国际能源署于2009年的世界能源展望报告中声称，由于融资环境更加严格，能源需求达峰，企业现金流下降，2008年全球能源资本开支大幅下降，能源资本开支大幅下降将对能源安全产生深远而严重的后果。本世纪初美国发生页岩气革命后，美国页岩油迅速重塑了全球石油供应体系，美国页岩油产量迅猛增长既掩盖了2020年前常规石油资本开支不足的影响，又放大了2020年后放大了全球油气上游资本开支长期不足的后果，尽管在未来数年页岩油（非常规石油）仍然在全球能源供给体系中扮演不可替代的角色，但是与过去10年美国页岩油产量的巨大增长相比，未来美国页岩油气开采企业更加谨慎地增加资本开支将限制美国页岩油供应增长速度。

相关性分析及预测

2009年美国发生页岩气革命后，全球油气行业上游资本开支迅速增长，随着国际油价于2012年达峰后，全球油气行业资本开支在2014年达峰后持续下降，2020年新冠疫情爆发导致当年资本开支同比下滑32%，虽然度过了疫情最严重的冲击后资本开支随着国际油价上涨连续3年稳步增长，2022年达到4330亿美元，同比增长13%，但仍然低于2019年资本开支水平10%。高油价刺激资本开支增长，低油价抑制资本开支扩大，1-2年的高油价持续时间并不会显著刺激油气开采企业增加资本开支，同样的，油价过于剧烈的波动性会使得油气开采企业更加审慎决定现金流流向。

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图1：全球油气行业上游名义资本开支与布伦特原油价格

资料来源：IEA Energy Intelligence 日新客

国际油价深受市场供需情况变化影响，从供给端看，油价上涨刺激油气开采企业扩大资本开支，资本开支扩大转化为钻机数增长，钻机数增长转化为生产井数目增长，生产井数目越多石油产量越大。因此选取“国际油价”、“资本开支”、“钻机数目”、“石油产量”作为研究对象。同时由于美国页岩气革命后重塑了全球石油供给体系，选取2010-2022年作为研究的时间范围，测算全球钻机数同比增长率、资本开支同比增长率、石油日产量同比增长率、油价同比增长率之间的关系。

图2：钻机同比、资本开支同比、石油日产量同比、国际油价同比变化

资料来源：EIA IEA Energy Intelligence 日新客

图3：钻机同比、资本开支同比、石油日产量同比、国际油价同比描述性分析

资料来源：EIA IEA Energy Intelligence 日新客

对2011-2022年钻机同比、资本开支同比、石油日产量同比、国际油价同比进行描述性分析，由图3可知，2011-2022年国际油价同比的波动幅度最大，石油日产量同比的波动幅度最小，石油供应增长的难度要显著大于油价上涨的难度。

图4：钻机同比、资本开支同比、石油日产量同比、国际油价同比相关性分析

资料来源：EIA IEA Energy Intelligence 日新客

利用相关分析去研究2011-2022年全球钻机同比增长率和资本开支同比增长率、石油日产量同比增长率、油价同比增长率之间的相关关系，使用Pearson相关系数去表示相关关系的强弱情况。由图4具体分析可知：

2011-2022年全球钻机同比增长率与资本开支同比增长率, 油价同比增长率之间全部均呈现出显著性，相关系数值分别是0.798, 0.714，意味着钻机同比增长率与资本开支同比增长率, 油价同比增长率共2项之间有着正相关关系。同时，全球钻机同比增长率与石油日产量同比增长率之间的相关系数为0.490，全球资本开支同比增长率与石油日产量同比增长率之间的相关系数为0.450，二者较为接近，但全球油气行业上游资本开支与石油日产量的直接相关性相对钻机数较弱。由于全球油气行业上游资本开支仅有年度数据，而钻机数据按月公布，并且钻机数由资本开支转化而成，因此在衡量资本开支增长对石油产量增长影响的过程中，近似使用钻机同比增长率来代替资本开支同比增长率进行研究。

图5：月度美国钻机同比增长率与美国石油日产量同比增加值两年相关系数

资料来源：IEA Energy Intelligence 日新客

为研究疫后2021-2022年月度美国钻机同比与美国石油日产量同比之间的关系，使用月度数据制作2011-2022年以2年为单位的相关系数图表。由图5可知，美国钻机同比增长率对美国石油日产量同比增加值的影响呈周期性，美国页岩气革命后新增钻机与新增产量的相关性显著增强，2014年资本开支达峰伴随油价显著下跌，钻机新增速度趋缓乃至负增长，但由于积累的生产井数目较大使得钻机同比-产量同比相关系数值减小。

