美國是世界上首個實現(xiàn)頁巖油(即蘊藏在大套富有機質頁巖層系中的石油資源，亦有文獻稱為致密油)商業(yè)開發(fā)的國家，目前全球90%以上的頁巖油產量來自美國。憑借頁巖油的成功開發(fā)，美國一舉扭轉了上世紀70年代以來的原油產量下滑頹勢，原油自給能力大幅提高，同時也在重塑著世界石油市場格局。

然而，關于頁巖油革新的質疑也一直存在。前段時間，甚至有媒體稱“頁巖油是龐氏騙局”“美國頁巖油革命神話破滅”等。事實果真如此嗎?

筆者認為，研究美國頁巖油勘探開發(fā)歷程，分析其經驗，對推動我國頁巖油產業(yè)發(fā)展有重要意義。

歷程與特征

縱觀美國頁巖油的發(fā)展歷程，可將其分為三個階段，即探索發(fā)現(xiàn)、認識與技術突破和快速發(fā)展。

1953~1999年是美國頁巖油探索發(fā)現(xiàn)階段。此時的頁巖油勘探開發(fā)活動集中在北部的威利斯頓盆地，以尋找泥巖裂縫油藏為目標，頁巖油年產量不到10萬噸。1953年發(fā)現(xiàn)的Antelope油田是美國第一個頁巖油藏，產層是形成于3億年前左右的海相暗色頁巖，即巴肯組上段，獲得27噸/日的產量。1992年，針對巴肯組上段的頁巖油勘探開發(fā)活動明顯增加，有20多家公司參與其中。此后，由于油價走低和難以進行可靠的產量預測，該區(qū)的頁巖油鉆探開發(fā)活動大幅減少。

2000~2007年是美國頁巖油認識與技術突破階段。此時的頁巖油勘探開發(fā)活動雖然仍集中在巴肯頁巖區(qū)，但目的層已轉為巴肯組中段的白云巖和粉砂巖層段。隨著水平井和水力壓裂技術成功應用，產量得以迅速提高，2007年首次突破100萬噸/年。2000年和2005年是該階段兩個至關重要的時間點，前者是Elm Coulee油田的發(fā)現(xiàn)時間，這是以巴肯中段為勘探目標后發(fā)現(xiàn)的第一個油田，在頁巖油產業(yè)發(fā)展中具有里程碑式的意義;后者則是成功將水平井和水力壓裂用于巴肯中段頁巖油藏開發(fā)的時間，揭開了美國頁巖油開發(fā)的新篇章。

2008年以來是美國頁巖油快速發(fā)展階段。一方面，受頁巖氣革命影響，美國國內氣價持續(xù)低迷，之前從事頁巖氣勘探開發(fā)的公司紛紛轉向頁巖油，巴肯頁巖區(qū)的作業(yè)量和產量快速提升;另一方面，巴肯頁巖油快速發(fā)展帶來了“溢出效應”，美國其他地區(qū)的頁巖油勘探開發(fā)陸續(xù)獲得突破，伊格爾福特、二疊盆地更是后來居上，成為新的頁巖油勘探開發(fā)熱點地區(qū)。

隨著頁巖油鉆探活動在多地展開，美國頁巖油產量進入快速增長期。2011年，年產量首次突破5000萬噸，2012年達到1億噸，2014年達到2億噸，2018年突破3億噸。

現(xiàn)狀與展望

截至2017年底，美國的頁巖油證實經濟可采儲量同美國常規(guī)原油和凝析油總證實儲量相當。2017年，二疊盆地成為美國第一大頁巖油資源區(qū);巴肯區(qū)帶退居第二位;第三大頁巖油資源區(qū)是墨西哥灣盆地西部的伊格爾福特區(qū)帶。美國地調局認為，二疊盆地、巴肯和伊格爾福特區(qū)帶還有超過120億噸待發(fā)現(xiàn)的(技術可開采)頁巖油資源。

據(jù)美國能源信息署預測，美國頁巖油會在2025年前后達到5億噸以上的年產量峰值，占美國石油總產量的三分之二以上，并大體保持這一產量水平至2030年，之后會逐年降低，到2050年會降至4.4億噸，但仍占美國石油總產量的一半以上。

國際能源署認為，2024年之前，全球新增石油供應的70%以上將來自美國，且有望在未來5年內取代沙特，成為全球最大的原油出口國，這一切都得益于頁巖油。

BP也認為，美國頁巖油年產量完全具備在2030年達到5億噸的條件，甚至可能突破6億噸。

成本和油價是確定產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要依據(jù)。從發(fā)展歷程來看，美國頁巖油行業(yè)的成本呈總體下降趨勢，頁巖油公司的盈利能力也在持續(xù)改善。以巴肯頁巖區(qū)為例，2014年油價下跌之前，該區(qū)頁巖油項目的勘探開發(fā)成本在65美元/桶左右，油價下跌之后，頁巖油公司憑借技術進步和一系列優(yōu)化措施實現(xiàn)了降本增效，目前該區(qū)的頁巖油勘探開發(fā)成本已降至50美元/桶左右，基本具備了在當前油價水平上實現(xiàn)盈利的條件。

據(jù)有關資料表明，自2000年以來，美國頁巖油開發(fā)投資已超過12000億美元，長期負現(xiàn)金流和高負債使美國頁巖油發(fā)展的可持續(xù)性備受質疑，甚至有人提出“龐氏騙局”說，但其實美國頁巖油目前已出現(xiàn)向好的苗頭。

