在产量的驱动下，随着技术的进步与突破，早前无法开采的页岩储层焕发出巨大的生产潜能，美国石油与天然气产量在过去十年间有了大幅提升。这一突破将水平钻井与水利压裂技术完美结合，加上地震技术的不断进步，使得美国天然气产量从2008年的546.1bcm（10亿立方米）增长为2018年的7345bcm；原油产量从2008年的500万bpd（桶/日）增至2017年超过900万bpd，到2018年9月，日产达到创纪录的1165万桶。美国能源走势的这一变化对该行业以及国内及全球市场都产生了重大影响。这也为其他国家寻求利用其页岩资源潜力提供了一个关键性的案例研究与范例。
 
来自Barnett盆地的变革
 
    美国页岩油气生产最初的突破是数十年来不断尝试的结果，推动这一成就的是研究与开发努力的强大传统，加上一个健全而富有丰富经验的工业体系。2008年，在北德克萨斯州的Barnett（巴尼特）页岩发生了变个性事件，以5000平方英里的国际标准来衡量，这是一个相对较小的页岩层系，或者分类为有着相似地质条件的油田或前景特征的储层。Barnett页岩盆地采用的技术刚刚开始，就开启了全国范围天然气和页岩油产量增长的势头。从宾夕法尼亚州的Marcellus（马塞卢斯）到北达科他州的Bakken（巴肯），再到德克萨斯州南部的Eagle Ford（鹰福特）页岩，水力压裂技术使油气产量取得了惊人的增长，包括一些复活的和新发现的页岩，以及更多的像Permian（二叠纪）这样的已开发的油田，油气产量均有增长。其结果是，2018年美国成为世界最大的原油生产国，据悉在2009年和2013年分别占据了天然气和石油碳氢化合物的榜首。随着美国在石油与天然气开发领域上升为全球领导者的地位，德克萨斯州因在推动产量增长方面的突出贡献而在此崛起，特别是石油产量的增长。
 
    快速前进，二叠纪被认为是世界上最多产的油田之一，因为自2008年以来，整个美国的油气产量一直在增长。这个页岩的故事始于德克萨斯州的开发商们，而现在主要集中在二叠纪，这在很大程度上改变了美国石油与天然气市场。页岩气革命推动了美国电力市场的变革，因为页岩气取代了电厂的煤炭，而美国液化天然气（LNG）的出口已推动且在持续推动全球天然气市场朝着一个更液态的方向发展。页岩的兴起带来的页岩油产量的增长也影响了沙特的生产政策，导致该国在2014年底做出了争取市场份额的决定。这一决定致使全球石油供应过剩，沙特随后又想推动OPEC改变这一局面，为此，OPEC与非OPEC产油国之间达成了一项历史性协议，2016年末开始限制产量，并在2018年12月再次延长限产。如此，页岩的影响继续在国际石油市场产生回响。在巴尼特页岩取得突破后的十多年里，情况发生了很大变化，许多人都希望效仿美国所发生的事情。
 
 
 
页岩的繁荣
 
水力压裂与水平钻井的结合使得之前无法触及的页岩储层得以开采，这也使得美国页岩油气产量大幅上升。这种产能出自新的层系，如巴尼特页岩，一种重气储层；北达科他州的巴肯页岩，一种重油储层。不过，利用先进技术也能从已开发多年的像二叠纪这样的老油田获得新增产能，二叠纪是一个含油丰富且储有大量天然气的油气层。
 
    有许多因素促成美国成为页岩革命的发源地，尤其是德克萨斯州。除了世界一流的地质构造和运气等显而易见的因素外，石油生产的国家历史也为美国成为页岩革命的发源地贡献巨大。这场革命是在美国矿业权私有制、政治风险低和投资环境稳定的大背景下出现的。正如“华尔街日报”资深能源记者拉塞尔·戈尔德在他的“页岩繁荣”一书中总结的那样，“这种坚定支持钻探的法律体系是水力压裂技术成为美国发明的原因之一。美国拥有鼓励石油与天然气勘探的适当条件，也存在推动该行业向前发展不可避免的风险”。
 
    有关页岩资源开发的现有文献已大致确定了其中的许多因素，以下对这些因素进行一次回顾和阐述。寻求开发本国页岩资源的国家应将这些因素视为基准条件，以及随着时间的推移美国页岩开发所取得的进展，汲取其中的经验教训。
 
    德克萨斯得益于100多年的油气生产经验，在此期间，这种经验形成了一种严格的、经过考验的监管体系，这种体系在页岩革命初期就已确定。这种稳定的监管环境得益于可理解的、直截了当的以及可预测的财政制度，而这一关键因素不一定存在于其他地方。相对于许多产油国的国家所有制，矿业权私有制在推动页岩革命方面发挥了作用，也有充分的记录，而且，很难夸大其词。
 
