Revolutia fracturarii hidraulice din Statele Unite: Cum a fost posibila? Cand se va termina? Va putea fi exportata in alte tari?

Din aprilie anul trecut până acum, am publicat o carte și câteva zeci de articole în presa românească și americană în care am exaltat revoluția energetică declanșată în Statele Unite de fracturarea hidraulică a argilelor gazeifere și petrolifere. Iar de la începutul acestui an, am analizat consecințele multiple (economice, sociale, geopolitice, tehnologice etc.) pe care triumful revoluției fracturării hidraulice în SUA le-a creat până în prezent și pe unele posibile din viitor.

Ultimele mele articole – Deflația petrolului. Cauze și consecințe, Ați auzit de Vaca Muerta? Ce putem învăța de la Argentina? (pe lângă tango și Maradona), Noua matematică a petrolului. Cum se rezolvă ecuația preț-cerere-ofertă, Rusia sub dublu impact: sancțiunile internaționale și prețul scăzut al petrolului, O idee al cărei timp a venit… Va introduce petrolul o nouă ordine mondială?, ori Acordul cu Iranul, petrolul și stabilitatea Orientului Mijlociu, au bătătorit o potecă pe care, în ultimul timp, calcă apăsat și alți comentatori.

Cred că este o situație încurajatoare, cel puțin pentru mine, care, mai mult decât oricine în presa românească, nu am obosit în explicarea detaliată, cu exemple din experiența personală, a tehnologiei disruptive numite fracturare hidraulică. Chiar dacă, la început, vocile critice și comentariile insultătoare ale unor persoane au copleșit puținele tentative de acceptare a fracturării hidraulice drept o posibilitate pentru revitalizarea industriei de petrol și gaze naționale, lucrurile (se pare că) au mai evoluat, în sensul măririi gradului de educație geologică și tehnologică a publicului românesc. Acum, că „pericolul” Chevron a devenit o amintire, se cuvine să privim cu alți ochi revoluția americană a fracturării hidraulice. Și, poate, dacă ocazia se va mai ivi vreodată, să fim mai bine pregătiți.

Voi încerca, în rândurile următoare, să răspund la trei întrebări legate de revoluția americană a fracturării hidraulice:

Cum a fost posibilă revoluția fracturării hidraulice în SUA?

Succesul fracturării hidraulice s-a datorat, în primul rând, cumulării unor invenții disruptive. Începând cu primul experiment din 1949 din Oklahoma, prin care s-a realizat prima fracturare a unui foraj vertical convențional, geniul inginerilor și cercetătorilor americani s-a manifestat cu o forță surprinzătoare: s-au inventat, rând pe rând, fracturarea hidraulică de mare volum a rocilor sursă (argilele gazeifere și petrolifere), forajul orizontal dirijat, fluide de fracturare tot mai performante, „apa lunecoasă” (slick-water), perforarea coloanei de producție în etape multiple (multi-stage), platforme de foraj care se pot deplasa rapid, folosind niște „picioare de pitic”, de la o locație la alta, propanți sintetici superiori nisipului, carotaje geofizice de tip tele-viewer, prin care interiorul găurii de sondă se poate vedea în high definition, prospecțiuni seismice 3-D și 4-D, computere tot mai puternice pe care se rulează software tot mai sofisticat pentru optimizarea proceselor de forare, perforare, exploatare, transport, inginerie de zăcământ etc., etc. Dacă ar exista premii Nobel pentru geologie și geofizică, sunt absolut sigur că cea mai mare parte dintre invențiile listate mai sus ar fi fost declarate câștigătoare.

Un aspect particular al contribuției extraordinare a cercetătorilor americani la dezvoltarea fără precedent a modelărilor matematice dedicate optimizării, perfecționării sau rezolvării unor probleme extrem de complexe din geoștiințele petrolului, îl reprezintă crearea și adaptarea specifică a unor metode de inteligență artificială. Cu toată modestia, aș vrea să menționez propriile mele cercetări, începute în 2006 cu construirea unei rețele neuronale artificiale pentru Bazinul Anadarko din Oklahoma.

Am continuat cu o variantă computațională a teoriei lui Darwin despre selecția naturală și lupta pentru existență prin crearea unor algoritmi genetici destinați producerii unor parametri petrofizici de mare valoare în studiul bazinelor sedimentare. Cercetarea respectivă, publicată în 2010, a fost nominalizată în 2012 pentru a primi unul din ENI Awards, echivalentul premiilor Nobel pentru științele petroliere.

În 2013, am abordat alte aspecte ale inteligenței artificiale – mașini cu suport vectorial și logica fuzzy rapidă. Ca urmare a acestei activități, celebra editură Springer mi-a făcut invitația de a publica o carte dedicată noilor metode de inteligență artificială care și-au câștigat un loc binemeritat printre cele mai moderne și performante activități de cercetare în geoștiințele petrolului. Recent apărută, noua carte (în care sunt și co-autor al trei capitole dedicate unei „metode active de învățare”) a stârnit deja interesul unor colegi din alte țări care au cumpărat sau mi-au solicitat còpii gratuite ale unor capitole.

