石油：頁岩油生產技術
自2008年起，為了減少對外國石油的依賴，美國努力增加石油產量。2014年，美國的頁岩油生產商在技術上有了突破，頁岩油的產量大幅提升，截至2019年佔了美國石油生產的三分之一。受惠於此，美國於2019年末終於稱為石油淨出口國，擺脫了對進口原油的依賴。
隨著產量提升，美國石油淨進口逐步下降，由2005年的每天1255萬桶減少至2018年的每天487萬桶。同期的石油產量分別為每天789萬桶及每天1461萬桶。
頁岩油是什麼？
頁岩油 Shale 是一種優質原油，位於頁岩層、不滲透泥岩層和粉砂岩層之間。由於頁岩油比一般石油的儲存層在地底更深處，不能單靠油泵抽吸，需要通過壓裂岩層來生產頁岩油，開採機器的建造以及運行成本也貴很多。
如何生產頁岩油？
生產頁岩油的方法被稱為 Hydraulic Fracturing 水力壓裂。
石油公司需要在地面上垂直向下鑽探大概10,000英尺直至到達頁岩層，然後打橫水平鑽孔，然後在地底進行小型爆破讓管道進入儲存頁岩油的岩石中。透過管道泵出混有沙子和化學物質的高壓水柱，使頁岩破裂並釋放出岩石之間的油。水柱中的沙子可以使裂縫張開，讓石油和天然氣慢慢滲入油井中。
美國德州在1990年代開始使用水平鑽井，但由於深入地底10,000英尺，建造鑽井的費用高昂。後來有頁岩油公司成功研發平行水平分支，每個垂直鑽井可以有數個水平鑽孔，在2014年採用後大大降低了開採頁岩油的成本。北達科他州的油田產量從2010年1月的700萬桶增加到2019年10月的4600萬桶。
北達科他州和蒙大拿州的巴肯油田是最大的已開發頁岩油田，該油田地下約兩英里處有一層緻密的含油岩石層。鑽探人員使用多級壓裂來產生更長的裂縫，然後泵水管道的短段上打孔，控制水流方向以集中水壓。
頁岩油的成本
鑽探工作佔總生產成本的四成，垂直鑽探的成本大概是$100萬美金。由於初期建造成本高昂，所以美國不少頁岩油生產商也背負巨額債務。如果單一水平鑽孔的話，油價需要達到$100/桶才能盈利。透過水平鑽孔分支，美國某些頁岩油公司的產油成本可降至$30–40美金/桶，例如埃克森美孚 Exxon Mobil (NYSE: XOM)、西方石油 Occidental Petroleum (NYSE: OXY)、雪佛龍 Chevron (NYSE: CVX)和 Crownquest Operating。
頁岩油井可以關閉嗎？
頁岩油生產較傳統油井運作更有彈性。即便在油價低的時候，石油公司可以選擇繼續鑽探。當然正在使用中的頁岩油井與傳統油井一樣不能隨便停下來，因為壓裂後的岩石裂縫除了靠沙子也需要高壓水柱提供的壓力才能維持張開，讓石油和天然氣流向油井。如果水泵停止運作，岩石裂縫便會閉合，需要800卡車荷載量的水才能重新水力壓裂製造間隙。