    拥有一个成熟的、可预见的监管环境以及一个称职的监管机构和管理人员是德克萨斯成功的关键。这一遗产和监管体系以及随着时间的推移形成的专业知识或技能意味着在2008年及之后，有一些现行规则被业界许多人认为是黄金标准，包括全州保护地下水的第13条规则。这并不是说没有必要增加或更新规则，相反，在2013年，德克萨斯州议会通过了针对页岩开发的修正案。这些修正案涉及的领域可能包括一些需要处理地下水风险方面的额外要求，增加了水力压裂处理的定义，以及对油气井可能进行水力压裂处理的一些额外要求。
 
    德克萨斯和美国其他地区的页岩开发商受益于容易获得的资金支持，而且，德克萨斯州还享有一个低税收环境，由铁路委员会支配的相对可预测的成本补偿机制予以提供。该委员会还提供一些降低开采税或对开采矿产资源征收州税的刺激计划。这些措施包括：强化采油项目、高成本井产气、增量生产天然气以及先前排放的或点火燃烧的套管头气的监管。图1展示了一个有着新井平台和水平钻井特征以及多为传统抽油机的二叠纪油田开发景观。
 
德州的钻探遗产
 
    油气开发长达一个多世纪的钻探遗产推动了德克萨斯州页岩开发的兴起。这一遗产帮助打造了油气开发的政治经济和支持者环境；创业与创新文化；制度知识与人力资源开发；以及服务与基础设施的生态系统。
 
   石油与天然气工业一直是并将继续是德克萨斯州的经济利器，也是就业、税收来源和州预算的贡献者，创造了一个强大的有利于该州发展的政治经济环境。根据普华永道（一家全球性咨询服务公司）的一份报告，2015年油气行业约占该州总就业人数的12%，直接或间接支持了近200万个就业岗位。2016-2017年间，石油生产和调节税对德克萨斯通用收入基金的贡献超过了35亿美元，天然气生产税收增加了13.4亿美元。油气生产的部分税收还直接流入该州的经济稳定基金，通常被称作“雨天基金”，目前约有110亿美元，预计2019年将增加至接近119亿美元，现任州审计署长正努力将其转变为一种遗产基金，即“基于开采税的主权财富基金”，该基金可以创造收入，支付服务费用。不管怎样，油气生产对该州经济的贡献以及悠久的开发历史使得与公众建立起了相对积极的关系，或者说至少是可以接受的关系，与其他许多不习惯钻探的地区，如纽约州，形成了强烈的对比。
 
    除了直接的经济影响外，这一钻探遗产还促进了制度知识的发展，一种实验与反复学习的发达文化，以及一个支持该行业的生态系统。这也意味着规模经济已经形成，并形成了供应商、承包商、服务提供商和基础设施的生态系统，从而降低了成本。
 
    在德克萨斯州A&M公立大学和奥斯汀德州大学，制度知识和专业知识都得到了保留和传承，这两所大学拥有美国乃至世界两个顶级的地质和石油工程学院。事实上，Santa Rita井，开启了二叠纪盆地的油气生产，该井位于一块德州大学拥有的土地上，这条专业知识的传递途径为该州的监管者和本行业在质量、接近度及熟练劳动力的供给方面提供了优势。德州也是国际石油公司总部的所在地，如埃克森美孚的总部就设在该州的欧文市，经营着埃克森美孚公司，这家独立的石油公司在页岩开发领域取得了突破性成就，也是二叠纪页岩的主要参与者，包括开拓者自然资源公司和Concho资源有限公司，这两家公司都是二叠纪最大的石油开发商，以及像哈里伯顿公司这样的服务提供商。
 
    说道文化，“wildcat”一词直译为“野猫”，实为“探井”的意思，常被用来解释一些独立的开发商为什么或如何能在巴尼特页岩冒险投资，在地质条件极为复杂的情况下开展钻探作业，为大型国际石油公司（international oil companies, 简称IOCs）的加入或与一些小公司建立合资企业铺平道路。随着时间的推移，在为一群投资者创造财富机会的鼓励下，已形成了一种经验和错误的文化，现今已得到IOCs资产负债表和规模经济的支持。
 
    在德克萨斯州与邻近的俄克拉荷马州和新墨西哥州之间的地带，德州是服务业集群的中心。包括提供机械设备、供水、供沙、卡车服务等一些小公司，除此之外，还有像哈里伯顿这样的大型油气服务公司，这些公司在全球开展业务，但在德州和俄克拉荷马州也拥有他们的基础供应链。这个由承包商、服务公司和供应商组成的网络为油气开发提供了必要的支持，而他们邻近德州的油田提供了竞争优势。为了说明这一点，一篇文章解释说，“欧洲一些发达的工业化国家，从事陆上勘探的石油公司得知他们在油田服务方面处于边缘领域感到沮丧，那里的勘探成本可能是德克萨斯州或俄克拉荷马州的两倍或三倍”。
 
