信仰的力量：美國頁岩“教父”喬治﹒米歇爾的苦難與輝煌_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴（ID：fanpu2019）,阅读更多！2021-05-29 18:48
撰文 | 油湧如泉
如果你想了解美國頁岩革﹒命的起源，請駕車從德克薩斯州達拉斯（Dallas）駛出35E州際公路，向北行駛65公里，然後就到了一個名為龐德（Ponder）的小城鎮的轉彎處。拐彎後經過飼料庫、激流塔、牛仔教堂和一家已關閉的甜甜圈店。再行四英里，你將會到達一個人口僅為400的迪斯（Dish）小鎮。這時，你會看到一排鐵絲網圍欄，圍欄旁有一口天然氣井——“SH Griffin＃4”。柵欄上的標牌寫着：鑽於1998年。
要知道，1998年可不是鑽井的好時機。彼時，隨着亞洲金融危機和接踵而來的全球經濟恐慌，石油和天然氣價格暴跌。1999年初，國際油價跌至罕見的10美元/桶以下。但後來SH Griffin＃4井給美國和全球帶來的變化超越當時任何人的想象。
該井的鑽探遵照了美國石油工業通行的技術標準和作業規程，但在諸多環節也進行了改良。儘管遭受普遍質疑，但一小撮在井上工作的“信徒”堅持認為，可以通過技術創新，實現從緻密的頁岩中提取天然氣，並實現商業可行（盈虧平衡點），而當時經典的石油工程教科書則認為這是不可能的。堅定的信念是最重要的，有一個人——他們的老闆喬治·米歇爾（George P. Mitchell）。他一直是一個真正的“信徒”。
信仰的開端：從伯羅奔尼撒到德克薩斯
若要真正體會這種信念的強烈性，你必須瞭解通向SH Griffin＃4井的“道路”實際上要追溯到大約100年前，這條道路源起於希臘伯羅奔尼撒半島的一個小村莊中。
1901年，一位名叫Savvas Paraskevopoulos的20歲文盲牧羊人決定，他擺脱貧困生活的唯一“門票”就是移民美國。等他費盡周折終於到達德克薩斯州加爾維斯頓（Galveston）時，他已改名為麥克﹒米歇爾（Mike Mitchell）。為了謀生，他開了一家洗衣店和擦鞋店，勉強養家餬口。他的兒子，那位“信徒”喬治﹒米歇爾，就讀於德克薩斯農工大學，他的專業是地質和石油工程學。喬治很窮，那是大蕭條時期。為了支付學費，他在學校販賣糖果和文具給其他學生。他還擔任了學校網球隊隊長，並在比賽中名列前茅。
二戰以後，喬治決定自己創業。他與幾個合夥人一起，在休斯敦開設了一家石油地質諮詢辦公室。1970年代，他的生意雖然起起伏伏，但也擁有了一家規模不小的石油天然氣公司——米歇爾能源公司（Mitchell Energy）。與眾不同的是，他更青睞天然氣業務。
1972年左右，他偶然讀到《增長的極限》——一部由羅馬俱樂部（The Club of Rome）的環保組織所著的書。該書預測，一個人口爆炸的世界將耗盡全球的自然資源，包括石油天然氣。這引發了他的思考，他對環境問題越來越感興趣。對喬治來説，天然氣不僅是一種生意，更是一項事業，因為它比燃燒煤和石油更清潔。甚至，如果他發現有人對煤炭説了些好話，他會召集手下去理論，乃至雙方爆發肢體衝突。
在環保理念和信仰的推動下，他在休斯頓以北創建了一個樹木繁茂、風景優美，面積超過100平方公里的社區，稱為“林地社區”（The Woodlands），該社區的口號是“宜居的森林”。今天，該社區的人口已超過十萬。
七十年代，米歇爾能源公司的一項核心業務是，根據合同提供芝加哥10％的天然氣供應量。但後來喬治遇到一個大問題，就是支撐該合同的地下天然氣儲量正在減少。米歇爾能源公司需要拿出切實可行的增儲上產方案。
1981年的一篇論文
1981年，喬治閲讀到一位地質學家的期刊論文草稿。該文提出的理論假設與經典的地質和石油工程學內容背道而馳。該文認為，可以從密度較大的岩石（比混凝土更緻密）中提取商業氣體。
