關于能源學院張金川教授的一篇文章，霸氣！??！

704401744 · 發表于 2013-2-23 10:52

本帖最后由金翅掠影于 2013-3-3 23:41 編輯

關于能源學院張金川教授的一篇文章，霸氣?。?！想報他的研究生可以了解一下

山溝里的守望：張金川和他的頁巖氣技術攻堅隊

在中國地質大學北京校區第11棟教學樓的門口，掛著一塊黃底紅字的牌匾。因為這塊牌匾，兩年時間里，這幢淹沒在周邊普通樓宇間極不顯眼的老樓成了一波又一波人慕名造訪的地方。
這塊書寫著“頁巖氣研究基地”的牌匾由國土資源部油氣資源戰略中心2011年4月授權而掛，登門拜訪的人除了海內外的諸多能源學者外，還包括來自中石油、中石化、華電集團等能源央企的核心高管，以及其他試圖探水這一領域的公司負責人。
吸引這些人先后來到此地的理由如出一轍，他們都試圖在這里獲得足以在未來撬動上千億財富巨礦的技術杠桿，以及見到一個人——張金川。
張是中國礦業大學的一名普通教授，雖無顯赫職稱，但這個中年男人已經聲名遠播。在頁巖氣圈子里，張被公認為“目前國內對頁巖氣研究開發最早也是最深的人”。而現在，張還有了另外一個頭銜——國家發改委頁巖氣首席科學家。
張金川的辦公室在教學樓的第三層，僅有幾平米的房間里雜亂無序，隨時待命的行李、尚未清洗的衣服、隨處置放的巖石樣本，以及堆積如山的學術資料，這些東西見縫插針地搶奪著僅有的空間。
辦公桌上兩臺液晶顯示器并排而放，厚重的塵土幾乎覆蓋了整個鍵盤。一個老舊的沙發是房間中唯一開辟出來的空間，張金川稱其為接待“賓客”的場地，同時，也是他多年來和衣而睡的床。
對于張金川個人來說，十余年時間里，除了少有人煙的野外，這一間逼仄的辦公室便是他的第二活動場所。但對于頁巖氣這一如今深受眾人追捧的能源“新貴”而言，這里也正是其得以推演至今日的技術研發起源。
“我這里條件有限，副部級的領導來也只能坐在你現在的位置，所以這個沙發現在很值錢的。”三個小時的等待后，剛從環保部召開的一場會議現場趕回來的張金川，以幽默的調侃開始了與本報記者的對話。
頁巖氣“中國簡史”序幕
2008年，某部委領導打電話給張金川問道：“頁巖氣shale gas到底是誰翻譯過來的？”
時至今日，張金川這三個漢字已開始頻繁出現在關于頁巖氣的諸多高端研討會議的嘉賓名單中，但在2009年之前，張金川的身份只不過是中國地質大學能源學院的一個普通教授。
今年48歲的張金川1999年從中國石油大學博士畢業后，開始在中國礦業大學任教，彼時，屬于他的除了一個三尺講臺外，還有一個由讀博期間的研究方向延續而來的學術課題。
“現在回過頭看，要感謝當時我的博士導師——中國石油大學校長張一偉和現在中石化研究院的院長金之鈞，他們給我定的研究方向就是非常規油氣研究?！睆埥鸫ㄕf。
在張金川攻讀博士學位之際，當時還是中國石油大學副校長的金之鈞也正試圖在國內石油工業界推廣非常規油氣的開發技術研究，張金川作為其得意門生被委以重任，負責收集國外非常規油氣的信息、調研資料和項目研究。
彼時金之鈞拋出這一議題的另一時代背景是，中國石油系統的改革正值蟄伏前夜，絕大多數石油人都認為，中國本土的常規油氣資源已然充足，開發非常規油氣屬超前之舉。
