3.4.1.1準備金增長
原油的儲量是產量的資源基礎，所以儲量的增長直接影響產量的增長。3.1.2節已經闡述了美國原油儲量增長和資源探明率。油氣生產商在獲得新增可采儲量後，會在適當的政策和市場條件下開發這些儲量，因此產量的增長滯後於新增可采儲量的增長[95 ~ 98]。
從美國48個州來看(不包括深水區)，原油產量峰值出現在1970年，比原油新增可采儲量峰值(1951年)晚了19年(圖3.34)。根據3.3.2節儲量增長的階段劃分，1970是新增可采儲量穩定增長和下降階段的轉折點。1970之後，美國48個州(不含深水區)新增可采儲量呈明顯遞減趨勢，此時產量開始減少。1971 ~ 2004年期間，美國48個州(不包括深水區)的產量以1.87%的速度下降。
新增可采儲量和產量* * *都影響儲采比的變化。20世紀70年代以前，美國的產量迅速增長。從1945到1970，美國48個州的原油產量以4%的速度增長，而同期新增可采儲量的增長率為1.89%，1967之後，美國全年原油產量幾乎超過當年新增可采儲量。美國和48個地方州(不含深水區)儲采比分別降至略低於1968和1967。1971至2004年期間，由於阿拉斯加和深水區自20世紀90年代以來的儲量貢獻，美國平均儲采比為10.5。在不考慮阿拉斯加和深水區貢獻的情況下，美國48個州(不包括深水區)的儲采比從70年代中期到90年代中期壹直穩定在8，但1999 ~ 2004年平均儲采比上升到9.6，原因是產量遞減速度快於新增可采儲量。
圖3.34美國48個州新增原油可采儲量和產量(不包括深水區)
圖3.35美國原油儲采比
壹方面，隨著美國48個州(不含深水區)新增可采儲量的逐漸減少，原油可采儲量有限；另壹方面，無論是從國家能源安全的角度，還是從油氣生產商的經營策略來看，儲采比都會受到壹定程度的調控。這兩個因素決定了產量的整體下降趨勢。
3.4.1.2市場油價
20世紀以前，美國的原油產量很低。進入20世紀後，蒸汽機的發明提振了原油需求，美國原油產量在1902年超過654.38+000000噸。第壹次世界大戰後，美國的汽車工業發展迅速，原油產量也開始迅速增加。到1944，美國原油產量已經達到2.29億噸。1918 ~ 1944期間，原油產量年均增長15.3%，同期平均油價為1.33美元/桶。
1945 ~ 1973期間，美國國內油價高於國際油價，直接刺激了原油產量的持續增長。美國全國原油產量在1970年達到頂峰，達到4.8億噸。但之後，美國48個州(不包括深水區)的產量開始下降。上世紀70年代兩次“石油危機”期間，美國政府嚴格控制油價，油價遠低於當時的國際油價，使得產油國對國內原油開發失去興趣，美國原油產量由此開始下降。雖然在1981放開油價管制後，美國48個州(不含深水區)原油產量下降速度放緩，在1984和1985兩年間有所回升，但油價在1986暴跌，導致產量下降(圖3.36)。
圖3.36美國原油產量和油價
從圖3.36可以看出，20世紀80年代以後，油價的波動只能在短時間內刺激原油產量遞減率的變化，但由於儲量增長逐漸放緩，原油產量的整體遞減趨勢是不可避免的。
單井日產量主要和兩個因素有關，壹個是油田的開發和地質條件，壹個是油價。長期的油氣田開發，必然會導致單井日產量在經歷壹個高峰後出現下降，但從經濟的角度來看，單井日產量對油價的變化非常敏感。油價上漲降低了開發門檻，使得壹些在低油價條件下無法經濟開采的低產油田得以經濟開采。低產油田的加入降低了單井的平均日產量。在這兩種因素的影響下，單井日產量與油價存在壹定程度的負相關關系。