當時業界普遍認為，頁岩中可能儲藏石油和天然氣，但由於頁岩過於緻密（孔隙度和滲透率太低），無法進行商業開採。但為了保住對芝加哥的供氣合同，喬治還是決定在頁岩上試一試，他深信這可能是他公司得救之道。真理往往掌握在少數人手中，必須通過行動來證明那種業界普遍的共識是錯誤的。
先導測試區是在巴奈特（Barnett）頁岩（目前是美國四大著名頁岩開採地區之一）。Barnett以一位農民在19世紀中葉乘火車來到該地區而得名，其面積達五千平方英里，並延伸至地表下方兩公里左右，主要是達拉斯及北德克薩斯牧場和小鎮附近。
年復一年，喬治的團隊辛苦工作，以打破“頁岩偏見”。核心目標是在緻密頁岩中開闢微小的通道，以便氣體可以流經岩石並進入井桶。他們多次試驗並運用“水力壓裂”這項技術，該技術使用水、沙子、凝膠和一些化學物質的混合物，在高壓下注入岩石，巖體裂開小孔並釋放出氣體。水力壓裂是一種1940年代後期開發的技術，此後一直廣泛用於常規油氣開採中。但米歇爾能源公司實施的壓裂不是常規油藏，而是緻密頁岩。
時間在流逝，花了很多錢，喬治及其團隊沒有獲得任何商業突破。來自公司內部的和質疑批評不斷增加。但當有人敢於當面向他提出質疑時，他總會説，“這就是我們要做的。”
1990年代中期，公司的財務狀況岌岌可危。天然氣價格低一路走低。米歇爾能源公司不得不大幅削減開支並開始裁員。公司先以5.43億美元的價格出售了The Woodlands。當手下把轉讓合同遞他審籤時，他神色黯然。他後來説：“我討厭賣掉它。”但是他別無選擇，公司需要錢。但是喬治不會屈服，正如他的孫女所言，他的一大特點就是“固執”。
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突破點：1998年
時間來到1998年，公司在Barnett區塊上的花費已高達25億美元。當行業分析師對美國未來的天然氣供應量做出預測時，Barnett甚至不再潛在的供應區之列。喬治的信徒之一——丹·史德沃德（Dan Steward）説：“當時，各色有經驗的先見之明之人紛紛逃離Barnett。”“他們嘲笑我們正在把錢扔掉。”
時年34歲的尼克·斯坦斯伯格（Nick Steinsberger）——米歇爾能源公司僱傭的Barnett區塊作業經理，卻一直堅定執行着喬治的信仰。他認定，必須找到一種全新的技術解決方案，才能從頁岩中實現商業生產。此外，天然氣價格低廉，還必須全力降低鑽井成本。要做到這一點，他必須攻克最大的難題——瓜爾膠（guar）。
瓜爾膠是從瓜爾豆（主要來自印度）中提取的。瓜爾豆廣泛用於食品工業中，在蛋糕、派、冰淇淋、穀物早餐和酸奶均含有瓜爾豆，主要發揮凝固和穩定作用。瓜爾豆還有另一個主要用途——油井壓裂劑，沙子隨着帶有瓜爾膠的泥漿帶入裂縫中以擴大裂縫。但瓜爾膠和類似的添加劑是很昂貴的。斯坦斯伯格後來在一場棒球比賽中碰到一羣地質家，他們説，用水代替瓜爾膠也能成功進行壓裂，但壓裂的地層並不是頁岩。1997年，米歇爾能源公司在幾口頁岩井上試驗了這種新型的“水配方壓裂劑”，但沒有成功。
1998年，米歇爾能源公司獲得了最後一次鑽探和壓裂的審批。這便是迪斯小鎮的SH Griffin＃4井。壓裂時，作業人員仍用水代替瓜爾膠，但這次他們放慢了摻沙速度。奇蹟出現了。斯坦斯伯格後來説：“這口井比米歇爾公司曾經鑽過的任何頁岩井都成功得多，產氣量明顯增加。”“達芬奇密碼”（頁岩代碼）已得到破解。
得給新技術取一個名字。米歇爾公司不想籠統稱其為“水力壓裂”，這個名字太平淡無奇，甚至很無聊。公司稱其為“光滑的水力壓裂”（Slick Water Fracturing）。
