頁(yè)巖開(kāi)采技術(shù)的革命性突破

1、頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)的革命性突破記美國(guó)頁(yè)巖氣之父喬治·米歇爾 美國(guó)頁(yè)巖氣之父喬治·米歇爾2006年，美國(guó)頁(yè)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(guò)1000億立方米。五年間，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)近20倍。在2009年2月的美國(guó)劍橋能源周上，專家們用“頁(yè)巖氣革命”來(lái)形容美國(guó)在頁(yè)巖氣領(lǐng)域取得的重大突破。美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)歷程2010年6月，在阿姆斯特丹召開(kāi)的“解放您的潛力全球非常規(guī)天然氣2010年會(huì)”上，一位90歲的老人，頁(yè)巖氣鉆井和壓裂技術(shù)的先驅(qū)美國(guó) Mitchell Energy & Development 公司的喬治·米歇爾(Geor

2、ge Mitchell)先生被美國(guó)天然氣技術(shù)研究所（GTI）授予終身成就獎(jiǎng)。米歇爾先生的成功引發(fā)了美國(guó)的頁(yè)巖氣革命，幾年時(shí)間內(nèi)，美國(guó)一躍成為世界天然氣第一大資源國(guó)和生產(chǎn)國(guó)，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(guó)，這一轉(zhuǎn)變將對(duì)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(guó)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(kāi)發(fā)公司（Mitchell Energy & Development Corp.）。雖然公司的運(yùn)營(yíng)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(yè)巖中開(kāi)發(fā)出頁(yè)巖氣，Barnett頁(yè)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(yè)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(dòng)。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(wú)法開(kāi)采出來(lái)。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(kāi)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(shuō)“你這是在浪費(fèi)錢(qián)，你不可能從石頭里榨出血來(lái)，因?yàn)轫?yè)巖本質(zhì)上是礦物泥，所以你不可能從中擠出石油或天然氣出來(lái)”。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(méi)有被綜合使用過(guò)。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(dòng)。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(lái)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(kāi)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(lái)裂解巖石?，F(xiàn)在這種方法已成為開(kāi)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(lái)幫助巖石中形成的裂縫裂開(kāi)。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(kāi)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(cè)試結(jié)果的最大的回報(bào)，分析并重新測(cè)試，直到最終完成，終于首次利用水力壓裂的工藝從頁(yè)巖儲(chǔ)層中開(kāi)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(chǔ)量翻了一番還要多。許多行業(yè)專家開(kāi)始相信Barnett頁(yè)巖可能是在美國(guó)陸上最大的天然氣田，頁(yè)巖氣資源儲(chǔ)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(gòu)了米歇爾能源開(kāi)發(fā)公司，并將水平鉆井作為提高頁(yè)巖氣井產(chǎn)能的又一種技術(shù)。自那時(shí)以來(lái)，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(kāi)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(yè)巖的開(kāi)發(fā)中。在全球非常規(guī)天然氣2010年會(huì)的頒獎(jiǎng)典禮上，GTI稱米歇爾為“對(duì)那些畢生致力于非常