石油III,改變全球局勢的美國頁岩油

作者:股感知識庫   |   2020 / 02 / 14

文章來源:股感知識庫   |   圖片來源:股感知識庫


美國在2010年之後,因頁岩油開採技術出現革命性的突破,開採成本大幅下滑,刺激美國油氣產量雙雙大幅成長,成為世界第一大石油與天然氣的生產國。而美國原油爆發性的生產,使得當地無法消化的輕質原油開始進入國際原油市場,並對全球石油貿易格局產生重大影響。而這一切的根源——頁岩油,埋藏在地底下幾億年的秘密,到底蘊含著什麼樣的魅力之處,就讓我們來一窺她的箇中奧妙。

什麼是頁岩油?

望文生義,頁岩油(Shale Oil)就是含在頁岩層裡的油,要知道什麼是頁岩油之前,首先我們得認識頁岩。

很久很久以前,大概是比童話故事再更久的幾億年以前,地球上的河流夾帶沉積物流入大海,一層層地堆積在海床上,海床受到重力或地球板塊運動的擠壓,在高溫高壓下被壓成了岩石,稱之為沉積岩。而其中一層層的節理分明、像一張張書頁的,就是所謂的頁岩。頁岩層既然是古代沉積物堆疊成的,裡頭自然也有很多古代生物的化石,其中的有機物受到高溫高壓分解,就可能產生天然氣或是石油,蘊藏於頁岩層的裂縫與孔隙之中,而這些蘊含在頁岩層裡的石油,就稱為頁岩油。頁岩油可以製成汽油、柴油或作為燃料油之用。

然而頁岩層中的石油蘊藏量雖大,在過去卻被認為沒有開採價值,因為頁岩層一片一片的構造,讓鑽探者挖個洞只能採到一點點,一直到2010年後開採頁岩油的技術逐漸成熟、開採成本降低,才讓頁岩油成為原油市場上的明日之星。而這些逐漸成熟的重大技術,就是水平鑽探與高水壓裂岩。

何謂水平鑽探與高水壓裂岩?

一般而言鑽油井都是垂直向下鑽,水平鑽井的技術是鑽到一定深度以後,鑽頭轉往橫向鑽探。如此一來便能鑽探地面不便設立油井之處,例如油礦若在城市的正下方,就能從旁邊的郊區打洞鑽探,再利用水平鑽井的技術從地底轉彎過去;水平鑽探還能往四面八方延展,因此只需要在地表上打一個洞,卻可以在地底下橫向伸展鑽探很大一片地區,增加石油的開採量。

有了水平鑽探的技術,鑽探業者想到藉此打破頁岩節理的辦法:往平行頁岩層的節理方向鑽進去以後,再以炸藥垂直於鑽孔方向打洞,如此一來就能垂直打穿頁岩層節理,接下來注入含有沙粒的高壓水,經鑽孔從打洞處灌入,水壓沿著頁岩層的節理讓頁岩一片片的裂開。下一步是把水抽回,當水抽出來時,水中沙粒卡住裂縫,留下密密麻麻的裂隙通道,讓整塊岩層中的石油都可以經由鑽孔開採出來。這就是所謂的高水壓裂岩,高水壓裂岩的技術也在持續進步中,過去用舊技術裂岩過的岩層,使用新技術重新裂岩,還能再取得更多的頁岩油。

美國頁岩油改變全球局勢

而頁岩油又大致分為兩種,一種是呈液態可流動的輕質原油,可以直接經水平鑽探與高水壓裂岩採掘;另一種是較為黏稠,或甚至近於固態的重質原油,需要注入高溫蒸氣,加熱至攝氏500度,使其呈液態可流動後才能採掘出來。目前美國主要開採的頁岩油產量屬於前者。

美國頁岩層的開採自2010年技術突破後,產量逐年增加,截至2019年為止每日可提供超過七百萬桶的原油產出。而這些頁岩油主要分布在Eagle Ford, Spraberry, Bakken, Wolfcamp等四大頁岩層,目前四大頁岩層合計每日可提供約550萬桶的原油產出。若以州別來做區分的話,四大頁岩層主要座落在德州(TX)、北達科他州(ND)與蒙大拿州(MT)。

而根據美國能源署的數據顯示,2019年頁岩油的產量為每日763萬桶,約佔原油總產量的63%,估計未來產量仍將持續上升,至2030年時頁岩油產量將超越每日1000萬桶,而佔原油總產量之比率也將超過70%。

美國因頁岩油產量大增的關係,2019年已經超越俄羅斯成為全球最大的產油國,不僅降低美國對原油進口的依賴,也降低OPEC國家對油價的影響力,當中東地區發生混亂,或是美國想要跟中東國家談判時,頁岩油都是一項有力的籌碼。這影響的不只是全球油價而已,整個全球的戰略局勢都將因此變動,中東的重要性將下降,而美國以大量且相對低價的本國能源,能夠加速製造業回流的既定政策,以製造業出口美國為主要經濟模式的國家可能也將因此受到衝擊。

頁岩油使全球用油供給充足,卻可能造成油品間的失衡

先前提到美國開採的頁岩油質多屬輕質原油,故原油產能的上升多反映在輕質原油上。原則上這並不是件壞事,畢竟輕質原油的品質較好,煉油成本低於中質與重質原油,油市本多偏愛輕質原油。但輕質原油並不能滿足所有的用油需求,輕質原油多以生產汽油為主,而像是重型機械所需的柴油,或是航空用油則多以中質原油調和。

過去主要生產中質與重質原油的OPEC,自2017年以來為了控制油價開始進行減產,而原先主要生產重油的委內瑞拉因為嚴重經濟惡化導致產能快速下滑,另一方面同樣生產重油的伊朗在2019年也開始受到美國制裁,使重油供給出現缺口。造成大方向上雖然原油產能供給充足,油品市場的中質與重質原油卻面臨油荒,可能使油市的波動加大。油品的平衡上出現問題,這樣的現象也使國際上的輕油(布蘭特原油)與重油(杜拜原油)價差在2017年以後開始出現價差收斂(註一)甚至轉負的現象。

(資料來源:美國能源署、中油網站、Mondey DJ、Investing.com、統一期貨、想想論壇)

註一:此處以布蘭特原油價格表示輕油價格、杜拜原油表示重油價格。基本上輕油因品質較佳,價格本就高於重油價格,然而自重油供給開始出現問題以後,重油價格相對輕油價格提高,輕油-重油的價差出現收斂現象,甚至幾度出現負值。

 

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