水平鉆井作為提高頁巖氣井產(chǎn)能的又一種技術(shù)。自那時(shí)以來，在短短幾年內(nèi)，隨著鉆井技術(shù)不斷提高，水平井鉆井技術(shù)已成為許多勘探開發(fā)公司在在尋找非常規(guī)資源的工具。水力壓裂技術(shù)和水平鉆井技術(shù)已經(jīng)改變了石油和天然氣行業(yè)的面貌。這種具有革命性的技術(shù)現(xiàn)正被選擇和應(yīng)用到其他頁巖的開發(fā)中。在全球非常規(guī)天然氣2010年會的頒獎典禮上，GTI稱米歇爾為“對那些畢生致力于非常