美國頁巖油氣發(fā)生“二次革命”

林益楷

過去十年來，美國頁巖油氣無疑是全球石油行業(yè)最亮麗的一道風(fēng)景。根據(jù)BP能源統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，自2008年以來，全球石油日產(chǎn)量增加1160萬桶，其中美國石油產(chǎn)量增加了850萬桶，占全球石油液體產(chǎn)量增幅接近75%。2018年美國石油供給增量達(dá)到220萬桶/日，幾乎占當(dāng)年全球石油產(chǎn)量增幅的100%。預(yù)計在未來五年間，美國頁巖油都將是主導(dǎo)全球石油市場格局的重要力量。

美國頁巖油氣的迅猛發(fā)展也引發(fā)了跨國石油巨頭的高度關(guān)注，并獲得了石油巨頭們的“巨資押注”。根據(jù)Drillinginfo公司統(tǒng)計，自2017年以來，埃克森美孚、雪佛龍等跨國石油巨頭已經(jīng)在美國西得克薩斯州的二疊紀(jì)盆地投入超過100億美元，累計擁有450萬英畝的土地，成為美國頁巖油氣的重要玩家。這些石油巨頭為何要進軍頁巖油氣領(lǐng)域，又能給產(chǎn)業(yè)帶來哪些改變？

技術(shù)驅(qū)動的“規(guī)模化開發(fā)”新時代

在很多人印象里，美國頁巖油氣產(chǎn)業(yè)一直是中小型獨立石油公司的樂園。但是跨國石油巨頭的涌入，正在悄然推動美國頁巖油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)生“二次革命”，從小規(guī)模“作坊工廠模式”向大規(guī)模、重投資的“大工業(yè)模式”邁進。

近年來，頁巖革命的成功使國際大石油公司開始轉(zhuǎn)變對二疊紀(jì)盆地的態(tài)度，紛紛加大在該地區(qū)的投入。埃克森美孚以66億美元收購二疊紀(jì)盆地項目，完成并購后公司在二疊紀(jì)盆地?fù)碛?60萬英畝勘探面積，預(yù)計頁巖油產(chǎn)量將從目前的30萬桶/日上升到2024年的100萬桶/日。雪佛龍在二疊紀(jì)盆地?fù)碛凶畲蟮耐恋孛娣e，該公司在美國頁巖油氣投資組合凈現(xiàn)值中排名第一，預(yù)計2023年頁巖油產(chǎn)量將達(dá)到90萬桶/日。BP公司以105億美元收購必和必北美頁巖資產(chǎn)后，增加了約19萬桶/日的產(chǎn)量和46億桶的資源發(fā)現(xiàn)儲量。殼牌公司預(yù)計到2025年頁巖油氣產(chǎn)量年均增長9%。

與中小型獨立石油公司由于資金實力有限、多數(shù)采取單井作業(yè)模式不同，跨國石油巨頭由于擁有更強大的資金實力、裝備能力和物流系統(tǒng)的支撐，它們在頁巖油氣開發(fā)方面積極探索更加規(guī)模化的開發(fā)新模式——立體開發(fā)模式（Cube Development）。這種模式的精髓在于采取多臺鉆機同時作業(yè)，并采用水平井技術(shù)對地下資源實施探測。

立體開發(fā)模式并非跨國石油巨頭首創(chuàng)，此前Encana、devon、Concho等獨立勘探開發(fā)公司在美頁巖油氣開發(fā)中已有“零星”的應(yīng)用，但取得的效果不一。跨國石油巨頭的進場給這種開發(fā)模式注入了全新的生命力。例如，殼牌在二疊紀(jì)盆地運用該模式可同時進行4口-6口井的鉆探作業(yè)，鉆探8000英尺深地層。采用此模式，殼牌2018年在該地區(qū)的頁巖油氣產(chǎn)量翻倍，達(dá)到14.7萬桶/日。

埃克森美孚也是“立體開發(fā)模式”的積極踐行者。該公司目前在二疊紀(jì)盆地部署的鉆機數(shù)量已經(jīng)從一年半之前的20臺，快速增長至目前的60臺左右。該公司在今年5月的投資者大會上宣布，將采用立體開發(fā)模式推動二疊紀(jì)盆地PokerLake地區(qū)110平方英里區(qū)塊的開發(fā)。公司預(yù)計將在該地區(qū)部署8個井場（平行一邊各四臺鉆機），鉆探井深達(dá)到7500英尺左右。受益于鉆井規(guī)模效應(yīng)和物流效率提升帶來的成本節(jié)約，預(yù)計單井作業(yè)成本將降低5%-10%。