20世紀二四十年代，美國的原油儲量處於高速增長期，壹系列大油田被發現。與此同時，單井日產量從1900的0.3噸/日上升到1944的1.52噸/日(圖3.37)。自1945以來，美國國內油價壹直高於國際油價，促進了低產油田的開發。1945至1958期間，單井日產量增速明顯放緩。從1958到1972，雖然美國名義油價仍高於國際油價，但調整通脹和匯率後，2004年以美元計算的油價實際上是下降的。此時低產油井無法經濟開采，單井日產量逐漸增加，在1972達到峰值，平均2.49噸。1973“第壹次石油危機”後，美國調控油價。雖然國內油價遠低於國際油價，但與石油危機前相比，油價不僅大幅上漲，而且持續上漲。到1981，美國政府解除油價管制時，油價達到31.77美元/桶。在此期間，美國的油井單井日產量壹直在下降，從1973的2.47噸下降到2000年的1981.70噸。1986年油價暴跌，部分低產井逐漸廢棄，單井日產量遞減速度較之前有所減緩。2001以來，油價持續上漲，單井日產量持續下降。
圖3.37美國48個州(不含深水區)單井日產量及美國油價。
3.4.1.3開發工作量
美國可以在較低的儲采比下維持相當高的油氣產量水平多年。除了資源條件等原因，巨大的開發工作量也是重要原因之壹。
為了保持原油的穩產高產，美國每年都要完成大量的鉆井工作，油井數量也大大增加。654.38+0923年原油產量首次達到6543.8億噸時，美國48個州有29萬口油井(不包括深水區)。1940年，原油產量首次達到2億噸的時候，有39萬口油井。1951產量3億噸時，生產油井47.5萬口；1966年產量達到4億噸時，油井58.3萬口(圖3.38)。
自1945以來，美國的開發活動經歷了兩次高峰:第壹次高峰發生在20世紀50年代中期，美國的移動式鉆機數量達到第壹次高峰，共有2686臺鉆機。1956年，共鉆開發井41000口，其中原油開發井28000口。第二次高峰出現在20世紀80年代。1981年，美國共有3970座移動式鉆機，開發井74000口，其中原油開發井41，000口。從65438到0986，由於油價暴跌，美國開發井數下降。雖然自2000年以來，美國的開發井略有增加，但遠低於高峰期。2004年，美國鉆了32000口開發井，少於原油開發井數1985(圖3.39，圖3.40)。
從美國48個州來看，從65438年到0945年，美國開始實行高於國際油價的政策，國內開發活動相應增加。美國48個州的開發井數從1945年的18000口增加到1956年的410000口，增加了近1.3倍(圖3.41)。但在上世紀60年代，國際七大石油公司操縱原油定價權，國際油價低迷。石油公司可以通過進口原油獲得更多利潤，它們在自己國家的開發活動逐漸減少。到1971，美國48個州的開發井數量下降到1.9萬口。65438-0973年，隨著“第壹次石油危機”的到來，美國開始實施低油價政策，保護國內經濟。但隨著國際油價暴漲，美國國內油價也逐漸躍升，刺激了美國國內的開發活動，開發井逐漸增多。1981年，美國全面解除價格管制，當年開發井數達到頂峰，但隨著1986年國際油價暴跌，開發井數也大幅下降。1973 ~ 2004年期間，美國開發井數與美國國內油價2004年美元的相關系數達到0.53，顯著正相關(99%置信度)。這表明發展活動受到價格的顯著影響。
圖3.38美國48個州的原油產量和產油井(不包括深水區)
圖3.39美國開發井和移動式鉆機的數量
美國低產井比例比較大。與1978相比，1979中48個州的生產井數增加了13952口，其中11675口。到1983年，美國日產不足10桶(約1.36噸)的低產井有44萬口，這些低產井的年產量約為6500萬噸。到2003年，低產井占美國油井總數的77%，平均日產不足0.3噸。這些井的總產量占美國總產量的65，438+05%[99]。形成“多井低產”[90]的原因主要有兩個:壹是高產富集儲量比例小。根據蘭德公司在1976的統計結果，美國91.3%的原油儲量集中在18含油州。在這些州，可采儲量超過5億桶(約6800萬噸)的超大型和大型油田的儲量僅占總儲量的43%。其次，由於美國石油工業發展初期的“掠奪性開采”，油井產量迅速下降，出現大量低產井。
