在產量的驅動下，隨著技術的進步與突破，早前無法開采的頁巖儲層煥發出巨大的生產潛能，美國石油與天然氣產量在過去十年間有了大幅提升。這一突破將水平鉆井與水利壓裂技術完美結合，加上地震技術的不斷進步，使得美國天然氣產量從2008年的546.1bcm（10億立方米）增長為2018年的7345bcm；原油產量從2008年的500萬bpd（桶/日）增至2017年超過900萬bpd，到2018年9月，日產達到創紀錄的1165萬桶。美國能源走勢的這一變化對該行業以及國內及全球市場都產生了重大影響。這也為其他國家尋求利用其頁巖資源潛力提供了一個關鍵性的案例研究與范例。
 
來自Barnett盆地的變革
 
    美國頁巖油氣生產最初的突破是數十年來不斷嘗試的結果，推動這一成就的是研究與開發努力的強大傳統，加上一個健全而富有豐富經驗的工業體系。2008年，在北德克薩斯州的Barnett（巴尼特）頁巖發生了變個性事件，以5000平方英里的國際標準來衡量，這是一個相對較小的頁巖層系，或者分類為有著相似地質條件的油田或前景特征的儲層。Barnett頁巖盆地采用的技術剛剛開始，就開啟了全國范圍天然氣和頁巖油產量增長的勢頭。從賓夕法尼亞州的Marcellus（馬塞盧斯）到北達科他州的Bakken（巴肯），再到德克薩斯州南部的Eagle Ford（鷹福特）頁巖，水力壓裂技術使油氣產量取得了驚人的增長，包括一些復活的和新發現的頁巖，以及更多的像Permian（二疊紀）這樣的已開發的油田，油氣產量均有增長。其結果是，2018年美國成為世界最大的原油生產國，據悉在2009年和2013年分別占據了天然氣和石油碳氫化合物的榜首。隨著美國在石油與天然氣開發領域上升為全球領導者的地位，德克薩斯州因在推動產量增長方面的突出貢獻而在此崛起，特別是石油產量的增長。
 
    快速前進，二疊紀被認為是世界上最多產的油田之一，因為自2008年以來，整個美國的油氣產量一直在增長。這個頁巖的故事始于德克薩斯州的開發商們，而現在主要集中在二疊紀，這在很大程度上改變了美國石油與天然氣市場。頁巖氣革命推動了美國電力市場的變革，因為頁巖氣取代了電廠的煤炭，而美國液化天然氣（LNG）的出口已推動且在持續推動全球天然氣市場朝著一個更液態的方向發展。頁巖的興起帶來的頁巖油產量的增長也影響了沙特的生產政策，導致該國在2014年底做出了爭取市場份額的決定。這一決定致使全球石油供應過剩，沙特隨后又想推動OPEC改變這一局面，為此，OPEC與非OPEC產油國之間達成了一項歷史性協議，2016年末開始限制產量，并在2018年12月再次延長限產。如此，頁巖的影響繼續在國際石油市場產生回響。在巴尼特頁巖取得突破后的十多年里，情況發生了很大變化，許多人都希望效仿美國所發生的事情。
 
 
 
頁巖的繁榮
 
水力壓裂與水平鉆井的結合使得之前無法觸及的頁巖儲層得以開采，這也使得美國頁巖油氣產量大幅上升。這種產能出自新的層系，如巴尼特頁巖，一種重氣儲層；北達科他州的巴肯頁巖，一種重油儲層。不過，利用先進技術也能從已開發多年的像二疊紀這樣的老油田獲得新增產能，二疊紀是一個含油豐富且儲有大量天然氣的油氣層。
 
    有許多因素促成美國成為頁巖革命的發源地，尤其是德克薩斯州。除了世界一流的地質構造和運氣等顯而易見的因素外，石油生產的國家歷史也為美國成為頁巖革命的發源地貢獻巨大。這場革命是在美國礦業權私有制、政治風險低和投資環境穩定的大背景下出現的。正如“華爾街日報”資深能源記者拉塞爾·戈爾德在他的“頁巖繁榮”一書中總結的那樣，“這種堅定支持鉆探的法律體系是水力壓裂技術成為美國發明的原因之一。美國擁有鼓勵石油與天然氣勘探的適當條件，也存在推動該行業向前發展不可避免的風險”。
 
