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我们该如何看待页岩革命?

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-25  浏览次数:254
核心提示:摘要在国内现有教育环境下,很多接受过完整大学教育的学生上过的计算学分的课程通常只有一种形式,通常也被称为「Lecture」 不去




摘要

在国内现有教育环境下,很多接受过完整大学教育的学生上过的计算学分的课程通常只有一种形式,通常也被称为「Lecture 不去质疑传统知识传播方式的效率与传播效应,一股新派势力带来的新型知识/技术传播手段有可能为一个行业带来新的影响。借助这种新型知识传递媒介,本文将讨论「我们该如何看待页岩革命?


先行阅读 石油工程师的「精英意识」


渠源 /iNDIGOconsulting

Andrea Pirlo


I don't feel pressure. I spent July 9th 2006 sleeping and playing the PlayStation. In the evening I won the World Cup.

我不曾感到压力,200679日我睡了一觉,打了一会儿PS,当晚,我赢得了世界杯。



人在没有施展技能的时候看起来都一样,没有分别。十几年中,一个看上去柔弱的人扛起了几支队伍的中后场。在所有人惊慌失措、焦虑甚至软弱,不知道如何处理球的时候,他们知道可以将球交给皮尔洛。是的,他就是这么神奇。很多次在石油大学的红旗操场上我都有幻想过皮尔洛来到这个场子会踢成什么样,这样的幻想中从来没有出现过第二个球员。


在我眼里,「非常规」油气资源开发也像一个年轻有为的球员一样,才华横溢但是波动很大。它可以在毫无羁绊的情况下野蛮生长,也可以因为低油价的冲击而失去空间。但就如我在前言中提到的,它的前景里装着这个行业很大的一片未来。



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在我的预期里,怎样通过这个连载文章系列传递内容?我的构想是什么?


一般来讲,美国大学的授课模式主要有三种,我认为这三种方式都非常值得我们学习。




哈佛大学最有名的公开课名为「Justice」(正义),主讲人为Michael Sandel教授。我们可以把这样的模式称为「Lecture, 但有一点不同的是,它的授课场地是一间可容纳1500人的大礼堂。



人们不免发问,在这里能学到什么呢?


这是一种启发式的知识教学,所有学生在课后会被要求提交一些简单的作业。



我在PSU读书期间未曾经历过这么大规模的集中授课,但完整地看完12集「Justice」之后,我认为一些启发和引导式的教学更适宜通过这样的方式进行,而工程技术传播则不便借助此类方式。


第二种叫Seminar,相信很多留美的学生都有修过这样的学分。这种课堂一般是20个人左右,不超过30人,规模被严格地控制在一定范围内。在有一个主题之后,更为丰富的内容来自于每个个体间的讨论。一般中国学生刚刚参加Seminar的时候会非常地不适应,但我认为这种研讨形式的可贵之处在于:所有人要做的并不是要在交换不同观点的时候用谁的观点去压制对方,用一个观点去解释这个世界。观点是一个交流的过程,所以经历了这个过程之后会有很多思考,下一次面对更多人的时候你会更确定「我想要这样想,我想要这样说,而我看到的世界是如何」


第三种叫Review ,这样的交流形式都常以一个月为单位,教授会集中地回应很多学生问题,不论问题本身是否有共性。这种模式也有其精华的部分。Review的过程不以主线的形式教授知识,当你没有任何准备的时候,你根本不知道Review的过程能教会你什么东西。因为这个过程本身没有知识可教,而是通过教授的回应以及引导学生间互问互答的方式完成知识传递。




这三种教育形式带给我启示,让我花了很多时间思考「我能通过这样的文章系列传递些什么?


我认为除了消除技术壁垒之外,更多的是传递一些看问题的方法,也可以称为「pattern」(模式)。


因此,我计划利用这种新型的媒介,透过我的微信公众平台尽力回应读者关于我的文章、工程技术等疑问。希望这些无论是一对一的还是带有共性的公开回应,能让这样的交流更有意义。


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回到「页岩革命」的主题,有一位见证者是你不能错过的:



Dr. Stephen A. Holditch (右)


19708月,Stephen Holditch完成了他的硕士论文「通过大规模水力压裂完成低渗气藏开发」。他不会想到直到20131月他从Texas A&M University的全职教授岗位退下来时还在与这项技术打着交道。


Q: Who would have predicted it 20 or 30 years ago?A: No one.