圖3.40美國開發井的組成
圖3.41美國48個州的開發井和油價
3.4.1.4發展理論的發展和技術進步
在石油勘探開發工程中，鉆井是不可缺少的基礎環節，具有資金和技術密集型工程的特點，涉及許多理論和技術問題。鉆井工程的理論基礎是流體力學、管柱力學、巖石力學、化學、測控等。技術上，井眼軌跡控制技術、井眼穩定技術、高效破巖洗井技術、油氣層保護技術、油井設計技術是關鍵技術。
在2.3.2.3部分，本文回顧了美國鉆井技術的發展。可以清楚地看到，20世紀以來的鉆井技術可以分為四個發展階段:概念期(1901 ~ 1919)和發展期(1920 ~ 1948)。
圖3.42美國48個州的原油生產歷史(不包括深水區)以及石油工業的理論和技術進步。
概念期:20世紀初，美國鉆井技術剛剛起步，原油產量從不到1901增長到1919年的5億噸。從1859到1919，美國累計原油產量僅占48個州可采資源量的2%(不包括深水區)。技術進步不斷促進單井產量的增長。到1919，單井日產量逐步提高到0.30噸。
發展時期:20世紀20年代以後，內燃機技術推動了汽車工業的快速發展。在鉆井技術上，衍生出內燃機驅動的鉆機，同時進壹步發展了牙輪鉆頭和固井技術。到1948，美國原油產量增加到2.76億噸，單井日產量達到1.72噸，原油采收率增加到15.20%。
科學鉆井時期:二戰後隨著美國經濟的發展，對原油的需求越來越大，促進了開發技術的不斷提高。在此期間，發展了鉆柱力學和井斜控制理論、噴射鉆井、參數優化和地層壓力檢測。到1969，美國48個州(不含深水區)原油產量達到4.5億噸，單井日產量2.27噸，原油采收率達到37.60%。
自動鉆井時期:20世紀70年代計算機技術的引入和無線隨鉆測量技術的研發是鉆井技術發展新的裏程碑。計算機技術促進了鉆井的數學建模和定量分析，加速了科學鉆井的發展。70年代以後，美國48個州開采難度增加，表現為儲層質量下降，鉆井深度增加。隨著單井日產量的下降，美國48個州(不包括深水區)的原油采收率從1970年的39%上升到2004年的70.4%。這些數據表明，美國石油工業的發展越來越依賴於開發理論和技術，只有理論和技術的不斷進步，才能充分開發以前難以開采的資源。
3.4.1.5政策法規
類似於3.3.1.4小節介紹的政策法規對儲量增加的影響，從美國眾多聯邦石油政策法規中選取典型的政策法規，分析其對原油產量的影響(圖3.43)。
圖3.43美國原油生產和石油法規及政策
美國政府在1916實施的“隱形鉆井開發費抵扣”政策，可以使油氣生產商盡快收回風險勘探開發投資，延緩向政府繳納所得稅，提高油氣生產商從事油氣勘探開發活動的積極性。1924年實施的“百分比損耗準備金”政策為美國石油工業維持了大量的勘探風險基金。這兩項政策是上世紀二三十年代美國原油產量快速增長的直接動力。大蕭條之前，美國48個州的原油產量在1923年首次達到65438+億噸，從1926年開始，原油產量壹直保持在65438+億噸以上。