美國賓夕法尼亞州的一處頁巖氣井。圖/IC

同時，跨國石油巨頭以及很多獨立石油公司在頁巖油氣開發(fā)中引入大量數(shù)字技術(shù)，有效降低了頁巖開發(fā)成本。例如，EOG公司從勘探到銷售全產(chǎn)業(yè)鏈共應(yīng)用100多個APP，該公司采用Premier油田服務(wù)公司的技術(shù)，可將地層數(shù)據(jù)分析的時間從此前以天或者周計算縮短至以秒計算，大大提高鉆井壓裂效率。再比如，殼牌“iShale”項目中，作業(yè)人員可同時遙控操作多臺鉆機;還將深水油氣開發(fā)中的傳感器技術(shù)應(yīng)用到頁巖油氣開發(fā)中。有些機構(gòu)預(yù)計，這些數(shù)字技術(shù)預(yù)計可將每口頁巖油井的鉆井成本從590萬美元降至400萬美元，且未來還有較大降本空間。

近期，一些北美頁巖公司積極探索推進鉆井壓裂裝備升級換代，以進一步提高鉆井和壓裂作業(yè)效率。例如，EOG公司宣布在Delaware和Eagle Ford兩個盆地運用了4臺電力驅(qū)動壓裂車隊（占美國目前電力驅(qū)動壓裂車隊的三分之一），完成該公司接近三分之一的完井作業(yè)。該舉措將為EOG公司帶來兩個方面的效益：

首先是可以大幅節(jié)約作業(yè)成本，與傳統(tǒng)小型柴油壓裂車相比，采用電驅(qū)動壓裂車作業(yè)每口井大約可以節(jié)約20萬美元費用。例如，傳統(tǒng)柴油壓裂車每天需要1萬加侖柴油，僅柴油費用一天即達(dá)到3萬美元，而電力驅(qū)動車則可以使用二疊紀(jì)盆地廉價的天然氣作為發(fā)電原料，且裝備規(guī)模更小（體量預(yù)計可縮小50%）、用工更少（人員預(yù)計可減少50%）、效率更高（如電驅(qū)動壓裂車從一個井場到另一個井場的轉(zhuǎn)移時間預(yù)計不到24小時，傳統(tǒng)壓裂車則需要2天-3天）。其次是可以產(chǎn)生較好的環(huán)境效益。與傳統(tǒng)壓裂車相比，電驅(qū)動壓裂車大約會減少35%-40%的碳排放。

根據(jù)貝克休斯的統(tǒng)計，目前分布在美國和加拿大頁巖盆地中的傳統(tǒng)柴油壓裂車約有500輛，每年消耗700多萬加侖柴油，由70萬輛油罐車裝載運輸?shù)礁鞔箜搸r盆地，平均二氧化碳排放量達(dá)7萬公噸。而目前美國電驅(qū)動壓裂車只有11輛，與傳統(tǒng)柴油壓裂車相比還只是“星星之火”。盡管電驅(qū)動壓裂車建造成本比傳統(tǒng)壓裂車要高一些，但考慮到當(dāng)前很多公司面臨越來越大的碳減排壓力，以及電驅(qū)動壓裂車后期操作費用更低，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計此類電驅(qū)動壓裂車未來將會得到大規(guī)模應(yīng)用。

經(jīng)過多年發(fā)展，長水平井巨型壓裂、加密布井、一體化工廠化運作，已經(jīng)成為美國頁巖油開發(fā)的新常態(tài)。根據(jù)Post Carbon Institute的一份報告，自2012年以來，每個鉆井的平均橫向長度增加了44%，超過7000英尺，鉆井用水量激增超過250%。報告稱，更長的橫向和更大量的水和沙的使用意味著2018年鉆井?dāng)?shù)量可以達(dá)到2012年鉆井?dāng)?shù)量的2.6倍。

在技術(shù)進步推動下，美國頁巖油氣開采模式已經(jīng)發(fā)生顛覆性變革。根據(jù)美國能源信息署統(tǒng)計，在2004年時，水平井大約貢獻(xiàn)美國15%的頁巖油產(chǎn)量和14%的頁巖氣產(chǎn)量，但在2018年，水平井貢獻(xiàn)的頁巖油和頁巖氣產(chǎn)量已高達(dá)96%和97%。在Marcellus地區(qū)，水平井貢獻(xiàn)的頁巖油氣產(chǎn)量甚至高達(dá)99%。然而，截至2018年底，美國主要頁巖油氣盆地仍有高達(dá)8.8萬口垂直井仍然在生產(chǎn)油氣，這說明垂直井這一傳統(tǒng)油氣開采技術(shù)對增儲上產(chǎn)的貢獻(xiàn)日益式微，而長水平井壓裂技術(shù)已經(jīng)成為推動美國頁巖油氣產(chǎn)量增長的“絕對主力”。