公司迅速將該技術應用於Barnett地區的新井。產量激增。但若要大規模開發，公司需要更多的資本，而這憑藉公司一己之力根本難以完成。喬治·米歇爾不得不啓動出售公司的程序。就他個人而言，那是一段艱難的時期。儘管他對自己的直覺和信念在十七年後（1981至1998）就得到證明感到非常滿意，然而喬治和家人的身體狀況彼時也出現了問題，他患了前列腺癌，他的妻子得了阿爾茨海默症（老年痴呆）。公司沒有找到下家，出售不得不取消，公司不得不重新上路。
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救星終於出現：戴文能源公司
接下來的兩年，米歇爾能源公司的天然氣產量增加了一倍以上。這引起了戴文能源公司（Devon Energy）首席執行官拉里·尼科爾斯（Larry Nichols，戴文能源是由John Nichols和他的兒子Larry Nichols在1971年創建。1988年，公司成為一家上市公司，並通過併購擴大。2000年，公司成為標準普爾500指數。2015年，戴文能源位於財富500強排行榜中第152位）的注意。戴文公司是較早前米歇爾公司出售過程中的關注者之一。尼科爾斯質疑公司的工程師：“為什麼會這樣？如果水力壓裂不起作用，為什麼米歇爾公司的產量明顯提高了？”戴文公司的工程師這才意識到米歇爾公司確實破解了頁岩代碼。
尼科爾斯決定出手。
2002年，戴文公司以35億美元的價格收購了米歇爾能源（順便説一句：那一年中石油（PetroChina）成功收購戴文公司在印尼的全部資產，該資產的潛力依然巨大，中石油後來在印尼取得巨大成功。戴文公司退出印尼油氣資產的原因是，籌措資金收購米歇爾公司，迴歸美國本土）。尼科爾斯後來説：“那時，除了米歇爾和我們，沒有人相信頁岩鑽井能奏效。”
但頁岩鑽井還需要另一項技術才能實現經濟開發。這就是水平井技術。這項技術驅動鑽頭垂直向下鑽進到所謂的“啓動點”（造斜點或拐點，最深造斜點如今可達3500米左右），在此處鑽頭旋轉並在頁岩層中水平移動。這使得鑽頭在頁岩中的接觸面積大幅增加，也即滲透面積得到顯著提升，使得更多的天然氣流入井筒。
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戴文公司在業界專家的嘲諷中實現涅槃
2003年夏天，美國天然氣行業的一批政府官員、工程師、專家和高管在丹佛機場附近的萬豪酒店開會。審查一項有關美國天然氣未來發展前景的重大研究結果。結論非常悲觀：經過多年的苦苦掙扎，美國天然氣產業發展依然不明，氣價急劇上漲；需求也在顯著上升，特別是在發電領域。研究報告稱，儘管現役鑽機數量增加了一倍，但“令人震驚的”事實是，“持續高企的氣價並未帶來預期的天然氣供應增加”。簡而言之，美國的天然氣即將用盡。
會議主席告訴大家，新技術在“不常規”（non-conventional）或“非常規”（unconventional）天然氣領域幾乎沒有產生任何作用。
德克薩斯大學的一位教授對此提出異議。他指出，對“非常規”的這一估計過於悲觀，“該成果預測的頁岩氣儲量僅是另一項同類研究成果三分之一”。“這真是天壤之別，”他客氣地評論道。會議主席不同意。“對潛在儲量增加的預測完全是錯誤的。這裏有人錯了，不是嗎？”他反駁了那位教授。
會議室幾乎所有的人都確信，是那位教授錯了，美國面臨着國內天然氣的永久短缺。彌補短缺的主要方法是將目光投向海外——進口液化天然氣（LNG）。美國將不得不面臨這樣的現實：越來越依賴於從加勒比海、西非、中東或亞洲進口大量的LNG。專家們認為，美國註定將成為世界上最大的LNG進口國，就像石油一樣，其天然氣也將越來越依賴於全球市場。
具有諷刺意味的是，那個2003年炎熱的夏天，當專家和政府官員們在丹佛酒店豪華清涼的會議室裏唱衰天然氣時，戴文公司操作人員正在德克薩斯州近40攝氏度的高温環境下打井，有條不紊地鑽探了55口井。