问:谁在二、三十年前就可以预测到今天正在进行着的「页岩革命」?答:没有人。


过去的几年之中,看着大量媒体对于「水力压裂」技术的高频报道,不由得不让人惊叹。透过媒体的报道,你会发现很多反对油气工业的群体的存在,他们总是在想方设法地抑制油气钻探事业的发展。他们尝试过丑化水力压裂(Hydraulic Fracturing)技术的一种形式: 坚持使用「Fracking」来代替「Hydraulic Fracturing」用以形容水力压裂这项技术,这样就可以让它听起来更粗俗一些(英文文法)。



很多这一类型的团体一开始都在声称水力压裂会污染地下饮用水层,但实际上这被证实是误导,因此他们又转而抨击石油工业在气体排放上的问题。但是,石油天然气工业发展到今天已经考虑到了方方面面的影响,在尽最大可能地减少着施工对环境带来的影响。


Dr. Stephen Holditch 而言,他的整个职业生涯起始于1970年获得硕士学位,此后他一直在参与钻井,储层评价,完井,压裂处理,油气生产的压后评估以及非常规储层压力研究。他的整个职业生涯都是有趣而有意义的。


Dr. Holditch:

从社会发展的角度来看,页岩革命应当继续,因为它为全球经济增长提供了所需的能源,并且提高了世界上很多地区的人口生活质量。页岩革命提供了大量的就业机会与地方税收,这些税收的增长可以大量地用于基础设施建设,教育,医疗等地方性事业。


页岩革命应当继续,因为石油天然气工业界已然认识到这些获得许可的开采方已经能够以一种安全、环保的方式从地下提取这些资源,不同的甲方公司之间已经形成了良性竞争的态势。页岩革命的继续发展有赖于技术革新,在现有技术上的突破和革新,再辅以适当的人员培训和技术传播,非常规油气藏开发还会有更大的前景。


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什么是「非常规」油气资源?


最好的解读方法是通过Resource Triangle(资源三角图)




John Masters 以及他代表的加拿大的团体在1970年代提出了资源三角图的概念,他们通过对这一概念的应用在Alberta地区发现了致密气。而寻找致密气的过程中,又发现了该地区高渗透的常规天然气资源。从这段经历中,人们发现在一块盆地做油气资源勘探时,你有可能同时发现该地区的常规与非常规储层,而即使是在非常规储层内,也可能存在提供巨大产量的「甜点」(sweet spot)。



这个资源三角提供的概念是:几乎所有自然资源都是呈对数正态分布的,几乎一切资源都呈长对数分布,从金、银、铜、铁到我们熟悉的石油和天然气。一些传统资源(例如纯的金脉)很难找到,但却拥有极高的质量,一旦被发现后非常容易提取。从这个三角图顶端向下看,你会发现这些处于底部的资源,开发成本逐渐上升,技术要求逐步提高,想要有效提取这些资源并保证经济性,既要控制成本还要有技术突破。


对于资源三角中相对靠下的页岩气或其他低渗气藏我们通过使用长水平段水平井及分段压裂的工艺完成开采。而对于重油,在开采时我们需要同时使用水平井及热采技术。而处于资源三角最下层的天气然水合物和油页岩,则需要工业界更大的技术突破来解锁这一领域资源的开发。




认识到了资源三角所呈现的自然资源呈对数正态分布的规律,自上而下来看,地球上油气资源的储量仍然是巨大的。无数的勘探结果也证实了页岩中的气和油甚至重油的储量巨大,同时资源三角所反映的规律在全球几乎每一块盆地都有非常良好的适用性。


我们在北美地区经历着的「页岩革命」可以被复制到北美以外的地区。在所有目前世界上正在进行大规模常规油气生产的盆地都有可能发现更大规模的非常规储层。但是,在北美以外的地区更经济地开发非常规储层需要工业界与政府更多的考量。油气工业运转需要钻机、卡车、人力资源、管线、市场,最重要的是油气价格要足够覆盖成本。而政府需要提供合约、法令以规避潜在的政治风险。