    有關頁巖資源開發的現有文獻已大致確定了其中的許多因素，以下對這些因素進行一次回顧和闡述。尋求開發本國頁巖資源的國家應將這些因素視為基準條件，以及隨著時間的推移美國頁巖開發所取得的進展，汲取其中的經驗教訓。
 
    德克薩斯得益于100多年的油氣生產經驗，在此期間，這種經驗形成了一種嚴格的、經過考驗的監管體系，這種體系在頁巖革命初期就已確定。這種穩定的監管環境得益于可理解的、直截了當的以及可預測的財政制度，而這一關鍵因素不一定存在于其他地方。相對于許多產油國的國家所有制，礦業權私有制在推動頁巖革命方面發揮了作用，也有充分的記錄，而且，很難夸大其詞。
 
    擁有一個成熟的、可預見的監管環境以及一個稱職的監管機構和管理人員是德克薩斯成功的關鍵。這一遺產和監管體系以及隨著時間的推移形成的專業知識或技能意味著在2008年及之后，有一些現行規則被業界許多人認為是黃金標準，包括全州保護地下水的第13條規則。這并不是說沒有必要增加或更新規則，相反，在2013年，德克薩斯州議會通過了針對頁巖開發的修正案。這些修正案涉及的領域可能包括一些需要處理地下水風險方面的額外要求，增加了水力壓裂處理的定義，以及對油氣井可能進行水力壓裂處理的一些額外要求。
 
    德克薩斯和美國其他地區的頁巖開發商受益于容易獲得的資金支持，而且，德克薩斯州還享有一個低稅收環境，由鐵路委員會支配的相對可預測的成本補償機制予以提供。該委員會還提供一些降低開采稅或對開采礦產資源征收州稅的刺激計劃。這些措施包括：強化采油項目、高成本井產氣、增量生產天然氣以及先前排放的或點火燃燒的套管頭氣的監管。圖1展示了一個有著新井平臺和水平鉆井特征以及多為傳統抽油機的二疊紀油田開發景觀。
 
德州的鉆探遺產
 
    油氣開發長達一個多世紀的鉆探遺產推動了德克薩斯州頁巖開發的興起。這一遺產幫助打造了油氣開發的政治經濟和支持者環境；創業與創新文化；制度知識與人力資源開發；以及服務與基礎設施的生態系統。
 
   石油與天然氣工業一直是并將繼續是德克薩斯州的經濟利器，也是就業、稅收來源和州預算的貢獻者，創造了一個強大的有利于該州發展的政治經濟環境。根據普華永道（一家全球性咨詢服務公司）的一份報告，2015年油氣行業約占該州總就業人數的12%，直接或間接支持了近200萬個就業崗位。2016-2017年間，石油生產和調節稅對德克薩斯通用收入基金的貢獻超過了35億美元，天然氣生產稅收增加了13.4億美元。油氣生產的部分稅收還直接流入該州的經濟穩定基金，通常被稱作“雨天基金”，目前約有110億美元，預計2019年將增加至接近119億美元，現任州審計署長正努力將其轉變為一種遺產基金，即“基于開采稅的主權財富基金”，該基金可以創造收入，支付服務費用。不管怎樣，油氣生產對該州經濟的貢獻以及悠久的開發歷史使得與公眾建立起了相對積極的關系，或者說至少是可以接受的關系，與其他許多不習慣鉆探的地區，如紐約州，形成了強烈的對比。
 
    除了直接的經濟影響外，這一鉆探遺產還促進了制度知識的發展，一種實驗與反復學習的發達文化，以及一個支持該行業的生態系統。這也意味著規模經濟已經形成，并形成了供應商、承包商、服務提供商和基礎設施的生態系統，從而降低了成本。
 