图6：美国钻机同比-美国石油日产量同比回归分析

资料来源：IEA Energy Intelligence 日新客

选择相关性较高的2019-2022年作为研究的时间范围，将美国钻机同比增加率作为自变量，将美国日产量同比增加值作为因变量进行线性回归分析，从图6可以发现，模型公式为：美国日产量同比增加值=137973.411 + 1352022.773*美国钻机同比增加率，模型R方值为0.318，意味着美国钻机同比增加率可以解释美国日产量同比增加值的31.8%变化原因。对模型进行F检验时发现模型通过F检验(F=21.425，p=0.000<0.05)，也即说明2019年-2022年美国钻机同比增加率一定会对美国日产量同比增加值产生影响关系，最终具体分析可知：

2019年-2022年美国钻机同比增加率的回归系数值为352022.773(t=4.629，p=0.000<0.01)，意味着美国钻机同比增加率会对美国日产量同比增加值产生显著的正向影响关系，根据线性回归公式，2019年-2022年美国钻机数每增加1%，美国石油日产量就提升15.15万桶。

而在2015年-2018年，美国钻机同比增加率不能显著提升美国石油日产量同比增加值，原因为累积生产井数量较大，导致2015-2018年新增钻机对新增产量的影响力有限。2021-2022年美国钻机同比增长率与美国石油日产量同比增加值的相关性弱于2019-2020年，由上述分析与数据可预测，进入2023年之后由于存量产能较多，美国钻机同比增长率与美国石油同比增加值的相关性将进一步减小，新增钻机对新增产量的贡献将缩小，也就是说新增资本开支对新增产量的贡献也将相对缩小。

成本膨胀是难题

成本膨胀影响资本开支效率。页岩油气储层致密，物性较差；岩层多样，有效储层规模较小；孔隙微观结构复杂类型多样，孔喉直径较小。页岩油气田开采难度与成本显著高于常规油气田。此外，页岩油气井虽然初始产量较高但衰减速度很快，生产后3个月左右到达产量峰值，第一年往往递减60%-70%，因此需要不断打井来维持产量。这也就决定了页岩油气田生产运营更容易受到成本膨胀影响，资本开支效率更容易被成本膨胀削弱。较长期数据显示，钻完井成本约占页岩油勘探开发井口成本的60%左右，基础设施成本占页岩油气井总成本的2%-8%，运营成本包括采集、处理、运输成本和水处理成本和一般行政成本。

图7：成本膨胀

资料来源：FRED 日新客

由图7可知，近两年油气开采行业相关成本项都出现了显著的价格膨胀，当前油气田机械设备成本项、支持油气业务活动项已超越资本开支达峰的2014年，钻探油气井项斜率最大上升速度最快。2022年全球油气行业上游资本开支近一半可能都会被成本通胀所抵消。此外，过快的成本通胀不仅限制了资本开支效率，同时也制约了页岩油气开采企业增加资本开支的意愿。

主力产区细观

为了更精确研究资本开支不足对石油产量的影响，选取全球石油产量最大、近两年新增产能最多的美国作为研究对象，分析美国各主力产区的具体情况。

图8：2022年12月美国各主力产区石油产量所占份额

资料来源：EIA 日新客

图9：美国各主力产区石油日产量

资料来源：EIA 日新客

由图8、图9可知，美国石油产量最强劲的主力产区为二叠纪盆地，截至去年12月二叠纪盆地石油产量占美国主力产区总产量的61%，远远超越其它主力产区。目前二叠纪盆地绝大多数的页岩油气开采活动集中在Wolfcamp中上段（80％左右）和Spraberry中下段（20％左右）页岩中，其中西部的Delaware盆地内Wolfcamp页岩相对更厚，而Midland盆地内Wolfcamp页岩埋藏深度较小，更易开采。新潮能源的油田就在二叠纪盆地里的Midland盆地内，按照新潮能源现有产能规模剩余储量开采年限将达到7.98年。同行业规模可比公司CDEV、LPI、CPE的剩余储量开采年限分别为6.36、2.90、5.97年，可看出新潮能源的油气生产非常具有稳定性和持续性。

图10：美国各主力产区钻机数

资料来源：EIA 日新客

由图10可知，二叠纪盆地的钻机数最多，占总钻机数的比例超过一半。这也就意味着美国新增的页岩油气资本开支大多数发生在二叠纪盆地，二叠纪盆地的油气产量潜力最大。因此，在研究美国油气行业上游资本开支对美国石油产量的影响过程中，有必要对二叠纪盆地进行特别分析。

图11：2019-2022年二叠纪盆地钻机同比-石油日产量同比回归分析

资料来源：EIA 日新客

选取钻机同比与产量同比相关性较高的2019年-2022年作为分析的时间范围，将二叠纪钻机同比增长率作为自变量，将二叠纪石油日产量同比增加值作为因变量进行线性回归分析，从上表可以看出，模型公式为：二叠纪石油日产量同比增加值=416344.007 + 537900.226*二叠纪钻机同比增加率，模型R方值为0.302，意味着二叠纪钻机同比增加率可以解释二叠纪石油日产量同比增加值的30.2%变化原因。对模型进行F检验时发现模型通过F检验(F=19.919，p=0.000<0.05)，也即说明二叠纪钻机同比增加率一定会对二叠纪石油日产量同比增加值产生影响关系，最终具体分析可知：