    这一开发遗产也促成了现有基础设施和运营体系广泛得以建立，并建立起了输油输气管道与设施。北达科他州的经验就突出了这一重要性，在那里，由于缺乏足够的管道等基础设施，许多原油不得不通过铁路或卡车来运输。
 
    随着页岩油气产量的增加，美国的管道产能也随之增加。美国原油管道的里程从2004年不到5万英里增加到2016年超过7万英里。在产气或储气丰富的地区，基础设施的可用性也非常重要，因为输送设备的选择受到很多限制（卡车和铁路不是选择），在受限制或根本不存在基础设施的地区，向市场运送天然气就得增加成本。
 
政策的支持
 
    随着德州等传统油气开发州页岩油气产量的增加，页岩生产也蔓延至像北达科他这样的缺乏行业经验的州，并开始引起全美国的关注。在接下来的几年里，立法、技术和生产趋势等方面的因素或最新动态，以及全球市场需求的增长，帮助推动了页岩开发。尽管如此，许多接受过本报采访的人士指出，在这段时间里，最重要的因素之一是美国的状况基本没有变化，这意味着稳定和可预测的监管环境保持了稳定和可预测的势头。
 
   德克萨斯州微调了现有的监管体系，对水力压裂进行了说明，并于2011年通过了一项州范围的压裂液披露法案，以缓解公众对压裂液成分的担忧。法案规定，各公司必须逐个井的申报压裂液中的化学成分，申报其名称，而不是数量，并将这些信息公布在FracFocus上，这是一个压裂液化学成分注册网站，旨在提供油气井水力压裂所用的化学品信息，是由地下水保护委员会和州与州之间油气契约委员会管理的国家水力压裂化学品披露登记处，该委员会的成员超过了美国所有州的一半。虽然各州侧重于生产的监管环境，但华盛顿州发生了两大变化，一是美国LNG出口的出现，这得益于能源部审批程序的简化及原油出口禁令的解除。
 
    2012年，联邦能源管理委员会（FERC）批准了Cheniere能源公司在Sabine Pass（萨宾帕斯，占地超过1000英亩，位于德州与路易斯安那州之间萨宾河沿岸的陆地）建立LNG出口设施（码头）的申请，这标志着“委员会首次批准了一个从美国国内生产资源地出口LNG的项目”。紧随其后，美国能源部对审批程序做了简化，这有助于给美国供过于求的天然气提供了出口机会。
 
    2016年，美国LNG开始从Sabine Pass码头出口，达到每天5亿立方英尺，2017翻了近四番，达到每天19.4亿立方英尺。2018年上半年，美国LNG出口比2017年同期增长了一倍多，随着出口的持续增长以及位于马里兰州多米尼克湾第二个LNG码头的建立，2019年3月船运出口了第一批LNG产品。相比美国亨利交易中心较低的价格，亚洲、拉丁美洲和欧洲市场的LNG价格较高，这给美国天然气提供了财政激励和产品出口的机遇，这也是因页岩气产量的增长带来的结果。
 
    然而，页岩革命所引起的最引人注目的变化或许是2015年12月美国长达40年原油出口限制的解除，作为综合预算协议的一部分。2014年以来的一段时间，油价处于历史的低位，这段时间的注意力集中在了美国原油出口的需求方面，此举为美国原油产量的增长提供了市场，这也帮助了西德克萨斯的中质原油成为一个全球基准。
 
真正的崛起
 
    随着页岩开发商持续在页岩层系进行反复尝试与试验，技术和开采工艺不断取得进展，并以更大的范围和规模进行复制。一些正在进行的值得注意的进展包括：钻越来越长的水平段和“超位移”井；可移动或“行走”式钻机的开发；以及在一个平台或一个轨道井场上钻多口井的能力。这些进展有助于改善获取资源和提高利用率的能力，并得到了此前提出的专业精神和专业知识文化的支持，这种文化促成了反复实验和改进的过程。这些进步也缩短了钻井现场的作业周期，进而降低了人力和设备成本。鉴于这些效率，长期以来一直是行业生产晴雨表的钻机数量已不再是可靠的衡量标准，因为人们可以在一个钻井平台钻多口井，而这些井的生产效果也有所提高。
 
    行业专家蒂莎·舒勒将钻井技术的发展与进步描述为一种“在价格上涨或下跌时真正改善的持续进步”。从这个意义上讲，更为广泛的石油市场动态，即油价的大幅下跌使沙特在2014年底决定争取市场份额，实际上推动了页岩工业变得更有创意，最终，一些行业分析师辩解称，这一趋势增强了沙特的竞争力。
 