    在德克薩斯州A&M公立大學和奧斯汀德州大學，制度知識和專業知識都得到了保留和傳承，這兩所大學擁有美國乃至世界兩個頂級的地質和石油工程學院。事實上，Santa Rita井，開啟了二疊紀盆地的油氣生產，該井位于一塊德州大學擁有的土地上，這條專業知識的傳遞途徑為該州的監管者和本行業在質量、接近度及熟練勞動力的供給方面提供了優勢。德州也是國際石油公司總部的所在地，如?？松梨诘目偛烤驮O在該州的歐文市，經營著?？松梨诠?，這家獨立的石油公司在頁巖開發領域取得了突破性成就，也是二疊紀頁巖的主要參與者，包括開拓者自然資源公司和Concho資源有限公司，這兩家公司都是二疊紀最大的石油開發商，以及像哈里伯頓公司這樣的服務提供商。
 
    說道文化，“wildcat”一詞直譯為“野貓”，實為“探井”的意思，常被用來解釋一些獨立的開發商為什么或如何能在巴尼特頁巖冒險投資，在地質條件極為復雜的情況下開展鉆探作業，為大型國際石油公司（international oil companies, 簡稱IOCs）的加入或與一些小公司建立合資企業鋪平道路。隨著時間的推移，在為一群投資者創造財富機會的鼓勵下，已形成了一種經驗和錯誤的文化，現今已得到IOCs資產負債表和規模經濟的支持。
 
    在德克薩斯州與鄰近的俄克拉荷馬州和新墨西哥州之間的地帶，德州是服務業集群的中心。包括提供機械設備、供水、供沙、卡車服務等一些小公司，除此之外，還有像哈里伯頓這樣的大型油氣服務公司，這些公司在全球開展業務，但在德州和俄克拉荷馬州也擁有他們的基礎供應鏈。這個由承包商、服務公司和供應商組成的網絡為油氣開發提供了必要的支持，而他們鄰近德州的油田提供了競爭優勢。為了說明這一點，一篇文章解釋說，“歐洲一些發達的工業化國家，從事陸上勘探的石油公司得知他們在油田服務方面處于邊緣領域感到沮喪，那里的勘探成本可能是德克薩斯州或俄克拉荷馬州的兩倍或三倍”。
 
    這一開發遺產也促成了現有基礎設施和運營體系廣泛得以建立，并建立起了輸油輸氣管道與設施。北達科他州的經驗就突出了這一重要性，在那里，由于缺乏足夠的管道等基礎設施，許多原油不得不通過鐵路或卡車來運輸。
 
    隨著頁巖油氣產量的增加，美國的管道產能也隨之增加。美國原油管道的里程從2004年不到5萬英里增加到2016年超過7萬英里。在產氣或儲氣豐富的地區，基礎設施的可用性也非常重要，因為輸送設備的選擇受到很多限制（卡車和鐵路不是選擇），在受限制或根本不存在基礎設施的地區，向市場運送天然氣就得增加成本。
 
政策的支持
 
    隨著德州等傳統油氣開發州頁巖油氣產量的增加，頁巖生產也蔓延至像北達科他這樣的缺乏行業經驗的州，并開始引起全美國的關注。在接下來的幾年里，立法、技術和生產趨勢等方面的因素或最新動態，以及全球市場需求的增長，幫助推動了頁巖開發。盡管如此，許多接受過本報采訪的人士指出，在這段時間里，最重要的因素之一是美國的狀況基本沒有變化，這意味著穩定和可預測的監管環境保持了穩定和可預測的勢頭。
 
   德克薩斯州微調了現有的監管體系，對水力壓裂進行了說明，并于2011年通過了一項州范圍的壓裂液披露法案，以緩解公眾對壓裂液成分的擔憂。法案規定，各公司必須逐個井的申報壓裂液中的化學成分，申報其名稱，而不是數量，并將這些信息公布在FracFocus上，這是一個壓裂液化學成分注冊網站，旨在提供油氣井水力壓裂所用的化學品信息，是由地下水保護委員會和州與州之間油氣契約委員會管理的國家水力壓裂化學品披露登記處，該委員會的成員超過了美國所有州的一半。雖然各州側重于生產的監管環境，但華盛頓州發生了兩大變化，一是美國LNG出口的出現，這得益于能源部審批程序的簡化及原油出口禁令的解除。
 