二叠纪钻机同比增加率的回归系数值为537900.226(t=4.463，p=0.000<0.01)，意味着二叠纪钻机同比增加率会对二叠纪石油日产量同比增加值产生显著的正向影响关系。2019-2022年，二叠纪盆地钻机数每增加1%，二叠纪盆地石油日产量增加42.17万桶。

为更精确分析疫情后二叠纪盆地钻机同比增长率对对二叠纪盆地石油日产量同比增加值的影响，选取2021年-2022年作为研究的时间范围，将二叠纪钻机同比增加率作为自变量，而将二叠纪石油日产量同比增加值作为因变量进行线性回归分析。

图12：2021-2022年二叠纪盆地钻机同比-石油日产量同比回归分析

资料来源：资料来源：EIA 日新客

从图12可以看出，模型公式为：二叠纪石油日产量同比增加值=93693.843 + 791283.864*二叠纪钻机同比增加率，模型R方值为0.575，意味着二叠纪钻机同比增加率可以解释二叠纪石油日产量同比增加值的57.5%变化原因。对模型进行F检验时发现模型通过F检验(F=29.713，p=0.000<0.05)，也即说明二叠纪钻机同比增加率一定会对二叠纪石油日产量同比增加值产生影响关系，最终具体分析可知：二叠纪钻机同比增加率的回归系数值为791283.864(t=5.451，p=0.000<0.01)，意味着二叠纪钻机同比增加率会对二叠纪石油日产量同比增加值产生显著的正向影响关系。2021-2022年，二叠纪盆地钻机数同比每增加1%，二叠纪盆地石油日产量增加10.16万桶。

由上述对二叠纪盆地钻机同比和石油产量同比的两次回归分析可知，二叠纪盆地新增钻机对新增石油产量的作用正在减弱。进入2023年，由于存量产能积累较大，二叠纪盆地即使资本开支增长率有进一步提高，但是对应的石油产量同比增加速度将会放缓。

对美国各主力页岩油气产区除了要研究总产量，也要分析新井产量，使用EIA钻井生产率（DPR）报告中的“每台钻机的新井石油产量”数据进行比较，该指标使用新油井的估计总产量除以该地区每月钻机数量的固定比率，滞后两个月，该指标不代表每口新完井的新井石油/天然气产量。

图13：美国各油气主力产区新井石油产量

资料来源：EIA 日新客

由图13可以发现，美国各主力页岩油气产区的新井石油日产量的排名为：1.Bakken；2.Eagle Ford；3.Niobrara；4.Permian；5.Anadarko；6.Appalachia；7.Haynesville。二叠纪盆地虽然页岩油产量最为强劲，但新井石油产量在美国各油气主力产区的排名只是第4，Bakken产区虽然新井石油产量排名第一，但总产量在美国各油气主力产区的占比只是13%，与排名第二的Eagle Ford相同。可见美国各油气主力产区的总产量和新井石油产量的排名有很大差异，因此有必要具体研究排名前五产区具体的油气生产情况。

图14：Bakken产区油气产量

资料来源：EIA 日新客

图15：Eagle Ford产区油气产量

资料来源：EIA 日新客

图16：Niobrara产区油气产量

资料来源：EIA 日新客

图17：Permian（二叠纪盆地）产区油气产量

资料来源：EIA 日新客

图18：Anadarko产区油气产量

资料来源：EIA 日新客

由图14至图18可以发现，只有二叠纪盆地油气产量的趋势最为匹配，且油气产量都高于2019年顶峰，保持着强劲的上涨。其它各大产区油气产量趋势在2020年以后出现明显分化，石油产量增速普遍低于天然气产量增速，特别是石油产量都显著低于2019年。意味着除二叠纪盆地以外，开采出产品含气量比例显著上升，伴生天然气比例提高一般意味着油田衰老程度加深。

后疫情时代高油价下美国页岩油气开采企业业绩提升明显，资本开支有所增加，但是在投资者愈加严格的资本约束和快速的成本膨胀下，美国油气开采企业更偏向于把更多收益返还给股东，并将新增资本开支更多用于短期存量资源开发，比如开发更多气井和用于库存井的完井上。欧美油气公司管理层之所以热衷于回购股票，在于回购股票带来的每股油气内在价值提升效率远远高于勘探和开采。而对于常规油气，2021年全球油气勘探活动与2020年基本持平，但常规油气发现新增储量却下降近60%，仅49亿桶油当量，是75年来最低。

随着美国天然气价格暴跌，在可以预见的将来，钻机数增速将因此而放缓，这同时意味着美国油气行业上游资本开支增速也将放缓。进入2023年，随着存量产能的持续消耗与新增产能意愿低迷，美国油气产量增速将显著放缓。

图19：美国前七大石油生产商产量进入平稳期

资料来源：Shubham Garg

$中国海洋石油(00883)$$新潮能源(SH600777)$$中国石油(SH601857)$

关键词： 资本开支 资料来源 石油产量