Dầu khí đá phiến: Cuộc vui sắp tàn?

Quy trình sản xuất dầu đá phiến -Getty Images

Tháng 11-1973, tổng thống Nixon lên truyền hình hứa với dân là Mỹ sẽ độc lập về năng lượng trong vòng 10 năm. Ba tuần trước đó, ngày 17-10-1973, các nước xuất khẩu dầu Ả Rập áp đặt lệnh cấm vận dầu để trừng phạt phương Tây, nhất là Mỹ, vì đã ủng hộ Israel trong cuộc chiến giữa liên minh Ả Rập và Israel.

Sáu năm sau cú sốc này và hệ lụy giá dầu tăng gấp bốn, cách mạng Iran lật đổ quốc vương, một trong những đồng minh thân cận nhất của Mỹ ở Trung Đông, càng gây xáo trộn cung dầu toàn cầu.

Hơn 40 năm qua, thiếu dầu mỏ luôn là nỗi ám ảnh với người Mỹ và là đề tài của mọi cuộc tranh luận chính trị về năng lượng. Song, gần đây người Mỹ có thể thở phào nhờ một cuộc cách mạng năng lượng khác thường: dầu và khí đốt có thể khai thác được từ đá phiến.

Vắt đá ra dầu

Giới địa chất học từ lâu đã biết về nguồn dầu khí khổng lồ kẹt trong những vỉa đá phiến ở nhiều vùng của Mỹ. Trong hàng chục năm, chẳng ai buồn nghĩ tới chuyện khai thác dầu khí đá phiến.

Đá phiến được gọi là đá nguồn (source rock): nơi dầu và khí được hình thành khi chất hữu cơ được “nấu” trong hàng chục hoặc hàng trăm triệu năm. Nhưng giới địa chất học thường cho rằng những tài nguyên này chỉ có thể được khai thác khi chúng chuyển sang lớp đá trữ (reservoir rock), thường là sa thạch, nơi có các khoảng hở nối liền với nhau để dầu khí có thể đi qua.

Khi ta khoan giếng vào lớp đá trữ, áp suất dưới lòng đất có thể đẩy dầu khí bắn lên bề mặt. Thông thường khoan vào đá phiến chỉ là dã tràng xe cát.

Trước đây, dầu khí đá phiến hoàn toàn vắng bóng trong hầu hết phân tích nghiêm túc nhất về triển vọng năng lượng Mỹ. Mãi tới gần đây mới có những kỹ thuật chiết tách với giá thành thấp khi hai công nghệ cũ là khoan ngang và dập vỡ bằng thủy lực (hydraulic fracturing, thường gọi tắt là fracking) được kết hợp hoàn hảo.

Fracking được kỹ sư dầu khí George Mitchell ở Texas phát minh trong thập niên 1940 và được báo Financial Times gọi là sáng tạo công nghệ quan trọng nhất của thế kỷ 21. Nhưng mãi tới năm 1974, fracking mới được áp dụng trong khai thác thương mại lần đầu và được kết hợp có hiệu quả với kỹ thuật khoan ngang vào cuối thập niên 1990.

Do chính phủ quản lý lỏng lẻo và có nhiều trợ cấp, fracking đã bùng nổ ở Mỹ.

Kỹ thuật này gồm hai bước để chiết tách dầu khí kẹt trong các thành hệ đá phiến. Bước đầu là khoan xuống đá trầm tích, đôi khi xuống sâu cả 3km, rồi khoan ngang khoảng 1km hoặc 2km. Kỹ thuật khoan ngang này đã được áp dụng phổ biến từ những năm 1980 để chiết tách dầu và khí truyền thống.

Sau đó vì dầu khí đá phiến kẹt trong những lớp đá dày đặc và không thể di chuyển qua giếng nếu chỉ khoan, hãng khai thác phải dùng kỹ thuật fracking bằng cách bơm hàng triệu lít nước, cát, hóa chất ở áp suất cao tạo những khe nứt trong đá để dầu và khí có thể chảy qua.

Nhờ kỹ thuật này, các hãng sản xuất đã khai thác được nhiều mỏ dầu chặt (tight oil), dầu và khí đốt đá phiến rộng lớn ở Mỹ, trong đó có những mỏ trải dài trên nhiều bang, chẳng hạn như các vùng đá phiến Barnett, Permian Basin và Eagle Ford ở Texas; Fayetteville ở Arkansas; Haynesville ở Louisiana và lớn nhất là Marcellus trải dài trên ba bang Pennsylvania, New York và Ohio.