    2012年，聯邦能源管理委員會（FERC）批準了Cheniere能源公司在Sabine Pass（薩賓帕斯，占地超過1000英畝，位于德州與路易斯安那州之間薩賓河沿岸的陸地）建立LNG出口設施（碼頭）的申請，這標志著“委員會首次批準了一個從美國國內生產資源地出口LNG的項目”。緊隨其后，美國能源部對審批程序做了簡化，這有助于給美國供過于求的天然氣提供了出口機會。
 
    2016年，美國LNG開始從Sabine Pass碼頭出口，達到每天5億立方英尺，2017翻了近四番，達到每天19.4億立方英尺。2018年上半年，美國LNG出口比2017年同期增長了一倍多，隨著出口的持續增長以及位于馬里蘭州多米尼克灣第二個LNG碼頭的建立，2019年3月船運出口了第一批LNG產品。相比美國亨利交易中心較低的價格，亞洲、拉丁美洲和歐洲市場的LNG價格較高，這給美國天然氣提供了財政激勵和產品出口的機遇，這也是因頁巖氣產量的增長帶來的結果。
 
    然而，頁巖革命所引起的最引人注目的變化或許是2015年12月美國長達40年原油出口限制的解除，作為綜合預算協議的一部分。2014年以來的一段時間，油價處于歷史的低位，這段時間的注意力集中在了美國原油出口的需求方面，此舉為美國原油產量的增長提供了市場，這也幫助了西德克薩斯的中質原油成為一個全球基準。
 
真正的崛起
 
    隨著頁巖開發商持續在頁巖層系進行反復嘗試與試驗，技術和開采工藝不斷取得進展，并以更大的范圍和規模進行復制。一些正在進行的值得注意的進展包括：鉆越來越長的水平段和“超位移”井；可移動或“行走”式鉆機的開發；以及在一個平臺或一個軌道井場上鉆多口井的能力。這些進展有助于改善獲取資源和提高利用率的能力，并得到了此前提出的專業精神和專業知識文化的支持，這種文化促成了反復實驗和改進的過程。這些進步也縮短了鉆井現場的作業周期，進而降低了人力和設備成本。鑒于這些效率，長期以來一直是行業生產晴雨表的鉆機數量已不再是可靠的衡量標準，因為人們可以在一個鉆井平臺鉆多口井，而這些井的生產效果也有所提高。
 
    行業專家蒂莎·舒勒將鉆井技術的發展與進步描述為一種“在價格上漲或下跌時真正改善的持續進步”。從這個意義上講，更為廣泛的石油市場動態，即油價的大幅下跌使沙特在2014年底決定爭取市場份額，實際上推動了頁巖工業變得更有創意，最終，一些行業分析師辯解稱，這一趨勢增強了沙特的競爭力。
 
    較低的價格環境促使各公司降低成本，提高效益，提高每口井的生產率。（這也把一些較小的公司趕出了市場，帶來了整合或重組）。在高價格環境下，頁巖開發商可能會對一個問題或向一個供應商投資，而低價格環境會使開發商將效率擠出這一過程。因此，美國頁巖開發商調整了勘探開發策略，以應對維也納協議簽署之前的低油價動蕩和沙特石油市場政策。雖然有破產和失業的情況，但更健康、更有實力的公司浮出水面。正如彭博社一篇文章直言不諱指出的那樣，“OPEC幫助造就了困擾其睡眠的怪獸”。
 
    在頁巖生產興旺之前，德克薩斯州的石油產量在1972年達到巔峰，這一年的年底達到了12.6億桶。接下來的幾十年里，總產量劇降至2007年的3.36億桶，隨后，從2008年開始攀升，到2017年接近10.3億桶。這一復蘇在很大程度上受到了二疊紀產量的推動，過去兩年里，二疊紀的產量增長了60%。目前，美國石油產量這十年中發生的轉變，所有的目光都集中在了二疊紀，德州的石油故事在上世紀20年代隨著Santa Rita井發現油氣而開始提振。
 
