美国页岩油发展的三大动力来源值得关注
2024/5/8
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来源：[互联网]
[中国石油新闻中心2024-05-07]朱润民能源战略学者
美国页岩油的大规模开发生产改变了石油行业的发展状况和石油的供需状况，对全球石油供需格局产生了重大影响。分析美国页岩油发展的三大主要动力来源是一个值得关注的内容。
市场需求
是美国页岩油开发的原动力
美国页岩油大规模开发本质上是复制了页岩气的开发技术，是页岩气革命的延伸。而页岩气的大规模开发源于美国对非常规页岩气的迫切需求。在天然气液化、气化设施大规模建设投运之前，天然气运输往往依赖管道，流动性非常差，国际天然气贸易往往局限于邻国之间的管道天然气交易，远距离跨海运输贸易规模很小，这使得天然气供需状况大多以自产自用为主，美国也不例外。
EIA的统计数据显示，1949~1984年，美国国内生产可商品化的天然气足够满足其消费需求，但1976年出现了国内可商品化的天然气产量与其需求量基本相当的情况，而1985年出现了国内可商品化的天然气产量低于消费量的情况，1988~2013年，美国可商品化的天然气产量持续低于消费量，尤其是从1988年开始出现天然气供应缺口不断扩大的情况。2005~2010年，美国兴起一股大规模建设LNG进口接收终端的浪潮。截至2017年1月5日，美国建成的LNG进口设施接收能力高达187.35亿立方英尺/日。而随着美国天然气实现净出口，这些LNG进口设施几乎没有投运，最后都被改建为LNG出口终端。
在兴建LNG进口终端的同时，大量资本进入天然气勘探开发行业，天然气勘探开发活动骤然进入极度活跃状态，适用于页岩气开发的水平井钻井技术、水力压裂技术不断取得新突破并得到快速推广应用。得益于页岩气的大规模开发和产量快速增长，在天然气需求持续攀升的基础上，美国于2017年结束了天然气净进口状态，转而成为天然气净出口国。
随着页岩气革命的不断推进，叠加美国对石油需求与进口石油的依赖比较强，顺其自然地将促成页岩气革命的水平井钻井技术、水力压裂技术延伸至页岩油开发领域，并取得了同样巨大的效果。或许正是因为增产保供的迫切程度不一样，美国页岩油产量增长一直落后于页岩气产量增长。EIA的数据显示，自2000年1月至2024年1月，美国页岩气产量增长了29.66倍，而页岩油仅增长22.85倍。
技术进步
是美国页岩油产量持续增长的内生动力
水平井钻井技术和水力压裂技术是页岩气革命的两大关键技术，也是美国页岩油大规模开发的关键技术。2004年，水平井生产的石油产量约占美国致密油（页岩油是致密油的主要组成部分）产量的15%；而到2018年底，这一比例升至96%。同样，2004年水平井生产的天然气产量约占美国页岩气产量的14%，而到2018年这一数字升至97%。
水平井钻井技术的水平段（横向长度）以及与之相匹配的水力压裂段数、长度是油井生产率的关键因素。据美国能源信息服务机构ENVERUS的数据，在美国二叠纪盆地，水平井水平段平均长度由2010年的3879英尺增长到2022年1～9月的1万英尺，增长了159%。据EIA的数据，在美国七大页岩主产区，单台钻机页岩油产量从2007年1月的35.18桶/日增长到2024年2月的1161.69桶/日，增幅高达32.02倍；运行钻机数量从2007年1月的853台下降至2024年2月的557台，而页岩油产量却从135.53万桶/日增至975.47万桶/日。
美国先锋自然资源的公开信息显示，2023年，该公司水平井水平段平均长度超过1.1万英尺，相对于2017年的水平段平均长度增长了46.67%，且该公司估计有超过1000个可钻井井位水平段设计长度可达1.5万英尺。而1.5万英尺相对于1万英尺的水平段，钻井成本可节约15%，财务内部收益率上升约35%。
埃克森美孚公司寄希望于新型水力压裂技术，将现有在产油井的产量增长1倍。2023年6月1日，埃克森美孚公司首席执行官达伦·伍兹表示，尽管压裂技术引发了美国页岩油气开发热潮，但使用当前的技术，采出的石油仅占油藏储量的10%左右。埃克森美孚已选定两个特定区域进行新的压裂技术研究，希望能够更精确地进行油井压裂，以便采出更多石油。
原油价格
是美国页岩油稳产增产的外在动力
原油价格是供需状况的主要表征指标，反映的是市场需求与产量之间的差异状况。美国页岩气革命之所以先于页岩油革命，主要是由于天然气的流动性弱于原油，区域性远远强于原油。20世纪80年代后期，美国开始出现天然气供给不足的情况，长期相对稳定的井口天然气价格在20世纪70年代中后期进入持续快速上涨轨道，1984年达到历史最高点2.66美元/千立方英尺之后略有回落，2008年又创历史新高，达到7.97美元/千立方英尺。持续快速上涨的商品价格，是预期投资收益率持续攀升和高位运行的主要条件。从1991年开始，美国的天然气价格涨幅持续高于美国基准原油西德克萨斯中质原油（WTI）价格的涨幅，这极大地吸引了投资者的兴趣。
2002～2008年，国际原油价格一路攀升至历史最高点；2011～2014年国际原油价格高位运行，在页岩气革命之后，美国投资者很快将水平井钻井技术和水力压裂技术应用于致密油开发，取得了巨大进展。2000年1月至2008年12月，美国页岩油产量从33万桶/日增至56万桶/日，年均复合增长率仅为6.03%。而2009年1月至2023年12月，页岩油产量从55万桶/日增至841万桶/日，年均复合增长率高达19.94%。
2009年以来，致密油产量的快速增长除了得益于需求的原动力、技术进步的内生动力外，主要还得益于远高于页岩油成本的国际原油价格。基于10%的投资回报率，康菲石油公司的页岩油开采成本已经低于40美元/桶。这意味着，当前的国际原油价格水平对于页岩油投资者具有非常大的吸引力，能够为页岩油的稳产增产提供强有力的支撑。