巨頭為何發(fā)生戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向

在很多人看來，頁巖油氣和深水油氣是“截然相反”的兩種上游油氣類型。傳統(tǒng)的頁巖油氣以項目產(chǎn)量上升快、遞減率高的短周期開發(fā)模式著稱，此前主要玩家是中小型獨立石油公司。而海洋深水油氣項目則往往是重投資、長周期油氣項目的典型代表，跨國石油巨頭在該領(lǐng)域最為擅長。

然而，伍德·麥肯茲近期發(fā)布的一份研究報告認(rèn)為，深水和頁巖油氣這兩大類油氣項目越來越相似。報告主要觀點認(rèn)為，近年來這兩類資產(chǎn)的開發(fā)模式正在發(fā)生重大變革，使得兩者從開發(fā)模式、開發(fā)周期以及成本控制等各方面呈現(xiàn)趨同特征。

圖：美國致密油和頁巖氣產(chǎn)量和鉆井量

圖：美國致密油和頁巖氣產(chǎn)量和鉆井量

圖：美國致密油和頁巖氣產(chǎn)量和鉆井量

資料來源：美國能源信息署（EIA） 制圖：于宗文

一方面，面對2014年油價“斷崖式下跌”帶來的挑戰(zhàn)，深水油氣項目正在加速“瘦身”。2004年-2014年間，全球深水油氣項目投產(chǎn)周期基本都在10年左右，但近年來石油公司通過優(yōu)化設(shè)計、實施分段建造和模塊化建造、依托周邊設(shè)施進行開發(fā)等新舉措，過去三年全球深水項目開發(fā)周期已縮短至5年，有些項目從決定投資到投產(chǎn)甚至降至1.9年。而伴隨長距離水平井技術(shù)、水力壓裂技術(shù)、“立體開發(fā)模式”等技術(shù)和管理革命的深入推進，美國頁巖油氣產(chǎn)業(yè)也正在重新煥發(fā)強大生命力。

根據(jù)伍德·麥肯茲預(yù)測，2014年中期，大約只有90億桶二疊紀(jì)盆地石油資源和50億桶深水油氣資源盈虧平衡成本可控制在50美元/桶以下。但到2019年中期，盈虧平衡成本可控制在50美元/桶以下的二疊紀(jì)盆地石油資源已高達(dá)660億桶，深水油氣資源達(dá)到330億桶。預(yù)計頁巖油氣將占到未來全球新增油氣資源的四分之三，深水油氣大約占到新增油氣的六分之一。

從頁巖油氣和深水油氣“趨同”的背后，我們可以看到跨國石油巨頭近年來降成本所取得的巨大成效，同時也可以看到石油巨頭戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的方向。總體上看，從常規(guī)邁向非常規(guī)、從高碳邁向低碳是全球石油公司轉(zhuǎn)型的大趨勢。但在轉(zhuǎn)型過程中，是選擇進軍深水還是頁巖油氣，曾經(jīng)是一個大家熱議的話題。

毫無疑問，深水作為一個高投資和高技術(shù)門檻的長周期資產(chǎn)，能夠最大程度發(fā)揮跨國石油巨頭的優(yōu)勢。近年來，跨國石油巨頭勘探重點向深水轉(zhuǎn)移趨勢十分明顯，部分公司深水投資已占公司海上勘探開發(fā)投資的50%以上。這些公司進軍深水也獲得了豐厚回報。根據(jù)統(tǒng)計，過去十年間全球新發(fā)現(xiàn)的2500億桶油氣資源中大約一半來自深水，僅占用40%的資本開支和12%的鉆井，這其中很大一部分發(fā)現(xiàn)都來自超級石油巨頭。

但對于美國頁巖油氣資產(chǎn)，巨頭們的態(tài)度則要猶豫很多。在美國頁巖革命爆發(fā)的10多年時間里，該領(lǐng)域一直是中小石油公司縱橫馳騁的“疆場”，石油巨頭們只是少量參與，基本上是作為“旁觀者”。直到最近兩三年，跨國石油巨頭（除道達(dá)爾之外）才一反常態(tài)，開始大舉進入頁巖油氣領(lǐng)域。

