油气设备行业研究：从北美页岩油的异常说起

一、背景：为什么重视北美页岩油？

美国页岩油经过70年的资源储备与技术迭代，正在成为全球石油的重要供给方；其 次，我们复盘了美国页岩油的产量水平和全球原油价格，过去美国页岩油都充当了 全球油价的“对手盘”；同时，在本轮油价复苏的过程中，北美页岩油的产量水平和 活跃钻机水平，相比历史而言，反常明显。所以我们重视北美页岩油的行为，这对 于我们观测全球原油供给提供了重要线索。

美国“页岩油革命”的前世今生，我们可以把页岩油的发展历程分为5个阶段：

阶段一（1990年以前）：探索阶段。美国页岩油勘探活动以探索泥岩裂缝油藏为目 的，主要在北部的Williston盆地进行，彼时的页岩油年产量少于10万吨；美国的第 一个页岩油藏Antelope油田于1953年被发现，产层是形成于3亿年前的海相暗色页岩。

阶段二（1990-2000）：早期发展阶段。1992年，针对巴肯页岩区上段的页岩油勘 探开发活动提升明显，但由于制约于技术瓶颈，导致难以进行准确的产量预测，该 区的页岩油钻探开发活动大幅减少。

阶段三（2000-2010）：技术突破阶段。自2000年起，美国页岩油勘探活动的目的 层转换位巴肯中段的粉砂延段和白云岩，Elm Coulee油田于2000年被发现,是在巴肯 中段发现的第一个油田，在美国页岩油的发展历程中具有里程碑意义；2005年，美 国成功将水平井和水力压裂用于巴肯中段页岩油藏的开发活动，这宣告了美国页岩 油的发展迈入了新的进程，随着水平井和水力压裂技术成功应用，美国页岩油年产 量迅速攀升，于2007年首次突破100万吨。

阶段四（2010-2015）：蓬勃发展阶段。巴肯页岩区的作业量和产量快速提升鼓舞 全行业的页岩油厂商，促使美国其他地区的页岩油勘探陆续取得突破，伊格尔福特、 二叠纪后发先至，成为全新页岩油热门勘探地域；随着更多页岩油地区的发现，美 国页岩油产量迈入快速提升的阶段，年产量于2011年首次突破5000万吨，于2014 年达到2亿吨。

阶段五（2015-至今）：成熟阶段。美国页岩油产量开始呈现周期性，进入“油价上 升→扩产导致供给提升→油价下跌→被迫减产→油价反弹”的循环，年产量于2018 年突破3亿吨。（报告来源：未来智库）

二、曾经辉煌：北美页岩油带来的影响

“页岩油革命”的成功对全球石油市场的影响可分为两大维度：（1）市场竞争格局 重塑。美国页岩油逐渐成为世界原油的重要组成部分。（2）页岩油产量成为油价的 “对手盘”。美国逐渐从OPEC手中夺得世界原油的定产权和定价权。

（一）石油市场格局重塑

受益于“页岩油革命”，美国成为世界第一原油生产国。美国页岩油行业历经70年 的资源积累和技术突破，产量逐年提升，于2018年先后超越了沙特和俄罗斯，成为 全球第一产油国，一举重塑世界石油市场格局。

美国页岩油的市场份额逐年攀升。全球维度，在2007-2021年间，美国页岩油产量 占全球原油产量的比例从不到2%上升至10%-11%的水平，截至2021年9月，美国七 大页岩油区的页岩油产量约为814万桶/日，约占世界原油总产量的11%；美国本土 维度，随着各地区页岩油勘探活动进展顺利和技术能力的突破，页岩油逐渐成为美 国原油的主要组成部分，2007-2021年间，页岩油产量占美国原油产量的比例由26% 上升至70%左右的水平；截至2021年11月，美国原油产量为1175万桶/日，七大页 岩油区的页岩油产量为815万桶/日，约占美国原油总产量的69%。

（二）国际油价的“对手盘”