尼科爾斯（Larry Nichols）錯過了丹佛會議，因為他把精力全部放在德克薩斯州的頁岩氣井鑽探上（幸好錯過了）。“當我們成功實施鑽探並看到每口井的持續生產時，我們意識到這確實改變了遊戲規則，”尼科爾斯回憶道。“‘尤里卡時刻’（Eureka moment，比喻重大的突破點）從來不是一撮而就。隨着我們逐漸改進技術，有很多小的尤里卡時刻出現了。” 等到批量鑽井和測試計劃完成時，戴文公司的工程師已經成功地將“水平井鑽井+光滑水力壓裂”兩種技術結合在一起。這就是名震天下的“水平井水力壓裂”技術。“剩下的就交給歷史了。”尼科爾斯後來説。
中小型獨立石油公司的盛宴
就像機關槍打出的子彈那樣迅速，戴文公司頁岩氣突破的消息引發了空前的熱潮和一大批公司的激烈競爭。
加入競爭的這些公司並不是大家熟知石油巨頭。那些“大公司”彼時仍持續從美國陸上生產中撤資，因為它們認為這是死衚衕。石油巨頭們正將錢投入墨西哥灣的深水區和全球數十億美元的“大型項目”中。正如他們所看到的表象那樣，美國陸上油氣資產已被過度開發，產量降幅過大，無法提供巨頭們所需規模的新資源。
因此，頁岩開發的先期機會留給了那些中小型獨立石油公司（Independents，戴文公司是這類公司的代表）。此類公司專注於勘探和生產，沒有加油站或煉油廠的下游產業負擔，且更具企業家精神，反應速度更快，並在看似日益枯竭的陸上贏得了低成本的優勢。
在這場競賽中，擁有土地是第一步。於是，如何從農場主那裏快速地收購土地便成了關鍵。不久，這些獨立公司認識到，並非所有的頁岩區塊都是寶貝。頁岩區塊的質量也參差不齊。那些生產力最高的土地區塊被稱為“甜點”（Sweet point）。
獨立石油公司將“頁岩競賽”從德克薩斯擴展到了路易斯安那、俄克拉荷馬和阿肯色州的其他區塊中。後來它們發現，所有頁岩氣藏中最具優勢的是強大的馬塞勒斯（Marcellus）。Marcellus擁有1500米以上甚至更厚的基岩，其面積甚至延伸至紐約州西部、賓夕法尼亞、俄亥俄和西弗吉尼亞州。
2008年：鐘聲響起
2005年，《華爾街日報》（Wall Street Journal）曾報導：“美國數十年的廉價豐富天然氣時代已經結束，美國天然氣當前是工業化國家中最昂貴的。” 高氣價刺激了許多投資和冒險活動，低價格是無法驅動的。要知道，頁岩氣的儲量和開發機理完全不同於常規天然氣。頁岩氣新井的初始產量很高，但此後下降速度比傳統井快很多，然後再逐步趨穩。這種情況下，為保障產量穩中有升，增加鑽機、並進行持續的新井鑽探成為必然。因此，鑽機數量始終成為衡量美國頁岩產業冷熱的一個關鍵指標。
鐘聲響起的那一年是2008年。那一年，美國的天然氣產量顯著增加，而不像人們普遍預期的那樣下降了。這引起了專業人士和大型石油巨頭的注意。一些原本用於海外的投資開始迴歸美國本土。大型石油巨頭開始發起對中小型獨立公司的收併購。來自中國、印度、法國、意大利、挪威、澳大利亞、韓國的石油公司不斷湧向美國，與當地獨立石油公司結成合作伙伴，向後者提供繼續瘋狂發展的資金。
新鐘聲帶來新氣象，對美國天然氣剩餘可採數量的估算顯著增加。2011年，美國天然氣委員會預計本國可採天然氣資源比十年前增加了70％。那年，奧巴馬總統宣佈：“最近的創新使我們有機會在我們腳下的頁岩中挖掘更大的儲量，也許有一個世紀的價值。”到2019年，天然氣委員會對本國可採天然氣儲量的預測是2002年的三倍。這場“頁岩風暴”使得美國天然氣從短缺變成供應過剩。不可避免的事情發生了：價格暴跌。
當然，所有關於進口昂貴LNG的任何計劃均被取消，美國沿海的大批LNG接受站開始改造，變為出口終端。油氣公司們面臨的挑戰不再是如何尋求稀缺的供應，而是如何為日益增長的廉價天然氣尋找市場。天然氣太多了。
2013年7月26日，美國頁岩氣之父，米歇爾能源開發公司創始人喬治﹒米歇爾在加爾維斯頓的家中逝世，享年94歲。
編譯參考資料：《The New Map》，丹尼爾﹒耶金先生著。
本文經授權轉載自微信公眾號“清泉能源SpringEnergy”。