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境外矿业文摘

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日志

 
 

页岩气革命在美国是如何爆发的?  

2013-07-17 11:48:08|  分类: 矿业走势 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2013-07-16 05:46:43 来源:中国机电工业 记者 马安越

[提要] 说起来或许都很难令人相信,美国的页岩气革命竟是被一家名叫米歇尔能源的企业凭借一己之力点着的。正是米歇尔将这些技术逐步导入了页岩气的勘探和开发中,而也正是米歇尔的不断实践优化和完善了这些技术,从而让页岩气商业化具有可行性。

       说起来或许都很难令人相信,美国的页岩气革命竟是被一家名叫米歇尔能源的企业凭借一己之力点着的。

  在过去的十几年里,有没有一件事情将深远的影响全球能源、工业以及地缘政治格局?如果有,那这件事一定是美国的页岩气革命。曾经,几乎没有人认为页岩气能在可预见的未来大规模商业化应用。然而,2000到2010年间,页岩气占美国天然气的总产量由最初的1.6%急速攀升到23.1%,外界叹其为革命。

  继美国之后,中国、澳大利亚、阿根廷等众多国家也开始纷纷论证页岩气的商业化可行性。专家、学者纷纷预测,在可以预见的未来,以石油为主的能源格局将被重塑!


  这意味着什么?

  如果你从事的是能源行业,这意味着变革或许已经开始、挑战悄然来临,你不得不考虑页岩气的崛起:现在去美国投资页岩气晚了吗?如果太晚,在中国投资页岩气是否还可以分一杯羹?或者说,页岩气革命真的是“华尔街的一场阴谋”?

  如果你从事的是其它工业领域,这或许将意味着产业变革:页岩气革命将深远的影响船舶、机电、汽车和化工等几乎所有工业产业。如果北美页岩气允许出口到中国,你做好准备了吗?如果北美页岩气不允许出口,利用廉价的能源,你的北美竞争对手将如何打击你?

  问题的答案有赖于对趋势的判断。如果要准确把握这一趋势,首先要搞明白的就是,页岩气革命在美国是如何爆发的?技术是如何获得突破的?为什么偏偏发生在美国,而不是其它国家?

  来听听全球著名的能源与环境学术研究机构——美国未来资源研究所(RRF)王忠民教授的看法吧:

  带有偶然性的革命

  说起来或许都很难令人相信,美国的页岩气革命竟是被一家名叫米歇尔能源的企业凭借一己之力点着的。这家企业经过近20年不懈地研发、勘探、钻井,在烧了大把钱后终于促使技术有了大的突破,进而论证了页岩气项目的商业可行性。自此之后,其他企业纷纷“搭便车”,大把资金进入了页岩气领域,革命就这样爆发了。(如图1、图2所示,美国页岩气的大爆发是由于Barnett地区产量突增,而正是米歇尔能源造成了Barnett地区产量的激增。)

  鲜为人知的是,这家企业当初几乎是凭借一份合同而“冒失的”进军了页岩气领域。而在其对页岩气持续烧钱的过程中,它先后数次几乎要放弃页岩气项目。从这个意义上讲,美国页岩气革命是充满偶然性的。那么,米歇尔能源是一家怎样的企业?它为什么要豪赌页岩气?它又是如何克服困难取得成功的呢?

  话还要从头说起。

  米歇尔能源是一家位于北德克萨斯州的中等规模天然气公司,公司创始人为乔治?米歇尔。老乔治1946年大学毕业后即白手起家创建了这家企业,该企业此前一直在从事常规天然气的勘探和生产。那么,又是怎样的机缘巧合让老乔治盯上了页岩气呢?