现象：美国页岩油产量与国际油价成反比。我们复盘了2007年以来美国页岩油产量 水平和国际原油价格走势，发现两者的关系成反比。我们在下图罗列了各个阶段的 美国页岩油产量水平和WTI原油期货价格，以及两者之间的相关系数。

原因1：成本持续下降。美国页岩油企业凭借开采技术的不断进步，持续拉低页岩油 的单桶生产成本，根据彭博披露，2012-2020年期间，美国头部页岩油企业的单桶 生产现金成本（石油平均售价/桶-勘探与生产现金流量/桶）从56美元/桶下降至18美 元/桶；成本的下降使页岩油的盈亏平衡点下移，当油价格超过页岩油的盈亏平衡点 时，页岩油的生产活动将提高，推动产量提升，而产量的提升将导致油价下跌。

原因2：进口依赖度降低。美国曾是世界第一大原油进口国，随着页岩油的崛起，美 国石油的对外依存率（美国石油进口量/美国石油消费量）持续降低；原本美国的进 口份额转向全球市场的其他地区，从而扩大美国之外地区的原油供给，对油价造成 下行压力。

影响1：加剧美国与OPEC的博弈，美国夺得原油定产权。美国页岩油崛起前，OPEC 产量逻辑清晰，无论油价高低，都可通过减产来推高油价，实现利润的垄断；页岩 油崛起后，进一步扩大了OPEC的剩余产能，迫使OPEC减产或接受较低油价水平， 而OPEC如果通过减产促使油价回升，将会失去市场分额。因此，现阶段美国与 OPEC+进行的是产量的动态博弈，若美国页岩油减产，OPEC+同样将减产维持高 油价，与美国争抢利润，若美国页岩油增产，OPEC+也随之增产，与美国抢占市场 份额。

影响2：沙特价格战失败，美国夺得原油定价权。2014年，沙特开启价格战，大规 模扩产，试图用低油价打击美国页岩油；WTI原油期货价格在2014年6月-2016年11 月期间暴跌213%，然而美国页岩油依托丰富的页岩油储量，坚决扩产，促使在价格 战期间，美国页岩油的市场份额不降反升；价格战之后，世界原油价格的定价核心， 逐渐由OPEC成员国的财政盈亏平衡点转变为美国页岩油的生产盈亏平衡点。（报告来源：未来智库）

三、北美页岩油的扩产现状

此轮油价的上行周期，美国页岩油行为异常，体现在：（1）产量及活跃钻机数表现 异常，恢复程度不及预期，（2）美国页岩油企业面对油价的上涨，选择大量消耗库 存井，导致完井率大幅上升。

我们认为，研究美国原油产量及活跃钻机数量恢复不及预期的原因，需要从底层切 入，探究页岩油企业面对油价回暖，扩展意愿寡淡的原因。

（一）原油产量及活跃钻机数量恢复缓慢

美国原油产量恢复缓慢，未达到疫情前的水平。疫情暴发后，原油的需求骤降导致 库存积压，价格跌至谷底，促使产油国通过减产来应对需求的萎缩。随着供给减产 和新冠疫苗的研发成功，油价逐渐恢复并突破90美元/桶，然而美国原油产量恢复迟 缓，根据美国能源信息署（EIA）披露，2022年2月11日当周，美国原油产量为1160 万桶/日，低于疫情前1300万/桶的水平。

活跃钻机数量面对油价的回暖反应迟缓，恢复不及预期。美国活跃钻机数量没有像 2016年一样，对油价回升反馈迅速，2022年2月11日当周，国际原油的周平均价格 已突破93美元/桶，然而美国活跃钻机数仅从谷底的172个恢复至516台，远低于上一 轮油价高点2018年末接近900台的水平。

（二）消耗库存井维持产量增长

库存井数量创新低，完井率大幅提升。面对油价回升，美国页岩油公司陆续开始大 量消耗存量井，导致库存井数量大幅下降，创2014年二季度以来的新低；同时，大 量消耗库存井也促使完井率（完井数量/新钻井数量）大幅提升，最高突破190%； 我们认为美国页岩油企业消耗库存井只能维持短期内原油产量小幅增长，未来需要 通过更多的资本投入提升新钻井数量带动美国原油产量的提升。