石油巨頭為何開始投向頁巖油氣領(lǐng)域？筆者認(rèn)為主要有以下幾個方面的原因：

第一，頁巖油氣的巨大資源潛力，使其成為巨頭們維持產(chǎn)量增長的重要來源。根據(jù)Rystad公司最新預(yù)測，美國頁巖油儲量高達(dá)2930億桶，分別比沙特和俄羅斯多出2000億桶和1000億桶。特別是二疊紀(jì)盆地的崛起（國際能源署預(yù)計二疊紀(jì)盆地產(chǎn)量到2023年產(chǎn)量將達(dá)到540萬桶/日，超過除沙特外的任何一個歐佩克國家），且開采成本較低，使得跨國石油巨頭很難再對如此巨大規(guī)模的儲量視而不見。

從目前趨勢看，隨著國際大石油公司加大投入，未來美國頁巖油產(chǎn)量的增長將主要來源于國際大石油公司。根據(jù)咨詢機構(gòu)IHS預(yù)測，從2018年到2023年，二疊紀(jì)盆地的總產(chǎn)量將由250萬桶/日升至570萬桶/日，其中，國際大石油公司的產(chǎn)量將會增加超過70萬桶/日，約占增量的五分之一。國際大石油公司將會在2019年后加速實現(xiàn)在二疊紀(jì)盆地的產(chǎn)量增長，到2023年，四家公司在二疊紀(jì)盆地的產(chǎn)量將占整個盆地產(chǎn)量的20%，并且之后還會呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。頁巖油氣產(chǎn)量也將在上述石油巨頭資產(chǎn)組合中占據(jù)越來越重要的位置。

第二，頁巖油氣資產(chǎn)短周期、可快速產(chǎn)生現(xiàn)金流的特點，適應(yīng)低油價環(huán)境下跨國石油巨頭投資調(diào)整的大趨勢。在2014年以來的低油價環(huán)境下，石油巨頭們普遍壓縮資本開支，并希望縮短投資回報周期，投資頁巖油氣無疑符合這一趨勢。例如，埃克森美孚2017年短期高回報項目（投資周期短于3年）支出占上游支出的34%，預(yù)計2018年-2020年將進一步提高到50%以上。雪佛龍2017年提高短期高回報項目（2年內(nèi)產(chǎn)生現(xiàn)金流）預(yù)算，由2014年占支出的55%提高到2017年的75%。

第三，向頁巖油氣、LNG等資產(chǎn)進軍，也被視為是跨國石油巨頭適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型趨勢的體現(xiàn)。根據(jù)Rystad Energy統(tǒng)計，頁巖資產(chǎn)和LNG資產(chǎn)在跨國石油巨頭資產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的占比，將從2001年-2005年的10%提升至2023年的30%，預(yù)計未來五年巨頭們將投資2000億美元在這兩塊資產(chǎn)上。面對《巴黎協(xié)定》實施和能源低碳轉(zhuǎn)型加速給石油公司帶來“碳泡沫”被刺穿和“資產(chǎn)擱淺”的挑戰(zhàn)，相對短周期的頁巖資產(chǎn)和低碳LNG資產(chǎn)，或?qū)椭揞^們更好地規(guī)避油氣投資面臨的氣候變化風(fēng)險。

巨頭更容易盈利

盡管頁巖油氣已經(jīng)成為石油巨頭戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要方向。但巨頭們?nèi)孕枰C明自己，在這塊曾經(jīng)是很多E&P公司以及冒險家樂園的領(lǐng)域，他們是否可以成功駕馭并實現(xiàn)盈利？

當(dāng)前業(yè)界對頁巖油氣產(chǎn)業(yè)是否還有盈利空間爭議較大。從很多機構(gòu)預(yù)測看，頁巖資產(chǎn)盈利能力是不錯的。

根據(jù)Rystad統(tǒng)計，美國頁巖油氣已成為僅次于中東油氣的低成本資源，盈虧平衡成本從2015年的68美元/桶下降至目前46美元/桶。伍德·麥肯茲預(yù)計頁巖油氣資產(chǎn)的IRR（內(nèi)部收益率）高達(dá)30%。美國能源信息署統(tǒng)計揭示，43家美國頁巖油氣公司2018年盈利達(dá)到280億美元，似乎也佐證了這一判斷。