「页岩革命」在1990年代还未显现,而在2010年左右开始突显。而这场「革命」还将在这个世纪的剩余时间里继续活跃下去,即使伴随着油气价格的波动以及新兴技术的发展。「非常规资源」指的绝不仅仅是页岩储层,它还包括致密气、煤层等。对于现有的技术进展,能否在保证经济性的前提下完成钻探,主要受到油气价格的影响。但正如前述中对资源三角概念的分析,工程技术的发展会打开资源三角底部资源的窗口,下一次大幅度的技术革新还会带来石油工程领域新的进展。

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牌桌形象



喜欢德州扑克的人通常会感叹,德州扑克就是浓缩的人生。是的,从「页岩革命」的发展来看,「页岩革命」也是一部浓缩的石油工业的发展史。与德州扑克当中,人们所经历的那些计算、策略、心态、波动,在该拿到Value的时候拿到足够的价值,在该适时弃牌的时候果断Fold掉一样,「页岩革命」也是一段起伏、纠缠、波动的过往。


很多喜欢德州扑克的人都有想过是不是有一天会成为一名职业的牌手,但我更乐于给这些人的建议是「如果你不能在某些自己从事的领域内做得足够好,你也不可能通过德州扑克发家致富」。


在真正关心这个行业有没有变好的人眼中,「页岩革命」也像德州扑克牌手们辛苦经营的「牌桌形象」一样拥有自己在全球市场中的工业形象。


油气工业作为一种能够为世界绝大多数国家提供充足、价格适中的能源的行业,应该有其更广泛的前景。一些发达国家,诸如美国、加拿大、西欧地区国家能够拥有今天的生活水准与这些国家的人均可支配能源量直接相关。但是,还有很多发展中国家需要通过更多的能源提高生活水准。同时,为了油气工业能更平稳的发展,我们还需要进一步改善施工的环保措施。


就像Michael Sandel的书名一样「Justice: Whats the right thing to do?, 石油工业界必须合理地开发非常规资源,可喜的是我们已经在见证着:无数优秀的头脑保证了「页岩革命」“doing it right”,这也是我要在后续的文章连载中介绍的重点内容。


观点总结

1.石油天然气工业使用着先进而且复杂的工程技术。石油工业,尤其在工程技术方面是科技含量很高的事业,理应吸引更多的工程师与地球科学工作者的加入。


2.石油与天然气资源并不会在本世纪内耗尽。在可以预见的将来,油气的供需都在持续增长,油气工业的增长态势并未终结。任何有可能代替化石燃料的能源,如风能、太阳能、生物能都面临更大的成本和技术难题。油气工业与这些新能源一样面临着接下来几十年内革新性的技术发展。


参考文献

Dong, Z., S. Holditch, D. McVay, and W. B. Ayers, 2012, Global unconventional gas resource assessment: SPE Economics & Management, v. 4, no. 04, p. 222234, doi:10.2118/148365-pa.(Dong et al., 2012)


Holditch, S. A., 2014, Interview with Stephen A. Holditch: The Way Ahead, v. 10, no. 02, p. 5–7, doi:10.2118/0214-005-twa.(Holditch, 2014)


Holditch, S., 1970, Low Permeability Gas Reservoir Production Using Large Hydraulic Fractures. MS thesis.

(Holditch, 1970)


Holditch, S. A., 2009, What will the oil and gas industry do this time? Journal of Petroleum Technology, v. 61, no. 02, p. 20–35, doi:10.2118/0209-0020-jpt.(Holditch, 2009)


Makogon, Y. F., S. A. Holditch, and T. Y. Makogon, 2007, Natural gas-hydrates — A potential energy source for the 21st century: Journal of Petroleum Science and Engineering, v. 56, no. 1-3, p. 14–31, doi:10.1016/j.petrol.2005.10.009.(Makogon et al., 2007)


Masters, J. A., 1979, Deep basin gas trap, western Canada: AAPG Bulletin, v. 63, doi:10.1306/c1ea55cb-16c9-11d7-8645000102c1865d.(Masters, 1979)


Y, S. Holditch, and J.-J. Royer, 2015, Unconventional oil and gas resources handbook: evaluation and development: Oxford, United Kingdom, Gulf Professional Publishing.(Y et al., 2015)


Recent advances in hydraulic fracturing, 1989: Richardson, TX, Henry L. Doherty Memorial Fund of AIME, Society of Petroleum Engineers.

(Recent advances in hydraulic fracturing, 1989)


 
 
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