新钻井数量恢复缓慢，单位产量下滑。美国七大页岩油区的新钻井数量于2020年第 三季度开始逐渐恢复，但恢复水平不及预期，显露出美国页岩油企业的资本支出恢 复缓慢；美国七大页岩油区的单位钻机产量自2020年第三季度起呈下滑趋势，仍未 回归到疫情前的水平，体现出现阶段美国原油的潜在增产空间不及疫情前的水平。

（三）扩产意愿寡淡是根本原因

产量增长依托新增钻井及钻机数量。由于页岩油的单井衰减率较高，且需要持续的 资本投入，因此产量的增长主要依靠新增钻井及钻机的增长。钻机数量是资本支出 理想的替代变量，活跃钻机数量恢复不及预期反映出页岩油企资本支出回升放缓。 资本的投入，将带来钻机和钻井数量的提升，从而助推供给端的产能释放；由于石 油企业的资本支出的披露频次较低，较难通过跟踪企业的资支出来判断其对原油产 量的影响。因此，需要通过研究数据披露频次更高的活跃钻机数量来推测资本支出 对原油产量的影响

资本支出的提升取决于页岩油企业的扩产意图，而油价的攀升往往使页岩油企业的 扩产意图增强。因此，研究美国原油产量及活跃钻机数量恢复不及预期的原因，需 要从底层切入，探究页岩油企业在油价持续走高的情况下，扩展意愿寡淡的原因。

四、为什么扩产意愿寡淡？

我们总结此次油价持续走高，而美国页岩油企业扩产意图寡淡有以下几个原因：

（一）外因-政策环境颠覆：拜登颠覆“能源独立”政策，意在发展清洁能源

（二）外因-融资环境恶化：融资成本无视油价上涨，持续攀升

（三）内因-结构性转型：行业结构性转型，头部企业布局新能源领域

（四）内因-资本施压：资本诉求转变，促使页岩油厂商“量入为出”

（五）内因-周期性损失：错误判断油价走势，对冲合约损失严重

（一）外因：政策环境颠覆

特朗普政府“美国第一能源”政策利好油气行业。特朗普自2016年上任之后，推崇 上世纪70年代尼克松总统发起的“能源独立”政策，并提出了“美国第一能源” 政 策，从两个维度改善了奥巴马执政时期的能源政策。一方面，颠覆了在奥巴马任期的气候与环境友好型能源政策，将美国能源生产与消费体系由清洁能源转变为传统 化石能源；另一方面，将“能源独立”上升到美国安全战略的核心部分，首次明确 提出“能源主导”理念。

特朗普执政期间，美国能源产量近60年来首次超越消费量，并成为了能源净出口国。 美国能源信息署（EIA）统计了以原油、石油产品、煤和煤焦，以及天然气等能源组 成的美国一次能源（Primary Energy）消费体量、生产体量，以及能源进出口体量， 根据数据披露，2019年美国能源生产量自1957年以来首次超越消费量，且出口量超 过进口量，自1952年以来首次成为能源净出口国。

拜登政府意在发展清洁能源。拜登政府自竞选期间，明确指出了可再生能源的重要 性，以及传统化石燃料行业导致的环境污染问题，在执政后的首日便宣布美国重返 《巴黎气候协议》，提出要积极推动清洁能源的发展，逐步减少油气消费，并承诺 到2030年将美国的温室气体排放量减少50%，到2035年实现无碳发电，到2050年实 现净零排放目标。同时，拜登废止了特朗普政府执政期间与加拿大政府签订的输油 管道第四期工程项目Keystone XL，并颁布多条总统行政令，包括在60天内冻结联 邦领土上的石油和天然气租赁，以及指示联邦机构根据适用法律取消对化石燃料的 补贴。