  这和当时美国的大环境以及这家企业自身的状况有关。米歇尔能源是1980年切入页岩气开发的。在这之前的两年里,世界发生了一件大事。1978年伊朗政局动荡、爆发革命,巴列维王朝被推翻。因为时局动荡,伊朗石油明显减产。不仅如此,被推翻的巴列维王朝是亲美政府,与之对应的革命军则坚定的反美。在那时,美国的石油企业全部被赶出了伊朗。伊朗更是停止了石油的输出,致使国际原油出现大幅短缺,进而原油价格大幅涨价。祸不单行,1980年,伊朗内部革命后,又爆发了轰轰烈烈的两伊战争。因为战争的缘故,两个产油大国几乎都停止了原油出口。因此,国际油价从1979年的每桶13美元暴增至1980年底每桶41美元。对于这段历史,人们称之为第二次石油危机。

  在第二次石油危机之前的1973年,第四次中东战争爆发。为了打击以色列及其支持者,也为了赚取更多的利润,石油输出国组织OPEC宣布石油禁运,致使国际油价大幅上涨。对于这段历史,人们称之为第一次石油危机。

  也就是因为这两次石油危机,能源问题才真正的成为了美国的一大难题。各种政策应接不暇,需要一个统一的部委来制定,能源部也就应运而生。与此同时,因为天然气与美国人民的生活息息相关,为拉拢选票,执政党当时都是对天然气价格实行管制。油价本来就很高,天然气价格又管制。这样一来,企业都倾向于将资源投入石油行业,而不是天然气。长此以往,天然气市场也出现了短缺。

  为了应对这一能源危机,美国政府也是想了很多办法,从政治角度上,美国政府用拉拢沙特、伊拉克等办法从内部瓦解国际石油垄断组织欧佩克。从政策角度说,美国开始鼓励非常规天然气的开发(非常规天然气包括页岩气、致密气和煤层气)。

  这是当时大的能源背景。正如上文所言,当时石油价格那么高,很明显,投资石油的边际收益要明显大于投资页岩气的边际收益。大石油公司都去全球各地勘探石油了,没有人愿意去冒险投资页岩气。那么,为什么米歇尔能源还要勘探和开采页岩气呢?

  这就和米歇尔能源公司自身的特性有关了。

现在国内媒体有一种说法,说美国页岩气是由中小企业推动的,这其实是一个误导。页岩气技术要比造汽车难的多。小企业是没有研发能力的,所以页岩气不会由它们主导。当时,米歇尔能源进入页岩气领域的时候,它规模虽然不是太大,但也已经是北德克萨斯最大的以天然气生产为主业的多元化上市公司了。其业务范围涵盖天然气的勘探、生产、收集和加工,钻探设备和不动产业务,有一定的财政能力。

  有能力做研发还不是米歇尔能源进军页岩气的主要理由。作为商人,预期盈利是上一个项目的决策基础,米歇尔进军页岩气也是奔着挣钱去的。那么,既然别人都预期这个不赚钱,米歇尔又看到了什么不一样的机会呢?或者说,别人干不盈利的项目,到了米歇尔那里怎么又可能盈利呢?

  当然,一切商业都需要冒险,这背后一定有老乔治敢于冒险的企业家精神在作祟。除此之外呢,更重要的还是这家企业与美国天然气管道公司有着一份长期合同。

  美国天然气管道公司是一家州际天然气管道公司。合同可以保障管道公司的天然气供应稳定,也可以为米歇尔能源锁定订单。米歇尔能源预计其常规天然气产量将在未来十年内呈现下降趋势,为了履行与美国天然气管道公司的长期合同,米歇尔能源有动机去寻找和开发新的天然气资源。这是米歇尔能源开发巴奈特区块的最初动机。另外,这份合同为米歇尔能源提供了丰厚的利润。如米歇尔前高管Stewart所言“米歇尔能源的天然气合约销售价格比现货价格高出1.25美元。如果没有该合同,我们就不会有能力开发巴奈特页岩气项目。”因为在巴奈特地块,常规天然气和页岩气是有很大部分重合的(常规天然气往往在浅层,页岩气在深层)。对于米歇尔能源来说,因为有长期合同的存在,即使页岩气项目产出小,常规天然气也能确保它不至于亏损太多。

  即使这样,开发页岩气的难度仍然很大,现行技术有限,如果没有大的技术进步,米歇尔公司可能无法持续下去。有数据显示,在1981年至1997年期间,米歇尔能源共投入约2.5亿美元,这一阶段更多的是烧钱。

  在这期间,米歇尔能源甚至多次想到放弃页岩气项目:

  1986年,石油价格暴跌导致天然气价格下降,没有人知道这一趋势将持续多久。米歇尔能源管理层开始重新调整资本支出,减少了页岩气项目的投资。“在进一步评估之前,把对巴奈特的资本支出降低至最低程度。”