20世紀30年代以前，油氣資源處於無序開采狀態。為了保護石油資源，1930采礦租賃法修正案要求采礦作業者按照規定的井網密度進行鉆探。此外，為了制止原油生產的混亂，控制產量，穩定油價，產油較多的俄克拉荷馬州和得克薩斯州分別在1928和1932通過了按市場需求比例產油的法律。國家法律委員會根據這些法律規定，確定壹定時期內的原油總需求，然後分配給各油田，再將各油田的生產配額分配給礦業承租人或各井。當市場需求旺盛時，規定每口井的最高生產許可量；當市場疲軟時，每口井的產量被限制在最大允許量的壹定比例內。從1929大蕭條到實行市場需求比率法，部分州油價跌至10美分/桶，由於掠奪性開采，單井日產量迅速下降(圖3.37)；該方法實施後，油價趨於穩定，生產井采收率得到有效控制。1934年，加州、阿肯色州、科羅拉多州、伊利諾伊州、堪薩斯州、密歇根州、俄克拉荷馬州和得克薩斯州組成產油州聯盟，於1935年通過《康納利熱油法案》，並獲得國會批準。這些法律條款不僅穩定了油價，還保護了油田。
1959年，艾森豪威爾總統簽署了石油進口限制計劃(MOIP)。實施該計劃的部分原因是美國國內油價高於國際油價。為了減少美國對外國原油的依賴，保護其石油工業，美國政府將原油進口限制在不超過國內需求的9%。這壹計劃在1973終止前繼續刺激美國原油產量的增加。1970年，美國48個州(不包括深水區)的原油產量達到頂峰，達到4.68億噸。
1973爆發“第壹次石油危機”。受石油禁運和高油價影響，聯邦政府終止了限制石油進口的計劃，並通過了緊急石油分配法。法律規定將國內有限的石油產量分配給煉油廠或其他消費者，同時規定了原油的最高價格。1975年，緊急石油分配法終止，能源政策和能源節約法通過。盡管對壹些石油產品的價格限制被取消，但法律仍然控制著石油價格。在此期間，美國國內石油生產商無法享受國際市場油價上漲帶來的好處，因此大部分石油開發活動轉向國外。美國48個州原油產量在1976跌至不足3.97億噸，較1972下降15.20%。
1979期間，伊朗政局變動引發“第二次石油危機”，美國政府宣布從1979起28個月內逐步解除國內原油價格管制，以刺激國內原油開采。但隨後，為了防止油氣生產商因國內油價放松管制和國際市場油價上漲而牟取暴利，國會通過了原油盈余稅法，該法於1980年3月生效，裏根總統在1988年簽署的混合貿易法案中取消了原油暴利稅。暴利稅時期，由於美國國內油價放松管制，國際油價走高刺激了美國國內原油開發活動，尤其是1981 ~ 1985期間，高油價降低了原油開采門檻。1981 ~ 1983期間，48個地方州(不含深水區)原油產量保持穩定，1984和1985原油產量有所回升，逼近3.6億噸水平。
自20世紀80年代中期以來，美國國內原油產量逐漸下降。為了減少對國外原油的依賴，政府開始重視非常規油氣資源的勘探和開發，並相繼采取了壹些優惠措施來刺激原油產量的增長。1989年通過了非常規油氣資源抵免法，規定低產井、稠油、邊際油井和三次采油技術提高采收率的支出資本的10%可用於稅收抵免。1995年通過了免除深水礦區使用費的法律，該法律的實施極大地刺激了深水區的油氣開發活動。1994年深水區產量達到5400萬噸，1995年達到6500萬噸，2000年達到197萬噸。《深水礦區特許權使用費豁免法》於2000年終止，但美國政府繼續對深水區油氣勘探給予優惠政策，風險越大的項目豁免成本越高。
綜上所述，在影響美國原油產量增長的諸多因素中，儲量增長是資源基礎，產量受限於探明儲量；市場油價對美國原油產量的影響僅限於壹定時期，屬於間接調控因素，前期受國家政策調控；開發工作量是影響產出的直接因素；開發理論和技術進步降低了成本，提高了開發的成功率和效率，這是重要的推動因素；政府的政策法規是影響產出的宏觀調控因素。政府壹方面通過政策法規調整油價刺激開發活動，另壹方面通過實施壹系列優惠稅費措施開發新的開發理論和技術，引導開發投資。開發工作量是開發投入的直接體現。更大的開發工作量帶來了更高的產出。產量的變化趨勢也影響到政府對石油工業的政策。結合原油儲量增長與各種影響因素的關系，原油儲量和產量增長與各種影響因素的關系如圖3.44所示。
圖3.44美國原油儲量和產量增長因素之間的關系