在拜登的能源政策导向下，页岩油企业的资本支出纪律鲜明。自拜登当选总统及颁 布各项利好可再生能源的政策以来，美国页岩油企业资本支出纪律鲜明，面对油价 的迅速回暖几乎无动于衷。选取雪佛龙、康菲石油、大陆资源、EOG资源等多家美 国页岩油企业为样本，计算美国头部页岩油企业的资本支出，2021年第三季度，在 油价恢复的情况下，美国头部页岩油企业的资本开支仅为2019年第四季度的62%。

（二）外因：融资环境恶化，融资成本攀升

美国页岩油企业融资环境较差，无视油价攀升，融资成本创新高。油价上升时，美 国页岩油企业的融资成本往往下降，资本支出随之上升，助推产量提升；然而，此 次油价的上升并没能推动融资成本的下降，反而上升至2015年以来的新高；以加权 平均融资成本（WACC）为例，美国头部页岩油企业的加权平均融资成本自2020年 第三季度油价回暖以来，不降反升，2021年第三季度，上升至12.6%，创2015年以 来的新高。我们认为，此次美国页岩油企业融资成本上升的原因有：（1）债务水平 大幅提升；（2）破产数量创近年新高，行业开始报团取暖。

商业模式依赖债券融资，2020年负债水平大幅提升。页岩油田具有高衰减性，开发 严重依赖外部融资，页岩油企业主要依赖债权融资以支撑其钻探活动，需要持续融 资来保障新产能所需的资本支出。2020年因疫情导致的低油价严重影响着美国页岩 油企业的经营情况，经营性现金流触底，债务水平达到近年的峰值。

疫情期间油气行业的破产数量达到近年高位。2020年前三季度，由于受疫情影响， 石油需求骤降，库存持续维持在较高水平，使原油价格跌破其现金成本，对美国页 岩油行业造成了沉重打击；由于油价疲软，大量页岩油生产企业破产，2020年Q2-Q3 期间的破产数量创2016年第三季度以来的新高。

行业寒冬，美国页岩油企业开始抱团取暖。在2020年第二季度美国页岩油行业破产 数量创新高后，行业内出现多起规模较大的并购案例。列出了规模和影响较大 的五起并购；2019年，这五家被收购的企业生产的原油占美国总产量的5%。

（三）内因：行业结构性转型，头部企业布局新能源领域

面对油价回升，欧洲石油巨头新能源转型坚定，在可再生能源领域高歌猛进。壳牌、 道达尔、bp等欧洲石油巨头陆续发布了可再生能源发展目标；壳牌计划于2050年实 现零碳排放目标，在短期内每年投资约130亿-150亿美元用于能源转型；道达尔立志 成为全球领先的可再生能源公司，争取在2030年将其石油产品销量占比下降至35%， 2050年将其可再生发电能力扩大10倍；英国石油（BP）表示，对未来油价上升的判断不会影响公司油气产量缩减40%的目标，反而，高油价有助于公司在并购市场中 出售其传统资产，壳牌公司就在2021年油价高位时，剥离其传统业务；2021年9月 壳牌成功以95亿美元的价格出售其在美国二叠纪盆地的页岩油资产，该资产对应 22.6万英亩的权益，产量在17.5万桶/日。

北美企业追赶步伐加快，加大低碳及新能源领域的投入；以北美石油巨头雪佛龙和 埃克森美孚为例，雪佛龙于2021年9月宣布，计划到2028年投资约100亿美元用于低 碳转型，其中30亿美元将用于降低碳排放量，20亿美元将用于减少温室气体，30亿 美元将用于可再生燃料，20亿美元将用于氢能源；埃克森美孚于2021年11月宣布将 在未来5年投资150亿美元用于低碳转型投资，该投资预算是2021年初预算的5倍。

油服企业步调一致，加快进入新能源领域。国际油服三巨头紧随行业趋势，斯伦贝 谢在2020年完成业务重组，成立数字化与集成部门，于2021年初相继出售了其北美 压裂和抽油杆两大传统业务,并创建了制氢技术企业Genvia;贝克休斯于2019年独立 于通用电子，在地热、风电、太阳能、氢能和CCUS（碳捕获、利用与封存）等技 术领域积极布局，其中CCUS是贝克休斯的核心布局领域，2021年初先后与Horisont Energy、三星工程公司合作开发CCUS项目；哈里伯顿致力于推动油气勘探和生产 的数字化，推出数字化相关业务的产品线Landmark，专注于为油气勘探生产提供数 字分析、科技、软件等服务。