頗為吊詭的是，業(yè)界時不時也傳來一些頁巖油氣公司資金鏈緊張，乃至頁巖公司遭受資本市場“拋棄”的消息。根據(jù)伍德·麥肯茲統(tǒng)計，在今年一季度WTI油價接近55美元/桶時，很多頁巖公司現(xiàn)金流仍是負(fù)的，包括大陸、EOG在內(nèi)的16家公司累計自由現(xiàn)金流為-32億美元。

如何解釋這一看似矛盾的場景？筆者翻閱了不少頁巖公司的年報等相關(guān)材料，基本可以做出如下判斷：

首先，很多頁巖油氣公司30%的IRR是可以實現(xiàn)的（一些公司的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)回報率甚至可高達(dá)70%-100%），但如果算上后期管輸、銷售等其他費用，頁巖油氣資產(chǎn)整體盈利可能會受到影響。實際上，一些頁巖油氣公司由于運輸能力有限，設(shè)施不夠完善，只能被動接受價格，油品終端銷售時還將面臨折價。

其次，一季度很多石油公司現(xiàn)金流為負(fù)，更多是頁巖公司在短期內(nèi)增加投資的結(jié)果。利用今年一季度服務(wù)價格較低時適當(dāng)增加投入，這應(yīng)該是可以理解的。當(dāng)然從長期看，這些獨立石油公司正在遭受資本市場越來越大的壓力，特別是在頁巖油氣行業(yè)規(guī)模化發(fā)展的今天，小型獨立石油公司的生存越發(fā)艱難。未來這些公司很可能會把維持正現(xiàn)金流、提升盈利能力擺在更加重要的位置。

第三，不同頁巖油氣公司經(jīng)營業(yè)績表現(xiàn)存在巨大差距。美國擁有數(shù)百家獨立石油公司，不同公司間資產(chǎn)質(zhì)量參差不齊。行業(yè)內(nèi)的頂尖企業(yè)，比如EOG公司生產(chǎn)一桶油可實現(xiàn)利潤10美元，今年一季度利潤達(dá)到9億美元左右;大陸石油公司2018年凈利潤接近10億美元。這兩家公司的總體負(fù)債也處于較低水平。但也有一些公司的日子不太好過。例如上半年被西方石油公司并購的阿納達(dá)科，一度負(fù)債高達(dá)170億美元，公司2018年底的股價僅為五年前的58%，低于同行（82%）以及S&P500指數(shù)（150%），這樣的表現(xiàn)自然會遭受資本市場的較大壓力。

與獨立石油公司相比，石油巨頭進軍頁巖油氣業(yè)務(wù)則要“從容”很多，它們至少擁有以下幾個方面的優(yōu)勢：其一是可快速復(fù)制中小頁巖公司的勘探開發(fā)技術(shù);其二是資金實力雄厚，可以進行更大規(guī)模、更長周期的作業(yè)，且不受資本市場的壓力;其三是擁有上下游一體化的產(chǎn)業(yè)鏈條，在技術(shù)服務(wù)價格采購、管道運輸、終端煉油銷售等方面都能夠產(chǎn)生規(guī)模效益。

正是基于上述優(yōu)勢，石油巨頭在推動頁巖油氣成本下降方面取得了積極進展。根據(jù)Rystad Energy的數(shù)據(jù)，即使WTI Midland原油價格為每桶45美元，但在二疊紀(jì)的Wolfcamp A油田，擁有大規(guī)模作業(yè)和面積的大型石油公司，三年內(nèi)平均可獲得20%的回報。

這其中，殼牌2015年-2018年二疊紀(jì)盆地的開發(fā)成本已下降60%，該公司年報預(yù)計，其二疊紀(jì)盆地約10億桶儲量的盈虧平衡成本可控制在40美元/桶以下。埃克森美孚則計劃將二疊紀(jì)的桶油成本降至15美元/桶左右。桶油成本降低的樂觀預(yù)期，使得巨頭們對二疊紀(jì)油氣生產(chǎn)充滿信心，有些媒體甚至預(yù)測，二疊紀(jì)盆地油氣正迎來“超高盈利時代”。

數(shù)月前，埃克森美孚一位副總裁表示：“即使油價跌到35美元/桶，二疊紀(jì)盆地資產(chǎn)仍然能夠達(dá)到兩位數(shù)的回報率。”雪佛龍CEO麥克·沃斯在公司今年的年度投資者大會上表示，“即使在低油價環(huán)境下，二疊紀(jì)盆地資產(chǎn)仍然能獲得超過30%的回報率，這是公司最好的一筆投資。”或許巨頭們這次真的“賭”對了？

（作者為高級經(jīng)濟師、能源研究學(xué)者，現(xiàn)供職于某大型能源央企;編輯：馬克）