    较低的价格环境促使各公司降低成本，提高效益，提高每口井的生产率。（这也把一些较小的公司赶出了市场，带来了整合或重组）。在高价格环境下，页岩开发商可能会对一个问题或向一个供应商投资，而低价格环境会使开发商将效率挤出这一过程。因此，美国页岩开发商调整了勘探开发策略，以应对维也纳协议签署之前的低油价动荡和沙特石油市场政策。虽然有破产和失业的情况，但更健康、更有实力的公司浮出水面。正如彭博社一篇文章直言不讳指出的那样，“OPEC帮助造就了困扰其睡眠的怪兽”。
 
    在页岩生产兴旺之前，德克萨斯州的石油产量在1972年达到巅峰，这一年的年底达到了12.6亿桶。接下来的几十年里，总产量剧降至2007年的3.36亿桶，随后，从2008年开始攀升，到2017年接近10.3亿桶。这一复苏在很大程度上受到了二叠纪产量的推动，过去两年里，二叠纪的产量增长了60%。目前，美国石油产量这十年中发生的转变，所有的目光都集中在了二叠纪，德州的石油故事在上世纪20年代随着Santa Rita井发现油气而开始提振。
 
对石油的影响
 
    美国页岩油气产量的增长也对全球油气市场产生了深远影响。在石油方面，美国原油产量的增长导致一些产油国越来越认为他们的市场份额可能正在失去，而被新的竞争对手抢走。为此，2014年11月沙特宣布他将放弃先前在全球市场追求价格的政策，转而选择争夺市场份额的策略。这一战略转变表面上是为了充斥市场，降低油价，实际上是希望将美国生产商赶出市场，而随着美国页岩开发商的逐渐适应以及开发盈亏平衡价格被证明低于预期，沙特所做的结果适得其反。到2015年年中，巴肯和鹰福特页岩油产量下降，而二叠纪的石油产量继续增加。正如上一节讨论的那样，低价格环境带来了意想不到的影响，迫使页岩开发商削减成本，提高效率，以求生存，从而形成了一种更具弹性的产业发展。
 
    鉴于这些动态及低油价环境给产油国（尤其是那些预算依赖于石油收入的国家）带来的压力，2016年，OPEC和11个非OPEC产油国同意每天减产近200万桶。到2017年春，这一协议导致每天减产173万桶，降至2016年10月的水平。受到美国对伊朗重启制裁等地缘政治因素的影响，2017年和2018年油价攀升，美国石油产量的增加也抑制了减产协议意在减少全球石油供应而让油价提升的企图。在2018年的阿布扎比国际石油会议上，沙特石油部长哈立德·法利赫宣布，沙特计划在12月削减出口，并呼吁其他产油国削减产量，这表明沙特有意将全球石油库存保持在低位。沙特还呼吁OPEC和非OPEC石油生产国每天削减100万桶。12月6日，OPEC及其产油国表示，他们打算继续限制产量，同意将日产量减少120万桶。通过沙特与俄罗斯之间的合作，达成了这项协议。俄罗斯与美国都是世界上最大的产油国。
 
对天然气的影响
 
    石油市场并不是页岩开发商们留下印记的唯一地方，页岩革命也颠覆了天然气市场。尽管自2000年以来，美国通过管道出口天然气的数量有所增加，但美国2016年开始的LNG出口才是一件里程碑式的事件，它使美国成为LNG的出口国，并帮助推动了全球LNG市场的变革。预计美国LNG出口量的增长将继续推动市场，因为据IEA预测，到2023年，美国新增出口产能将占大约75%，而据彭博新能源金融（Bloomberg New Energy Finance）的预测，到2030年，美国LNG的出口将翻一番。
 
    作为LNG的出口国，美国的影响得益于一个天然气的进口大国中国的崛起，电力领域从燃煤到燃气的转变，以及工业天然气消费的增长，所有这些都助长了全球天然气市场的转变。由于这些因素，全球LNG市场正从传统的与油价挂钩的带有“接受或支付条款”的长期合同演变为与天然气挂钩的带有“灵活目的地条款”的合同。市场上现货购买量也有所增加，这使得LNG出口商和进口商都拥有一个更灵活、流动性更强的市场，即使这给新进口设施的项目融资带来了问题。例如，2017年近60%的美国LNG是以现货销售的。
 
    页岩气产量的增长也改变了美国电力行业的面貌，原因是天然气价格较低，导致了由煤向天然气转变的市场驱动。这也对美国的温室气体排放带来了积极影响。2007至2016年间，由于电力行业的燃料从煤炭转为廉价的天然气，美国的二氧化碳排放量下降了25%。美国天然气产量的增长导致了天然气价格的下跌，加上可再生能源成本的降低，致使电力行业发电所用的燃料发生了改变，美国EIA预计，随着煤炭在总发电量中占比的下降和天然气占比的增加，这一趋势未来将继续下去。