但直到十三年前，張金川的研究方向還并未具體到頁巖氣，而是同屬于非常規能源的致密砂巖氣。只是作為依存度極高的兩種化石燃料，在諸多有關致密砂巖氣的學術研究中，“頁巖氣”這一名稱被反復提及，“當時在研究致密砂巖時，經常看到頁巖氣這個詞語，但到底是什么也搞不清楚，由于在不同的資料中經常出現，所以引起我注意”。
在當時國內非常規油氣的學術界中，針對頁巖氣的細分研究仍是空白，除了寥寥幾篇論文中有所點綴，關于這一礦種的深層次認識幾乎無人知曉。

張金川在博士畢業后對頁巖氣的關注并未就此消退，他開始大量查閱有關頁巖氣的各類資料和文獻，并完成了前期的基礎理論研究。
遺憾的是，在當時的學術環境中，張金川并未找到與其趣味相投的志同道合者，除了他，沒有人再相信，地表之下的頁巖中還儲藏著如此一種能源，“沒有人支持，也有很多磕磕絆絆”。
直到2002年，單打獨斗的張金川開始將其手下的研究生陸續拉入課題研究，十余名科研學生的加入讓張一時間如有三頭六臂。也正是當年，張金川在歷經三年的系統梳理后向國家自然資源基金委員會（以下簡稱“自然基金委”）申報了其第一個也是國內第一個頁巖氣專項項目，為此，他也獲得了由自然基金委撥發的6萬元研發資金。
2003年，國內第一篇關于頁巖氣的論文在業內權威刊物《天然氣工業》雜志發表，這也是張金川及其由學生組成的團隊對頁巖氣這一新興能源的首次發聲。
由此開始，張金川對頁巖氣的學術研究開始日漸深入，并于2003年和2005年，又分別兩次獲得了自然基金委的專項項目批復。
此后的幾年時間內，張金川帶著一群不諳世事的研究生陸陸續續發表論文，在業內權威刊物的推波助瀾下，“頁巖氣”這個名詞開始日漸被業內所熟悉。但為證明其真實存在，很長一段時間，張金川的主要工作之一便是提著一個筆記本電腦奔波在石油公司、各大科研機構、高校，以及諸多學術會議之間。
然而，長達幾年的“推介”之旅并不順利，張金川所到之處除了質疑外，剩下的則只有規勸。
“因為國內此前沒有開采頁巖氣的經驗，別人質疑的首要理由就是，你說有頁巖氣，那么氣呢？很多關心我的人也勸我搞了這么多年，干脆別搞了?！睆埥鸫ㄐχf。
直到2006年，張金川的漫長等待終于迎來了另一扇為他開啟的大門。
“當時，國土（資源）部為響應黨中央、國務院的號召，實現國土資源創新，要求在土地資源、礦產資源、海洋資源等各個領域加快技術攻關，而在油氣領域的求新中，頁巖氣是其中一部分?！眹临Y源部一名官員對本報記者說。
彼時，對頁巖氣研究已積累頗深的張金川無疑成為了國土資源部油氣資源戰略研究中心的“座上賓”，該中心甚至為其撥發了10萬元的研究經費。
一年后，在國內頁巖氣前期研究已經微起波瀾之際，張金川與頁巖氣的故事也終于迎來的一個臨界點。
2007年，自然基金委通過了張金川上報的題為《頁巖氣成藏機理與分布規律》的科研項目，相比此前，這一次張金川得到的是一筆38萬的科研經費。“本來我申請的費用并不多，但后來專家在審議通過后多批了一部分資金。”
即便如此，張金川的研究之路仍未解決核心問題——中國到底有沒有頁巖氣？其中一個有趣的細節是，直到2008年，某部委領導打電話給張金川問道：“頁巖氣shale gas到底是誰翻譯過來的？”
為尋獲答案，張金川帶著手頭僅有的研究生助手開始了翻山越嶺的旅途，并號召學生在野外勘察時留意當地鉆井隊的現場作業。