  1989年,因为天然气价格持续走低,页岩气项目再次受到限制。米歇尔能源将资源都投入到这一区块浅层的常规天然气的开采,而不是深层的页岩气。

  1995年,美国天然气管道公司买断了与米歇尔能源的供应合同。这也就是说,页岩气项目的最初动机没有了。米歇尔能源必须以较低的现货价格供给天然气。“整个页岩气项目都受到了质疑。”

  然而,箭在弦上,不得不发。如果此时停止页岩气项目的开发,米歇尔能源的钻探设备就会闲置、天然气加工厂的设备也会闲置。这样一来,损失无疑更是巨大。彼时彼刻,米歇尔能源的评估结果为:“在等待行业增长、技术突破或气井成本降低的同时,保持设备正常运行。”

  可以看得出,此时米歇尔将希望寄托在天然气价格上升、技术突破或气井成本降低三个方面了。这三个方面,如果有一个方面有大的突破,页岩气项目就可能商业化。如果同时有突破,那或许就会爆发革命。

  米歇尔能源等到了,他们赌赢了。

  首先,在这个过程中,迫于各方面压力,政府逐步放开了天然气价格的管制,天然气价格因此逐步回升。与此同时,米歇尔能源发现自己其实是捡到了一个宝贝。

  对于一个油气项目来说,对油气的储量进行评估将直接影响项目的决策。钻井的数量、位置、方式和增产措施都与此直接相关。

  20世纪80年代初期,米歇尔能源通过钻探可勘探气井以及掌握和分析二维地震数据来了解巴奈特的地质条件,在这一评估基础上,米歇尔能源进入了页岩气项目。

  1991年,米歇尔能源和美国天然气研究院联合开展了一个项目,通过分析巴奈特井的岩样估算天然气地质储量。该评估结果对于米歇尔能源来说非常不利,因为结论是储量并没有很好的支持页岩气的商业化。

  转折点很快就出现了,米歇尔能源从一家大石油公司挖来了一个人才。该人知道这家大石油公司曾经在上世纪90年代初也测算过巴奈特地区的页岩气储量。这个人还知道,这一测算结果远远多于米歇尔自己的评估。

  因为有两个版本的存在,米歇尔能源决定自己亲自用新的技术去重新钻探、取样、测算,而最终的评估显示,实际储量应该是1991年测算结果的2.5~3倍!

  如果只是储量的提高或许不会造就革命,革命的主要原因还在于技术的突破,而也正是在这段时间里,页岩气开采技术也实现了突破。

  如果你是一个企业家,在知道天然气价格上涨、储量高于预期、技术将获得突破的时候,你会先做什么?召开新闻发布会,昭告天下?找PE,加快开采?

  看看米歇尔能源创始人老乔治是如何做的吧。很早之前,老乔治就预期页岩气具有很好的商业可行性。到了一定的时候,他就预见到页岩气将会获得大的爆发。在这个时候,他做的第一件事情就是到处跑马圈地,以最低廉的价格将土地全部租下来或买下来。美国和其他国家不同的是,美国的土地和矿产所有权是私有的。人人都是地主,很多人都是矿主。而这也就是页岩气革命发生在美国的重要原因之一。

  有一件事情能证明老乔治的远见。1987年,当时米歇尔能源的页岩气项目开发受阻,美国天然气研究院就提出要共同研发,从而能够给予一定的支持。然而,老乔治却拒绝了政府的好意,原因在于老乔治“担心任何不必要的公开报道可能会给公司的土地面积增长带来负面影响”。

  当确信技术将突破的时候,老乔治更是进一步跑马圈地。到这时候,老乔治已经投了很多钱进去了,如果继续投入开采,毫无疑问需要更多的资本。因为油气行业是一个长周期的产业,资金回报非常慢。老乔治可能没有这么多钱,怎么办?

  这个时候,老乔治开始做另一件事情:对外宣布页岩气的可行性!