（四）内因：资本诉求转变，页岩油厂商“量入为出”

近20年股价跑输大盘，融资成本长期高于投资回报。2010年至今，彭博北美原油厂 商价值指数（等权包括10余家美国头部页岩油企业）下滑10%，跑输大盘433%；其 次，美国页岩油企业的加权平均资本成本（WACC）长期高于资本回报率，且波动 较大；从资本方的角度切入，长期低迷的股价和疲软的投资回报较率，使美国页岩油行业的投资价值持续降低。

削减债务与增加分红对资本更具吸引力。此轮油价上升，页岩油企业更加关注如何 重获投资者的信心，资本尤其希望页岩油企业“量入为出”，主要体现在：（1）持 续减轻负债。（2）提升分红及回购股票提高投资者回报；根据WallStreet Journal 披露，投资机构和银行已向页岩油企业施加压力，督促页岩油企业偿还他们历史积 淀的债务，降低杠杆率，并敦促他们向股东发放分红。

自由现金流量攀升，负债水平下降。在油价回升的情况下，美国头部页岩油厂商的 自由现金流量持续攀升，并在近年来首次超越其资本开支，且自由现金流量与资本 支出的差额持续扩大。另一方面，美国头部页岩油企业的长期借款偿付所得现金（长 期借款所得现金-长期借款偿还）持续下降，助推杠杆率下滑，自2021年一季度起， 美国头部页岩油公司的财务杠杆率开始下滑，负债水平呈下降趋势。

多家页岩油企业已通过分红与回购股票提高投资者回报，大陆资源分别于2021年11 月和2022年2月两次上调其季度股息，季度股息在原有基础上提升了15%，至23美 分；先锋自然能源于2021年11月宣布将其股息提高了10%以上至62美分，每季度每 股可变股息为3.02美元。Coterra在其2021年3季度季报中披露，动用了1.25亿美元 的资金支付了每股17.5美分的可变股息，比预期提前了一个季度；雪佛龙和马拉松 石油分别在2022年1月宣布提升其季度股息；德文能源也在2021年第三季度宣布了 公司全新10亿美元股票回购计划。

（五）内因：周期性对冲损失严重

美国页岩油公司通常会使用金融工具以特定价格锁定销售合同，并对冲石油生产成 本可能上升以及油价不及预期的风险。

美国页岩油巨头对油价过于悲观，对冲合约损失惨重。根据BNEF（彭博新能源财 经）披露，截至2021年第二季度，其调查的50家美国页岩油企业的平均对冲价格为 49.51美元/桶，对冲产量约为50家页岩油企业2021年预计产量的1/3，随着油价在 2021年迅速回升，若假设WTI的平均价格为67.36美元/桶，则美国页岩油企业整体 将面临120亿美元的对冲损失，创2017年年中以来的新高。

及时止损，账面损失变现。随着油价持续走高，美国页岩油巨头对油价悲观的态度 发生了转变，陆续开始放弃对冲合同，导致对冲损失从账面损失确认为现金损失； 以先锋自然资源为例，根据公司的季报披露，截至2021年第三季度，公司共花费13.88 亿美元结算对冲合同，累计对冲损失（账面损失+现金损失）超过20亿美元；2022 年1月，先锋自然资源披露，计划花费3.28亿美元，用于结算2022年剩余的原油对冲 合同，并表示2022年公司将不会购置NGL对冲合同。

五、投资分析

我们通过观测库存井消耗程度和新井增速发现，本轮北美页岩油在内外因的共同作 用下，前期扩产意愿较低。随着油价进入高位，未来要使得原油供需再平衡，增资 扩产是解决当前困境的重要途径。我们认为全球新一轮油气资本开支的上行周期正 在启动，并且由于库存井消耗过快，本轮持续周期和长度可能比市场预期的更长。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）