2008年7月一天，一個學生難掩激動打來電話，告知張金川重慶一個作業鉆井打出黑色頁巖。張金川一躍而起，回復道：“你趕緊給我去買個臉盆，裝滿水，將黑頁巖從鉆頭里取出來放進水里，看有沒有冒泡，用手機拍下來?！?br /> 雖然當時的手機攝像鏡頭并不十分清晰，但這一簡短的珍貴視頻仍成為了攻破外界質疑的有力證據。“冒泡就證明有氣，我在視頻中選取了幾幀相對清楚的畫面寄給了《天然氣工業》雜志，并以雜志編輯部名義發表?！?br /> 這篇名為《我國首次發現頁巖氣證據》的簡短文章也標志著對頁巖氣的研究開始真正進入了實質性階段。同年，國土資源部再度給張金川團隊撥出12萬研究經費，中國頁巖氣的開發序幕也由此真正拉開。而為翻過這一頁序幕，張金川用了整整9年。
賭博“渝頁1井”
如今再回憶起當年，很多畫面都讓張金川唏噓不已，甚至聲音哽咽。
在回答完中國究竟有沒有頁巖氣后，張金川迎來的第二個問題便是，中國的頁巖氣到底在哪里？
2008年下半年至2009年上半年，在事實證明中國已經存在頁巖氣后，國土資源部也提出了這一課題，并為此劃撥了一筆200萬的專項科研經費。這筆費用被一分為三，國土資源部自留40萬，中石油勘探開發研究院和張金川團隊各占80萬。
但張金川分得的這80萬背后則任務艱巨，他需要對中國南方的十幾個省份悉數進行調研考察、選樣，最后選擇最佳區域進行實驗，為下一步國土資源部的頁巖氣摸底調查作出前期鋪墊。
“國土資源部交給了我四個任務，一是完成對南方十來個省份的實地考察，二是選出有利區域，三是鉆一口井，四是完成分析報告。”張金川說。
2009年，張金川和他身后的三十余名研究生組成的項目組開始分批南下，沿著地圖將包括四川、湖南等省份跑了一圈，幾番分析、調研、推理后，張金川等人的搜尋范圍逐漸縮小，最終將目標鎖定為重慶。
張金川選擇重慶的關鍵理由，源自于對毗鄰之省四川的參考。作為此前四川省的一部分，張金川有理由相信除了此前在行政管理上的“血脈”關聯之外，兩個地區的地質結構也應存在諸多相似之處，而四川作為國內的天然氣儲藏大省，早已有據為證。
但此時已經拉開架勢的張金川仍然面臨著來自不同聲音的壓力，張金川知道，這一路南行的結局究竟如何自己也難以預料。
與張私交甚篤的朋友們說，拋開沿途十幾個省份的車馬開支，單就鉆一口井的成本就足以讓其得不償失，而且還得保證鉆井位置準確，若判斷失誤，一旦開鉆打出廢井，所有努力也將付諸東流。
“除了我的學生，沒人支持我干，雖然很多人都勸我別冒險，但我們整個團隊還是頂住了壓力。”張金川說。
一個個區域的選樣排查后，張金川在重慶又將鉆井位置縮小到了渝中南地區，并最終將鉆井位置定在了渝中南彭水縣七曜山東部一個在地圖上尚未標識、難以找尋的荒野之地。
由于沒有該地區的地震材料，張金川選擇這一地點唯一可借鑒參考的籌碼僅是地質結構的脈絡延伸——從地表看地下。而當地方圓十公里內一馬平川，雖適合鉆井作業，但可選樣研究的樣本則到了十余公里以外才隆起的山頭。
“我們順著巖石層在十幾公里以外的山包上取樣進行了勘察，雖然基于此前的理論研究有一定把握，但最多也只有七成信心。”張金川稱至今回想起來仍有后怕，“這口井萬一打歪了，我不敢設想后果?！?br /> 為了最大限度地精確鉆井位置，張金川一邊忙著大學里的授課任務，另一邊則擠時間帶著其團隊往返于北京與重慶之間，先后四次，每次一周前往當地反復論證。
“那年的國慶節我們一批人是在山溝里度過的。”師從張金川，此后成為中國第一個頁巖氣博士的聶海寬說。