對石油的影響
 
    美國頁巖油氣產量的增長也對全球油氣市場產生了深遠影響。在石油方面，美國原油產量的增長導致一些產油國越來越認為他們的市場份額可能正在失去，而被新的競爭對手搶走。為此，2014年11月沙特宣布他將放棄先前在全球市場追求價格的政策，轉而選擇爭奪市場份額的策略。這一戰略轉變表面上是為了充斥市場，降低油價，實際上是希望將美國生產商趕出市場，而隨著美國頁巖開發商的逐漸適應以及開發盈虧平衡價格被證明低于預期，沙特所做的結果適得其反。到2015年年中，巴肯和鷹福特頁巖油產量下降，而二疊紀的石油產量繼續增加。正如上一節討論的那樣，低價格環境帶來了意想不到的影響，迫使頁巖開發商削減成本，提高效率，以求生存，從而形成了一種更具彈性的產業發展。
 
    鑒于這些動態及低油價環境給產油國（尤其是那些預算依賴于石油收入的國家）帶來的壓力，2016年，OPEC和11個非OPEC產油國同意每天減產近200萬桶。到2017年春，這一協議導致每天減產173萬桶，降至2016年10月的水平。受到美國對伊朗重啟制裁等地緣政治因素的影響，2017年和2018年油價攀升，美國石油產量的增加也抑制了減產協議意在減少全球石油供應而讓油價提升的企圖。在2018年的阿布扎比國際石油會議上，沙特石油部長哈立德·法利赫宣布，沙特計劃在12月削減出口，并呼吁其他產油國削減產量，這表明沙特有意將全球石油庫存保持在低位。沙特還呼吁OPEC和非OPEC石油生產國每天削減100萬桶。12月6日，OPEC及其產油國表示，他們打算繼續限制產量，同意將日產量減少120萬桶。通過沙特與俄羅斯之間的合作，達成了這項協議。俄羅斯與美國都是世界上最大的產油國。
 
對天然氣的影響
 
    石油市場并不是頁巖開發商們留下印記的唯一地方，頁巖革命也顛覆了天然氣市場。盡管自2000年以來，美國通過管道出口天然氣的數量有所增加，但美國2016年開始的LNG出口才是一件里程碑式的事件，它使美國成為LNG的出口國，并幫助推動了全球LNG市場的變革。預計美國LNG出口量的增長將繼續推動市場，因為據IEA預測，到2023年，美國新增出口產能將占大約75%，而據彭博新能源金融（Bloomberg New Energy Finance）的預測，到2030年，美國LNG的出口將翻一番。
 
    作為LNG的出口國，美國的影響得益于一個天然氣的進口大國中國的崛起，電力領域從燃煤到燃氣的轉變，以及工業天然氣消費的增長，所有這些都助長了全球天然氣市場的轉變。由于這些因素，全球LNG市場正從傳統的與油價掛鉤的帶有“接受或支付條款”的長期合同演變為與天然氣掛鉤的帶有“靈活目的地條款”的合同。市場上現貨購買量也有所增加，這使得LNG出口商和進口商都擁有一個更靈活、流動性更強的市場，即使這給新進口設施的項目融資帶來了問題。例如，2017年近60%的美國LNG是以現貨銷售的。
 
    頁巖氣產量的增長也改變了美國電力行業的面貌，原因是天然氣價格較低，導致了由煤向天然氣轉變的市場驅動。這也對美國的溫室氣體排放帶來了積極影響。2007至2016年間，由于電力行業的燃料從煤炭轉為廉價的天然氣，美國的二氧化碳排放量下降了25%。美國天然氣產量的增長導致了天然氣價格的下跌，加上可再生能源成本的降低，致使電力行業發電所用的燃料發生了改變，美國EIA預計，隨著煤炭在總發電量中占比的下降和天然氣占比的增加，這一趨勢未來將繼續下去。