  于是,老乔治对行业内人士、行业外人士以及华尔街的人进行路演。在充足的证据和现实实践前,人们很快认同了老乔治的观点。

  当投资者兴冲冲的要进入页岩气的开发时,他们突然发现自己被老乔治“忽悠”了——好的矿区都已经被老乔治廉价买走了!而当他们在从老乔治手中买矿产权的时候,他们才醒悟,天下没有免费的午餐、商业没有免费的信息。

  老乔治自然因此而赚的盆钵满溢,2002年,已满82岁的老乔治更是进一步将自己创立的米歇尔能源以35亿美元的高价卖给了更大的德文能源公司。

  德文能源收购米歇尔能源后,对页岩气投入了更多的资源。其他中小企业也纷纷搭便车进入了这一行业,美国页岩气正式进入了爆发期。

  这里有一个关键的问题还没有解决,那就是,页岩气相关技术是如何获得突破的?这一技术来自哪里?

嫁接来的技术

  在美国页岩气革命中,有四项关键性的技术助推了革命的爆发。这四项技术分别为:水平钻井技术、3D地震成像技术、微地震波压裂成像技术以及大型水力压裂(MHF)技术。

  如上文所言,米歇尔能源在页岩气的开发中发挥了关键性的作用,其创始人老乔治也因此被美国天然气研究院授予终身成就奖。可是,在1981年至1997年期间,米歇尔能源一共也仅仅投入2.5亿美元用于页岩气的开发。难道这2.5亿美元真能催生出四大革命性的技术?米歇尔能源真的有如此强的技术研发能力?

  其实不然,当我们回到历史中去看这些技术时,就会发现,原来这些技术在其他行业都已经得到了应用!

  先说水平钻井技术吧。这一技术的最早应用年代不详,美国能源信息局提出的一份报告显示,早在1980年,法国石油公司埃尔夫阿奎坦就利用该技术钻探了四口油井,证明该技术可以商业化应用。紧接着,这一技术被BP应用于阿拉斯加的一块油田上。也就是说,在引入页岩气开发前,水平钻井技术在石油开采的应用上已经成熟。

  再来看3D地震成像技术。这一技术对于页岩气的勘探和开发有着革命性的意义。以前,页岩气的勘探都是使用二维地震成像技术。与之相比,三维地震成像技术能提供更清晰的地下岩石结构和特征图像,极大的提高了定位储层和开发储层的能力。这一技术是计算机技术的进步,属于IT行业的变革。而且,这一技术也是率先在大型石油公司勘探和开采石油中得到应用。

  而大型水力压裂技术最早则是用来开采致密气的(另外一种非常规天然气)。早在1978年,也就是米歇尔能源进军页岩气领域之前,在美国能源部的支持下,米歇尔能源就已经成功使用大型水力压裂技术去开发致密气。而在页岩气的开发中,传统的压裂技术为泡沫压裂技术,即将一种粘稠状的非水液体压入地下,从而开发页岩气。后来,米歇尔能源发现,将水力压裂技术应用在页岩气的开采中效果更好。

  微地震波压裂成像技术也不例外,该技术也不是在页岩气革命中首创。该技术的特点在于可以探测派生裂隙的高度、长度、方向以及其他特征,而这项技术最早的系统化应用可追溯到上世纪70年代的一个地热项目中。后来,这项技术逐步被应用在页岩气项目中。

  既然是米歇尔能源点燃了美国页岩气革命,可这些技术又不是它创造的,那米歇尔能源在这场技术革命中又起到了什么作用呢?

  正是米歇尔将这些技术逐步导入了页岩气的勘探和开发中,而也正是米歇尔的不断实践优化和完善了这些技术,从而让页岩气商业化具有可行性。

  举例来说,米歇尔能源将水力压裂技术导入了页岩气的开发中。然而,页岩气的地质环境和作业条件与致密气以及石油都不相同。这就需要对原来的技术进行改进和调整以配合现实的环境。米歇尔对此项技术的优化包括:压裂设计不再使用氮、在某些地区使用成本低的砂层替换更昂贵的砂层作为压裂支撑剂、完全取消压裂前的酸处理、小幅调低压裂液中的凝胶含量……

  据米歇尔统计,这些改良使米歇尔能源把平均压裂成本降低了10%左右。有证据表明,米歇尔在其他技术的导入上也做出了类似的优化和改良,从而大幅降低成本。(据估计,米歇尔的努力促使总开采成本降低了50%!)