Importanța și valoarea intrinsecă a inovațiilor tehnologice și cercetărilor științifice, văzute ca motorul principal al propulsării și succesului revoluției fracturării hidraulice, trebuie încadrate într-un peisaj mult mai diversificat, care a contribuit considerabil la acest succes. Am în vedere o serie de factori precum geologia favorabilă, existența unei forțe de muncă robuste și extrem de calificate, prezența unor rețele de transport al țițeiului către rafinării și al gazului către consumatori, disponibilitatea și accesul ușor la resurse financiare, interesul persoanelor particulare pentru închirierea terenurilor lor, sistemul de taxare și colectare a redevențelor etc.

Când se va termina revoluția fracturării hidraulice?

Revoluția fracturării hidraulice este în plină desfășurare în Statele Unite. Când și cum se va termina sunt întrebări legitime, pe care multă lume – din industrie, finanțe, politică ș.a.m.d. – și le pune. Deocamdată, se vorbește despre fracturarea hidraulică la timpul prezent, ca despre focul care a aprins revoluția energiei în America și a schimbat întreaga lume[[1]].

Un nou OPEC apărut, creând o nouă balanță a puterii[[2]]. Detronarea OPEC-ului ca manipulator al prețului petrolului este ceea ce aproape fiecare Președinte american, începând cu Richard Nixon, a avut în minte atunci când au promis să găsească o modalitate de a face Statele Unite independente energetic, fără a mai fi înlănțuite de petrolul din Orientul Mijlociu sau OPEC, mai ales după embargourile din anii 1960 și 1970.

A revenit actualului Președinte american mândria să declare poporului său că Statele Unite sunt acum la butoanele de comandă ale lumii petrolului și gazelor:

We are as free from the grip of foreign oil as we’ve been in almost 30 years… And today, America is number one in oil and gas.

Președintele Barack Obama

The State of the Union Address, 20 ianuarie 2015

Chiar dacă prețul petrolului a scăzut dramatic din iunie anul trecut, chiar dacă Arabia Saudită a decis să nu scadă producția lor de țiței (pentru a-și menține porțiunea de piață și a încerca să elimine competiția americană), fracturarea hidraulică în SUA nu a încetat, iar industria de exploatare a gazelor și țițeiului de șist nu s-a prăbușit. Știu că unele Casandre bocesc de mult moartea prin implozie a fracturării hidraulice din Statele Unite, dar cred că mai au de așteptat până vor cânta prohodul.

Industria americană de petrol și gaze este cea mai veche din lume, cu o experiență încă neegalată de nimeni. Crize ale petrolului au mai existat în decursul ultimilor 150 ani, dar de fiecare dată, Statele Unite și-au dovedit reziliența. Ce înseamnă asta în condițiile actuale ale scăderii masive a prețului petrolului?

Pe scurt, mai multe inovații, reducerea costurilor și creșterea productivității, consolidarea companiilor, intensificarea standardizării industriei, renunțarea la mega-proiecte ș.a.

Fiecare dintre aceste aspecte ar putea fi discutat/prezentat in extenso, dar mă voi limita doar la câteva exemple edificatoare.

Compania Baker Hughes a raportat vineri, 24 aprilie 2015, că numărul platformelor de foraj pentru țiței și gaze a mai scăzut cu 22, ajungând la 932 (703 pentru țiței și 225 pentru gaze). Anul trecut, 1.861 de platforme erau active. Cu alte cuvinte, instalațiile de foraj s-au redus aproape la jumătate. Înseamnă asta că fracturarea hidraulică este pe cale de sucombare? Nicidecum. Îmbunătățirea tehnologiei de foraj permite să se mențină, ba chiar să crească producția cu un număr mai mic de platforme de foraj. De exemplu, compania Statoil (Norvegia) – cel mai mare operator străin din industria americană a țițeiului de șist – fora și completa un foraj în 2013-2014 în 22 sau 23 zile. Astăzi, același job este terminat în 10 sau 11 zile, adică în jumătate de timp.

Noile inovații tehnologice apar într-un ritm propriu inginerilor americani, adică foarte rapid: noi fluide de fracturare, sape de foraj mai bune, mai mulți senzori pe instrumentele de carotaj geofizic, mai multă putere computațională și programe mai performante, care să analizeze datele de sondă în timp real pentru a lua decizii prompte despre noul foraj care va fi săpat. Multe economii (reduceri de costuri) se obțin și prin simplul management mai bun al operațiunilor de foraj.