Đáng kể nhất là thành hệ Bakken khổng lồ ở bang North Dakota, nơi sản lượng xếp hàng đầu thế giới với hơn 1 triệu thùng/ngày, góp phần vẽ lại bản đồ năng lượng ở Mỹ và toàn cầu. Sự bùng nổ này đã tạo ra hàng trăm ngàn việc làm.

Sản lượng dầu đá phiến ở Mỹ từ mức gần như bằng không vào năm 2010 đã tăng lên tới khoảng 4,5 triệu thùng/ngày vào cuối năm 2015. Ngoài ra, năng suất sản xuất dầu đá phiến (tính bằng sản lượng ban đầu mỗi giàn khoan) tăng hơn 30%/năm từ năm 2007 tới 2014.

Sự phục hưng hoạt động khai thác trong gần 10 năm vừa rồi đã giúp Mỹ đảo ngược xu hướng từ mấy thập niên qua là phụ thuộc vào các nguồn cung nước ngoài.

Tổng sản lượng dầu hiện nay của Mỹ đã tăng từ 5,1 triệu thùng/ngày vào đầu năm 2009 lên tới 9,7 triệu thùng/ngày vào tháng 4-2015, mức cao nhất kể từ năm 1973. Nhờ đó, Mỹ không còn phụ thuộc vào dầu nhập khẩu từ Trung Đông và có thể xuất siêu dầu vào năm 2030.

Sự bùng nổ vô tiền khoáng hậu của dầu khí đá phiến đã giúp Mỹ hết nỗi lo về khan hiếm năng lượng kể từ thời Nixon. Năm 2013, lần đầu tiên trong hơn hai thập niên, Mỹ sản xuất nhiều dầu hơn nhập khẩu và vào tháng 6-2015, Mỹ qua mặt Nga và Saudi Arabia để trở thành nước sản xuất dầu khí lớn nhất thế giới. Tháng 12-2015, Quốc hội Mỹ bỏ phiếu gỡ bỏ lệnh cấm xuất khẩu dầu trong 40 năm qua.

Lợi bất cập hại?

Đây đó đã xuất hiện những tin chẳng lành cho ngành đá phiến. Một hãng dầu khí đã trả 750.000 USD trong một thỏa thuận dàn xếp ngoài tòa án với một gia đình để cấm suốt đời hai con nhỏ của nhà này nói về fracking, sau khi việc khoan dầu bị cho là ảnh hưởng tới nông trại và sức khỏe của gia đình họ.

Một phụ nữ ở bắc Texas bị chảy máu mũi, ói mửa và đau đầu sau khi giàn khoan xuất hiện gần nhà bà. Còn người dân ở Barnhart, Texas nói fracking là nguyên nhân khiến thị trấn cạn nước.

Ngay cả giới ủng hộ ngành này cũng thừa nhận có nhiều người than phiền cảnh quan của nhà họ bị cản trở do các giàn khoan mọc lên như nấm, hoặc nhà bị giảm giá trị do hoạt động fracking. Một số nước như Pháp và Đức lo ngại đến nỗi cấm hẳn fracking. Bang New York đã cấm fracking vì các nguy cơ cho y tế công cộng.

Dân địa phương lo về khí thải methane, ô nhiễm tiếng ồn và sợ vùng thôn dã bị công nghiệp khai thác dầu phá tan tành.

Tranh cãi về tác động đối với biến đổi khí hậu khá quyết liệt. Có người cho rằng fracking có hại cho khí hậu vì giải phóng một nguồn nhiên liệu hóa thạch hoàn toàn mới và có lượng khí thải nhà kính còn tệ hơn khí methane.

Có người lại bảo fracking có lợi vì giúp tăng mức sử dụng khí đốt vốn được cho là có lượng khí thải carbon chỉ bằng một nửa so với than.

Hồi giữa năm 2015, sau bốn năm nghiên cứu, Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) công bố báo cáo bác bỏ những nghi ngại rằng ngành dầu khí đá phiến gây ô nhiễm nguồn nước uống trên diện rộng và có hệ thống, dù cũng kể ra một số trường hợp có tác hại lớn, ví dụ lớp bọc giếng không đủ chắc khiến khí đốt thấm vào các tầng ngầm nước uống.

Đôi khi lượng nước đưa lên mặt đất sau một lần khai thác bằng fracking bị tràn ra ngoài, chẳng hạn như khi gần 11 triệu lít nước bị tràn từ một đường ống bị vỡ ở North Dakota trong vụ tràn lớn nhất được EPA ghi nhận.

Theo một điều tra của báo New York Times, kể từ khi dầu khí đá phiến bùng nổ ở bang này khoảng năm 2006, khoảng 68 triệu lít dầu và nước thải nhiễm độc đã bị tràn từ tháng 1-2006 tới tháng 12-2014.