2009年11月底，被命名為“渝頁1井”的鉆井在由擔任合同甲方的當地鉆井隊負責施工開鉆，對于張金川團隊而言，這一天頗具意義。當天，張金川的手機屢屢響起，但聲波傳達而至的大多不是祝賀：“鉆井當天還有很多人在勸我別干了，太冒險。”
按照此前設計的方案，這一口實驗鉆井最初鉆探深度僅為80米。但現場作業的結果卻讓張金川等人大為驚喜。
當鉆頭持續下探打至223米時，地表以下的黑頁巖卻仍未打透，且巖石結構越來越好。這意味著，這一區域的頁巖氣儲量遠高于張金川此前的預料。
帶著難掩的興奮，張金川回到了北京。
直到2009年12月的一日凌晨，睡夢中的張金川被一陣電話鈴吵醒，留守在當地的學生在凌晨三點向他緊急匯報，鉆井井架開始出現嚴重搖晃。張金川聽畢翻身而起，大聲喊道：“趕緊給我停！”
由于鉆井最初設計時的預鉆深度僅為80米，其地表井架的固井設備也僅能承受一定支撐，當鉆井打入地下 223米深度時，搖晃的井架大有倒塌風險?！斑@個時候即使沒打完，也必須叫停，如果井架倒了就不僅是項目失敗，這已經是安全事故。”
關鍵之時，聽聞此事的國土資源部又對鉆井項目追加了投入，從其此前自留的40萬經費中劃出一半予以支援，最終，這一口原本只承擔著單純實驗性功能的鉆井的實際鉆探深度達325.8米，僅鉆井費用就花費70余萬元。
消息一出業內頓時為之嘩然。由專家、媒體、石油公司組成的考察團開始一波接著一波地聞訊而來，這一個原本無人問津、尚未登記的空白區塊也隨即被中石化迅速收歸麾下。
而在看完鉆井及現場環境后，來到此地的諸多前輩專家則忍不住破口大罵：“誰這么膽大敢把井打在這里？為什么不測井，不打透？”
面對蜂擁而至的人群，張金川，以及他那群稚氣未脫的學生心頭懸掛日久的大石則在無人關注時轟然著地，這場被他自稱為賭博的驚心動魄之旅也就此畫上了句號。
“我發自肺腑地講，我很感謝我的學生們，在那么艱苦的條件下完全憑借著對這個東西的興趣堅持下來，很不容易?！比缃裨倩貞浧甬斈?，很多畫面都讓張金川唏噓不已，甚至聲音哽咽。
而在倍顯艱苦的條件下，為犒勞這些“初生牛犢不怕虎的孩子們”，張金川也絞盡腦汁地給予“獎勵”。
張金川的學生中有一個男生名為荊鐵亞，在實地勘察時，他的主要活動區域便是一條在地圖上都沒有命名的山溝。三個月下來，張金川大手一揮說：“這條山溝沒有名字，以后就叫鐵亞溝了?！?br /> 事實上，對于參與到“渝頁1井”項目的所有人而言，那一段經歷言語難以描述。國土資源部油氣資源戰略研究中心研究員李玉喜便是其中之一。
由于張金川在跟蹤鉆井進度時還需同時兼顧授課任務，李玉喜則頂替其留守現場，“山里沒法洗澡，幾個星期下來身上都臭了”。
而一場野外“戰地”情義之后，張金川、李玉喜，以及國土資源部礦產儲量評審中心主任張大偉也被業內人士冠以了一個江湖式的稱號——“頁巖氣三劍客”。
國家行動
對于中國頁巖氣來說，香山科技會議無疑具有劃時代的意義
“渝頁1井”的成功如同一劑催化劑，中石化在率先搶得這一區塊時，中石油勘探開發研究院也隨即啟動了對頁巖氣的研究，而國內兩大石油巨頭的連環舉動也無疑讓針對頁巖氣的開發全面提速。
2009年底，由國土資源部牽頭，并聯合中石油、中石化兩大集團，以及張金川科研團隊、重慶地質礦產研究院、成都地礦所等數家單位開始了對以渝中南地區為核心，并輻射四川、貴州等地區的“先導實驗區”的大規?？辈煅芯?，目的是要徹底摸清這一區域的頁巖氣發育情況。