Un alt aspect al continuității revoluției fracturării hidraulice în Statele unite este legat de existența unui număr apreciabil de foraje săpate, dar nefracturate încă (DUC – Drilled Un-Completed). Numai în câmpurile petrolifere și gazeifere din Texas și Pennsylvania există 4.731 astfel de foraje[[3]]. Cu cheltuieli minime, aceste foraje pot fi puse imediat în producție. Dacă forajele DUC din Texas ar fi fracturate și date în exploatare, ele ar putea crește producția de țiței de șist cu 0,32 milioane barili/zi, ceea ce este aproape cât producția Libiei, membru OPEC. Inventarul mare de foraje DUC reprezintă o marjă suplimentară de producție, care ar putea fi adusă rapid pe o piață constrânsă financiar.

Actuala dominanță a fracturării hidraulice a argilelor petrolifere americane ar fi putea fi prelungită și prin autorizarea exporturilor de petrol brut. Se remarcă o insistența crescândă din partea politicienilor și reprezentanților industriei pentru ridicarea sancțiunilor care datează din anii 1970. Există voci care (se) întreabă pe bună dreptate: De ce Statele Unite negociază ridicarea sancțiunilor de export pentru o țară ca Iranul, dar mențin aceleași sancțiuni pentru propria țară?

Exportarea țițeiului de șist american ar avea consecințe din varii puncte de vedere. Unul, mai puțin discutat, este legat de calitatea lui mult mai ridicată (țițeiul de șist este „dulce”, adică fără sulf, și „ușor”, adică cu gravitate specifică mică). Pe piață, acest tip de țiței se vinde mai bine decât alte tipuri pentru că rafinarea este mai ieftină (nu necesită îndepărtarea prealabilă a sulfului). Pe de altă parte, rafinăriile americane, construite pentru procesarea petrolului arab, „greu” și „acru”, nu sunt pregătite pentru noul tip de țiței.

Dacă, deocamdată, Statele Unite nu exportă țiței crud, gazele de șist nu fac obiectul sancțiunilor aplicate petrolului. De aceea, Președintele Obama și administrația sa au făcut promisiuni și au acordat autorizații pentru construirea unor terminale oceanice unde gazele de șist urmează a fi lichefiate și transportate preponderent către consumatorii vest-europeni și cei din sud-estul Asiei.

În timpul participării sale săptămâna trecută la marea conferință CERAweek din Houston, Secretarul Departamentului de Energie, Ernest Moniz, a dat asigurări că Statele Unite sunt hotărâte să participe din plin la livrarea de GNL (gaz natural lichefiat) produs din argilele gazeifere americane. Ambiția Secretarului american este ca Statele Unite să exporte peste 100 miliarde metri cubi pe an, depășind astfel Qatar-ul (exportatorul #1 actual).

Deși s-a crezut că a intrat deja în declin, argila Marcellus din nord-estul SUA, produce singură 113 miliarde metri cubi de gaz pe an. Această producție este aproximativ echivalentă cu exporturile totale ale Rusiei către Europa prin gazoductele Nord Stream, Yamal și Brotherhood[[4]]. Semnificația politică a declarației oficialului american nu cred că a scăpat Kremlinului și prietenilor săi.

Va putea revoluția fracturării hidraulice să fie exportată în alte țări?

Deocamdată, nu.

După cum se poate deduce din răspunsurile la primele două întrebări, revoluția fracturării hidraulice a argilelor gazeifere și petrolifere este un produs Made in America 100%. Reproducerea succesului american în alte țări necesită conlucrarea a cel puțin cinci factori:

1. Geologie favorabilă (Dacă geologie nu e, nimic nu e);
2. Regimuri politice stabile. Cele mai bune șisturi argiloase se găsesc în țări volatile, instabile politic: nordul Africii, Orientul Mijlociu și Rusia.
3. Existența drepturilor minerale. În afara Statelor Unite, drepturile minerale aparțin statelor, nu cetățenilor particulari. Existența acestor drepturi în SUA a fost un factor determinant în succesul revoluției gazelor și țițeiului de șist. Proprietarii de teren au fost recompensați pentru a permite accesul echipamentelor de foraj și primesc o redevență negociabilă la termene fixe.
4. Infrastructură capabilă să suporte sute de camioane care transportă platformele de foraj.
5. Sisteme de taxare și legislative pragmatice.

Din păcate, acest minim set de factori indispensabili unei dezvoltări pe scară industrială a exploatărilor de gaze și țiței de șist se regăsește în extrem de puține locuri. Un exemplu ar fi Argentina (situația de acolo am descris-o aici), unde geologia este deosebit de promițătoare, celelalte criterii fiind mai mult sau mai puțin îndeplinite. Voința politică există, dacă ar fi să ne luam doar după un exemplu recent[[5]].

Un alt loc în care revoluția fracturării hidraulice ar putea fi exportată este China. Deși estimările indică o cantitate de gaze de șist mai mare decât a Statelor Unite, geologia Chinei nu este suficient de favorabilă pentru exploatări industriale (am detaliat aici problemele cu care se confruntă China).

Citeste intreg articolul si comenteaza pe contributors.ro