  米歇尔在地质知识的积累上也做出了大量的贡献。在页岩气的开发中,了解目标储层的地质条件,对于决定钻井位置、数量、方式和增产措施具有至关重要的意义。因此,积累地质资料是页岩气开发过程中的重要组成部分。在最初,米歇尔能源通过钻探可勘探气井以及掌握和分析二维地震数据来了解巴奈特的地质条件。后来,也就是1999年,米歇尔能源用更先进的技术重新勘测了地质条件。而这一次的勘测结果直接导致了开发方式的变革:第一,米歇尔能源迅速开始同时压裂上部和下部巴奈特页岩,大幅提高了新井的生产率。第二,米歇尔能源开始再次压裂现有气井。第三,米歇尔能源开始钻探更多的气井,通过填补现有气井之间的空间来提高产量。第四,米歇尔能源开始在巴奈特的更多地区进行勘探。

  毫无疑问,以上这些措施都加速了页岩气商业化的步伐。后来,当米歇尔能源被德文能源并购后,德文能源投入了更多的资源进行技术的开发和优化,其他玩家的加入更是加速了技术的进步,页岩气革命就这样爆发了。

  政府作用有限

  能源问题始终是国际政治和经济的焦点,各国政府也都不遗余力的用各种方式确保自己的能源安全。一个有意思的问题就是,美国政府在这次页岩气革命中发挥了怎样的作用呢?

  在页岩气的开发中,除了放开天然气价格管制之外,美国政府确实尝试过给予直接帮助。其中有两项政策格外值得关注,其一为研发政策,其二为税收抵免政策。

  先来说研发政策吧,正如上文所说,经历过两次石油危机后,美国出现了能源危机。美国政府想尽一切办法确保自己的能源安全,其中一项就是促进非常规气体的开发。在那时,美国政府根本不知道致密气、煤层气和页岩气这三种非常规天然气哪种会率先取得突破。

  因此,美国政府对这三种气体进行了不同程度的研发投入。其中涉及到页岩气的研发项目被能源部称作东部气体项目。这一项目有效果吗?看看其总投资就知道了。在1976~1992的16年里,美国能源部总投资也只不过9200万美元!。

  其二,美国政府为了促进页岩气的开发曾出台过税收抵免政策。当时的税收抵免政策是根据《国内税收法典》第29条实施的,不仅适用于页岩气,还适用于煤层气、致密气、生物燃料、页岩油等。当时页岩气的税收抵免幅度还是很大的,为0.5美元/千立方英尺,而当时的天然气价格也只不过为1.5~2.5美元/千立方英尺!

  既然政策支持幅度这么大,那美国政府的这两项政策起到作用了吗?

  因为美国页岩气革命是由米歇尔能源这家企业点着的。所以,要看政府政策的作用,还要看米歇尔能源是否受惠于此。

  事实上,米歇尔能源几乎没有受惠于此。作为研发项目,美国天然气研究院确实曾经帮助米歇尔能源做了一个巴奈特地块地质情况的调查。但正如上文所说,后来米歇尔自己勘探的结果显示,当年美国天然气研究院做的那个调研是错的!这直接影响到了米歇尔能源的战略决策!

  税收抵免政策就更有意思了。当年美国政府在制定政策的时候,并不知道巴奈特地区也有很多页岩气。政府在政策中写明的页岩气税收抵免地块为“Devonian shale”,也就是说单指Devonian那一块地方,而不包括米歇尔能源开发的巴奈特区块!可以说,米歇尔能源几乎没怎么受益于美国政府的这两项政策。

  一个有意思的现象也能反映美国政府在这次页岩气革命中的后知后觉。2002年,当米歇尔能源把自己卖给德文能源的时候,业内人士就已经知道页岩气将要大发展了,与之相关的股票在那时就上涨了。而美国政府呢?在2007年前,所有政策法规里,都没有特意提到页岩气!

  当然,页岩气能够在美国爆发还有很多原因,诸如庞大的市场需求、完善的管道等基础设施、充足的水源以及土地和矿产为私有产权等,这些在更广泛的背景上为这场革命提供了支撑。■文 | 本刊记者 马安越 

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