而作為張金川研究項目此前的立項單位，國土資源部在目睹“渝頁1井”的成功后隨即擴大了研究范圍，越來越多的人也被拉入了這個隊伍。
在各參與方爭相吹響開發頁巖氣的號角時，作為國家能源領域的主管部門，國家能源局也隨即采取了行動，并于2009年舉辦了一期頁巖氣研發技術培訓班，除此以外，還與美國地質調查局進行了前期溝通，尋求技術合作。
但國家能源局主導的這場中美頁巖氣對話并未完成實質性的結果。美方要求針對中國發育較好的盆地內區塊展開研究，但中方則認為應挑選以遼河盆地為代表的難度較大的區塊進行技術探討。幾番拉鋸后，美國以遼河盆地不屬于海相油氣地質揚長而去。
“美國本土的頁巖氣屬于海相，所以他們認為遼河盆地沒有頁巖氣，最后放棄了研究?！敝惺涂碧介_發研究院一位此前參與中美技術討論的研究員對本報記者說。
但中美兩國提前結束的技術對話并未影響到國內的頁巖氣研究熱潮。
2010年，國土資源部在通過專家評審后再度立項，一口氣為中國地質大學撥付了780萬元的頁巖氣專項資金，而交由張金川科研團隊的任務則是進一步摸底南方十幾個省份的頁巖氣資源評估、規范制定、綜合研究、有利選區等諸多任務。
與此同時，張金川的母校中國石油大學也于當年開始了對頁巖氣的研究，而所有參與方也開始以課題組的方式展開技術交流，“到這個時候，國內對頁巖氣的研究才真正鋪開了”。
但很大程度上，這一輪研發熱浪的來臨仍僅局限于學術界，真正將頁巖氣的開發推至國家行為層面的是2010年6月1日至3日在北京香山召開的科技會議。
作為中國自然科學最高端嚴肅的學術會議，香山科技會議是由國家科技部（前國家科委）發起，與中國科學院于1993年正式舉辦延續至今，并相繼聯合了自然基金委、中國科學院學部、中國工程院、國家教育部、解放軍總裝備部和原國防科工委等八個國務院直屬部委共同舉行。
對于中國頁巖氣來說，這場國內科技界以探索前沿科學為目標的高層會議無疑具有劃時代的意義。
此次會議，張金川作為國內鉆研頁巖氣最具權威性的人士進行了參會申請并獲得通過，而在此之前的半年，張金川就已經開始在為這場會議做周密準備，因為他需要面對的，是國內油氣地質研究的泰斗級人物。
2010年6月1日，常年奔波野外不修邊幅的張金川換上了正裝，與業內耆宿中科院兼俄羅斯科學院院士趙鵬大、年過七旬的中科院院士戴金星以及中科院院士賈承造等四位名望之人并排而坐，并做了題為《中國頁巖氣——資源基礎及勘探開發基礎問題》的長達2萬多字、39頁幻燈片的學術報告。
會議期間，80多歲的趙鵬大屢次向張金川詢問有關中國頁巖氣的細節，彼時46歲的張金川也如同一個學生般一一詳細作答。
“在此之前，我從沒想過能和趙老師這些學術界的大師們交流問題，那一天和他們坐在一起徹底滿足了我的虛榮心?！睆埥鸫ㄗ猿暗卣f。
也正是因為這場堪稱國內最尖端科技研究的會議，“頁巖氣”這個名詞開始上升到國家戰略高度。
而香山會議之后，“頁巖氣”三個字開始頻繁出現在溫家寶總理和李克強副總理主持召開的工作會議之中。
任重道遠
2011年，國土資源部組建了一個達426人的頁巖氣技術攻堅隊。
2011年底，國務院批準頁巖氣為新的獨立礦種，頁巖氣因此成為我國發現的第172種礦產，頁巖氣迎來了史無前例的關注。