IHS Markit的數(shù)據(jù)顯示，美國頁巖油行業(yè)在2018年首次實現(xiàn)了16億美元的年度凈現(xiàn)金流入。預計2019年有約140億美元的凈現(xiàn)金流入;到2023年，頁巖油行業(yè)的累計凈現(xiàn)金流入將超過1400億美元，基本可以應對長期債務問題。

經驗與啟示

美國頁巖油革命的成功是資源、科技、市場、體制和基礎設施等多因素合力作用的結果。

美國是頁巖油資源最豐富的國家之一，優(yōu)質的資源條件為頁巖油革命提供了物質基礎。持續(xù)的科技進步是頁巖油革命成功的關鍵，堅持不懈的基礎研究促進了頁巖油勘探開發(fā)理論的創(chuàng)新，水平井、水力壓裂及配套技術的綜合利用實現(xiàn)了頁巖油氣的商業(yè)生產，以“井工廠”為代表的生產技術降低了頁巖油氣開發(fā)的操作和管理成本，不斷的技術創(chuàng)新提高了頁巖油氣勘探開發(fā)效率。成熟的市場環(huán)境是頁巖油發(fā)展的重要支撐，完善的體制機制則為頁巖油革命提供了制度保障，包括明晰的礦權以及礦權交易與管理機制、極富競爭性的市場機制、高效的政府監(jiān)管機制、多元投資主體與專業(yè)化分工服務相結合的體制。良好的基礎設施條件使頁巖油革命成果得以迅速擴大，美國管道系統(tǒng)總里程居全球之首，且連通了主要產區(qū)、消費區(qū)、煉廠和交易樞紐，產出的油氣能迅速到達市場。

美國頁巖油革命帶給我們三方面的啟示。

一是新產業(yè)的快速發(fā)展需要國家的戰(zhàn)略扶持。美國政府為頁巖油氣等非常規(guī)油氣資源發(fā)展制定了明確的戰(zhàn)略目標，并長期給予扶持。專門設立了非常規(guī)油氣資源研究基金，從20世紀80年代開始，先后投入60多億美元，其中用于相關理論和技術研究的費用約為20億美元。聯(lián)邦政府和州政府還制定了針對非常規(guī)資源的補貼和扶持政策，如《能源意外獲利法》中明確規(guī)定非常規(guī)能源開發(fā)享受稅收補貼政策;《美國能源法案》規(guī)定，政府在10年內，每年投資4500萬美元用于非常規(guī)油氣技術研發(fā)。

二是美國目前大規(guī)模開發(fā)的是高成熟度的頁巖油資源。從美國三大頁巖油區(qū)的情況來看，實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的富有機質頁巖屬高成熟頁巖油，具有油質較輕、氣油比高、地層壓力系數(shù)高、流動性較好等特點，通過現(xiàn)有的水平井體積改造技術和“平臺式作業(yè)模式”能進行規(guī)模效益開發(fā)。美國還有大量中—低成熟頁巖油資源，至今仍未實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)。

三是分級分類動用是實現(xiàn)頁巖油效益開發(fā)的重要保障。頁巖油公司將產區(qū)按每1000英尺水平段初始產量分為5級，第一級的平衡油價只有32美元/桶左右，第五級則高達75~84美元/桶，在低油價下開發(fā)活動主要集中在最好的第一級區(qū)域內。IHS Markit的統(tǒng)計表明，第一級區(qū)域內的可鉆井位已經有接近一半被鉆。

在美國頁巖油革命影響下，中國石油和中國石化公司從2010年開始啟動了頁巖油勘探評價工作。初步研究結果表明，中國陸相盆地發(fā)育多套湖相泥頁巖層系，其分布范圍廣、有機質豐度高、厚度大，不僅為常規(guī)石油資源提供了豐富油源，而且有大量的油滯留于泥頁巖層系內，具有巨大的頁巖油資源潛力。

據(jù)有關機構評價，中國頁巖油技術可采資源量僅次于美國和俄羅斯，居全球第三位。中國的陸相頁巖油資源量主要分布在東部斷陷盆地古近系、松遼盆地白堊系、四川盆地侏羅系、鄂爾多斯盆地三疊系以及準噶爾等盆地的二疊系。

目前，以上地區(qū)的頁巖油勘探開發(fā)均已有所突破，如準噶爾盆地吉木薩爾凹陷、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、松遼盆地、江漢盆地等都突破了頁巖油出油關，但正像美國頁巖油開發(fā)初期階段一樣，目前多數(shù)井無經濟效益。

高成熟頁巖油油質輕，流動性好，但往往埋藏深、施工困難、開發(fā)成本高、通過技術進步、降低成本是關鍵。埋藏淺的往往是低熟油，原油比重大、黏度大、流動性差，研發(fā)改制技術是關鍵。

綜上所述，中國陸相頁巖油與美國海相頁巖油有很大不同，美國經驗可以借鑒，但不能全部復制。只有持續(xù)加強基礎研究和技術創(chuàng)新，研發(fā)出適應我國頁巖油資源特點的理論與技術，才能大規(guī)模且經濟有效地開發(fā)我國陸相頁巖油，為我國能源安全作出貢獻。