Một trong những mối lo hàng đầu là fracking có thể gây động đất. Ví dụ trước năm 2009, bang Oklahoma hiếm khi có động đất. Nhưng theo Cục Khảo sát địa chất Oklahoma, trong năm 2014 bang này ghi nhận được 584 trận động đất từ 3 độ Richter trở lên, nhiều hơn tổng số trong 30 năm trước và qua mặt California để thành bang có động đất nhiều nhất ở phần lục địa của Mỹ.

Theo Trung tâm Thông tin động đất quốc gia, năm 2015 Oklahoma có 842 trận động đất. Nhà địa chấn học George Choy của trung tâm này nhận xét: “Số trận động đất chỉ trong hai năm bằng cả một ngàn năm”.

Một hiểu lầm thông thường là động đất do fracking gây ra. Trái lại, đó là kết quả của lượng nước mặn cổ đại khổng lồ phun ra khỏi đá phiến cùng với dầu và khí. Số nước này chẳng có giá trị nên được bơm ngược lại xuống lòng đất qua các giếng thải nước.

Khổ một nỗi là số nước này mở ra những đường đứt gãy trước đây đã ổn định, gây nên động đất đá phiến. Những chấn động như vậy đã được cảm nhận ở Texas, Colorado, Arkansas, Ohio và Kansas.

Năm 2015, Cục Khảo sát địa chất Mỹ đưa ra báo cáo cho biết một loạt trận động đất trong bảy năm là nhân tạo: có mối liên hệ giữa các trận động đất với việc thải nước thải nhiễm độc và hoạt động khai thác dầu khí đá phiến ở tám bang, trong đó có Oklahoma và Colorado.

Bong bóng sắp vỡ?

Trong khi những tranh cãi về tác động của fracking chưa ngã ngũ, một cú sốc đang đe dọa tương lai ngành dầu khí đá phiến. Trong 18 tháng qua, thị trường dầu toàn cầu thừa cung do sản lượng tăng vọt ở Iraq, và Saudi Arabia có quyết định mang tính chiến lược từ bỏ vai trò truyền thống ở OPEC trong việc bình ổn giá bằng cách giảm sản lượng, dù nước này phủ nhận chuyện giữ giá dầu thấp để triệt hạ ngành dầu khí đá phiến của Mỹ.

Hồi đầu tháng 1-2016, Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) cảnh báo do Iran bắt đầu góp thêm vào cung toàn cầu sau khi các biện pháp trừng phạt quốc tế được bãi bỏ, thị trường dầu lại quá thừa cung.

Các hãng nhỏ và vừa đi đầu trong cuộc cách mạng đá phiến đã huy động được 113 tỉ USD từ cổ phiếu và 241 tỉ từ trái phiếu. Tổng nợ ròng của 60 hãng dầu khí độc lập ở Mỹ là 206 tỉ USD, tăng từ khoảng 100 tỉ vào cuối năm 2006. Tính tới tháng 9-2015, khoảng một nửa các hãng này có mức nợ gấp hơn 20 lần lợi nhuận trước khi trả lãi vay, thuế và khấu hao (EBITDA).

Ngày càng có nhiều dấu hiệu đáng lo về tình hình tài chính của họ. Một chỉ số của Bank of America Merrill Lynch gồm các trái phiếu năng lượng có lợi suất cao, trong đó có nhiều hãng dầu khí nợ nần nhiều, có lợi suất trung bình hơn 19% (tức rủi ro cũng rất lớn). Trong 155 hãng dầu khí Mỹ được Standard & Poor’s đánh giá tín dụng, gần một phần ba được xếp hạng B- hoặc thấp hơn, nghĩa là có rủi ro vỡ nợ cao.

Tuy giá dầu hồi phục đôi chút thời gian gần đây xung quanh mức 40 USD/thùng, chưa biết khi nào giá mới tăng trở lại mức đủ để các hãng dầu có lãi. Theo Spencer Dale - nhà kinh tế trưởng của Hãng BP, hầu hết dầu đá phiến chỉ có lãi ở mức 50-60 USD/thùng.

Năm 2015, hàng chục hãng dầu khí đã phá sản và hàng chục ngàn công nhân mất việc, nhưng đó mới là khởi đầu. Ngành dầu khí đá phiến dù sao vẫn còn non trẻ, nếu giá dầu không sớm tăng mạnh, ngành này có thể lâm vào tình cảnh giống như ngành công nghệ thông tin khi bong bóng dotcom vỡ vào năm 2000.■