但投資開發必須逾越技術困境，注定需要如張金川般的技術研究者，繼續匍匐在漫長的研究探索中尋找光明。
如今的張金川已身兼多職，他的精力、時間也被分割成了很多部分，擺在他面前的是一系列難以繞過的新一輪難題。
“現在研究經費充裕了，但是時間很緊缺，我除了擔任國土資源部的首席（專家）外，還同時在中石油、石油大學等其他單位有科研項目，這些都是必須完成的?！睆埥鸫ㄕf。
事實上，張金川尚未完成的任務也正是目前中國頁巖氣遭遇且必須解決的系統難題，這包括對我國頁巖氣資源儲量的系統掌握、頁巖氣水平井分段壓裂等核心技術的突破、資源管理機制的規范制定等等。
而在所有雜亂如麻的現實瓶頸中，技術無疑是制約這場資源盛宴的關鍵所在，但截至目前，中國油氣公司中，仍未有人敢為此夸下?？凇?br /> “非常規油氣大多屬于低品位難開采的資源，而目前，國內還沒有形成從技術到設備再到施工的完整鏈條，開發頁巖氣難免成本高見效慢。”中石化勘探開發研究院咨詢委員會副主任張抗對本報記者說。
摸索、實驗、失敗、重新摸索，如此周而復始的過程還在繼續。
在張金川辦公桌的一側，并排放著三個高度不足半米，形同熱水瓶般大小的不銹鋼圓柱體，這個改良過的鉆井設備配件是張金川靈光一現的“作品”。
“這個是測氣用的，原來的設備誤差很大，我進行了無管化改進。”張金川說，“這是我在做夢時想到的?！?br /> 對技術研究已經“走火入魔”的張金川，多年來都保持著一個習慣，“帶著問題入睡”。在此前的一個深夜，熟睡的張金川迷糊之間突然一躍而起，緊縮眉頭思考片刻后隨即扭開床頭的臺燈，抓起筆飛速在草稿紙上畫下了這個“圓柱體”的內部初步結構。
“其實人睡覺的時候，大腦仍然在工作，帶著睡前的問題睡覺，無意識間也能找到答案，你也可以試試?！睆埥鸫ㄐχf。
如此經歷并非偶然，在張金川辦公室那張待客、睡覺雙重功能的沙發旁，擺放著一個堆滿技術研究資料和畫滿各類外人難以看懂的圖案草稿?！拔宜X時，旁邊永遠都會放著一支筆和草稿紙，想到什么我就會立馬記下來。”
一名外資石油技術工程師對本報記者說，油氣鉆井的設備構成自成系統，“牽一發而動全身”，而真正決定頁巖氣鉆井水平的是水平井的工藝技術，這也是目前中美在頁巖氣開發上差距懸殊的最為關鍵的原因。
“在美國，一口水平井日均產氣量是垂直井的3倍至5倍，成本卻僅為垂直井的25%至50%，另固井完井技術也是重要環節，這直接影響到后期的壓裂技術運用?！鄙鲜鐾赓Y石油工程師說。
事實上，壓裂技術不過是頁巖氣全套鉆井工藝中的環節之一。張金川說，頁巖氣的開發大體分為三個階段，其一為勘探，其二是鉆采開發，第三是商業化應用。而從目前國內的行業來看，能同時滿足這三個條件的公司幾乎為零。
“國家石油公司在勘探上已經和國際水平相差無幾，現在的主要核心問題是第二步和第三步?！睆埥鸫ㄕf。
一個鮮為人知的事實是，2011年，國土資源部聯合了國內27家單位，組建了一個參與人數達426人的頁巖氣技術攻堅隊。在這其中，多年來師從張金川，如今已各自獨當一面的畢業生悉數位列其中。
“中國的頁巖氣開發還有很長的路要走，到現在越來越多的問題開始暴露出來，我還有10年退休，我希望我還能繼續為這個我感興趣的東西做出一點力所能及的貢獻?！睆埥鸫c上煙盒里的最后一支煙，隨手將煙盒丟進了一旁的垃圾桶，垃圾桶旁靜放著一個沾滿泥土的野外勘察工具箱。?