美國頁巖油氣生產在鉆機數量急劇減少的情況下預計仍會持續強勁增長。在目前低油價環境下，為了降低作業成本，為下一輪增長做準備，石油公司和鉆井承包商都紛紛瞄準高素質隊伍和優質鉆機，目的是優化鉆井施工，提高作業效率，實現最大盈利。
 
美國頁巖氣開發的現狀與盈虧
 
目前，美國頁巖氣開發存在這樣幾個特征，即在目前商品價格環境下，石油公司都在針對各自的核心區塊擴大油氣生產，而不是擴展新區塊的產能。建設鉆機行走系統、大容量鉆井泵、雙燃料動力機及知識共享系統，所有這些都不斷地讓石油公司和鉆井承包商更快、更高效、更低成本地完成頁巖油井的鉆井作業。2015 年 3 月20 日頒布的聯邦水力壓裂條例也影響了鉆井的成本和周期，特別是在美國西部。
 
根據貝克休斯發布的信息，美國陸上鉆機數量 2014 年 11 月攀升至 1859部，截至 2015 年 4 月 10 日鉆機數量急劇減少至 951 部，清楚地表明鉆井市場在急劇萎縮。然而，不像早些年，鉆機數量已不再是油氣生產興旺與否的象征標志。事實上，盡管 2015 年鉆機數量急劇下降，美國的頁巖油氣生產預計仍會強勁增長。咨詢公司 WoodMackenzie 的專家分析指出，鉆機數量的減少與油氣生產并不相稱。在一些地區，鉆機數量的減少基本上有相當一部分由更快的鉆井速度和更短的鉆井周期所抵消。例如：多家公司仍在不斷地發布 Eagle Ford 頁巖鉆井周期縮短了5-10%，而 Permian 也已發布頁巖鉆井周期縮短 20% 的消息。
 
今年 1 月，美國頁巖氣開采 10.19億 m 3 / 天， 這 個 數 字 預 計 2016 年 1月 將 達 到 10.76 億 m 3 / 天）。 與 此同 時，Wood Mackenzie 公 司 專 家預測，今年致密油的生產將在去年的基礎上每天增加 67.3 萬桶，而去年為 12 億桶每天，2016 年將每天增加42.5 萬桶。增加的產量主要來自 6 個頁 巖 層 析：Eagle Ford、Permian、Niobrara、Bakken、Haynesville 和Marcellus。根據美國能源信息管理局的消息，自 2012 年以來，這 6 個頁巖地層占了美國幾乎 90% 頁巖油氣生產的增長量。2012 年，美國原油生產 650 萬桶 / 天，到 2014 年，增長為870 萬桶 / 天，Bakken 和 Eagle Ford兩個頁巖層析加起來占頁巖油產量增長的 67%，而 Marcellus 一個頁巖層析的天然氣產量就占了增長量的 75%。
 
于 美 國 主 要 的 頁 巖 層 析 和 次生地層，使用全球經濟模型，WoodMackenzie 公司分析了西德克薩斯輕質油（WTI）價格盈虧平衡點，分析顯示，2015 年以來，幾乎 230 億桶西德克薩斯輕質油的價格基本保持在每桶55 美元，從經濟意義上講是合算的。而模擬資源體積的 98% 在每桶 85 美元以下仍能產生 10% 的內部回報率。同時，這種產量的增長也是該行業致力于降低成本的結果，一種戰略是，許多石油公司正轉向旗下的核心頁巖區塊進行油氣開采，而不是瞄準他們知之較少的新區塊。對于核心區塊的開采，人們已看到一個相當普遍的緊縮現象，許多石油公司都希望在自己掌控的最佳儲層面積上進行油氣鉆探，這類儲層投入的成本最低，在當前價格形勢下開采頁巖油氣仍然是有經濟效益的。
 
這種轉向核心頁巖區塊鉆探的戰略是很普遍的，這也是用于頁巖開發的鉆機銳減的主要原因。一些早期用于頁巖開發如 Tuscaloosa Marine 頁巖的鉆機已經大量退出市場，原因是這些頁巖區塊的地區缺乏基礎設施和作業經驗，對于如何進行這類頁巖區塊的鉆完井作業缺乏最佳的實踐，沒有充分把握，在當下的能源價格環境下，多家石油公司已損失了大量投入。目前，每鉆一口Tuscaloosa Marine 頁巖井要花費石油公司約 1,000 萬美元的成本，相比之下，平均鉆一口 Eagle Ford 頁巖井的花費在 450~750 萬美元之間。
 
然而，即使在同一盆地，各種次生的頁巖層析可能會呈現出不同的成本盈虧平衡點。在石油公司各項決策中，最重要的因素之一是這一地區的鉆井作業需要部署多少部鉆機，例如人們會發現Bakken 頁巖開發的鉆機部署會急劇減少， 而 開 發 McKenzie County 地 區Bakken 頁巖的次生層析往往有著較低的盈虧平衡點，原因是 Bakken 頁巖大都具有最豐富的油氣產量，McKenzieCounty 地區的次生頁巖表現出超越同一地區其它次生層析的盈虧效果。
 
市場低迷時期有望看到增加投資的地區是 Cana Woodford、俄克拉荷馬州石油大省南部中心地區（SCOOP）和周邊 STACK 地區的頁巖層析，這些地區也是由于低盈虧平衡點的緣故，如俄克拉荷馬州石油大省南部中心地帶的 Springer 頁巖有一個 41 美元西德克薩斯輕質油（WTI）的盈虧點，這可以與更經濟的 Bakken 頁巖相媲美。又 如 Parshall/Sanish 頁 巖 層 析 有 一個 45 美元 WTI 的盈虧點，而 EagleFord 頁 巖 的 Karnes Trough 層 析 有一個 48 美元 WTI 的盈虧點。WoodMackenzie 公司預計，今年整個 CanaWoodford、SCOOP 和 STACK 三 個地區頁巖開發的總資本投入超過 40 億美元。這意味著超過 2014 年資本投入的 20~30%，這三個頁巖層析的產量預計 2020 年將達到每天 100 萬桶原油當量，而今年計劃的產量是每天 4 萬桶原油當量。天然氣方面專家預計，2015年多家公司將拿出旗下總投資的更大比例投入 Marcellus 和 Utica 的頁巖氣開發。 性能不斷升級的新型鉆機
 
圖 1 展 現 了 鉆 井 隊 283 正 在 使用 一 部 Patterson-UTI 能 源 公 司 的APEX XK 1500 可行走式鉆機。該鉆機正在俄克拉荷馬州的 Grade County地區進行鉆井作業，Patterson-UTI公司注意到行走式鉆機的需求在不斷增加，去年建造的 20 部 APEX 鉆機 19部配備了行走系統。
 
對于美國陸上鉆井承包商來說，由于鉆井合同的減少和鉆機封存的緣故，勞動力的減少已是很普遍的事。Patterson-UTI 鉆井公司的總裁Holcomb 先生說：“我不知道那些鉆井隊會封存鉆機而仍保持鉆井隊的人員，他們肯定會負擔不起的。希望鉆機升級和提高隊員素質，增加承包商的中標幾率，而當下最好的鉆機且具備高素質員工的鉆井隊確實有著很大機遇，每一個項目都給了這樣的鉆井隊。我認為這將使我們不斷提高效率，與我們擺脫這一低迷期相比有一個新的參考基準。”
 
說到鉆機，Holcomb 表示：“石油公司持續表現出對雙燃料和行走式現代化鉆機的偏愛，這類鉆機能讓鉆井成本和鉆井周期減至最小，考慮到選擇時，石油公司會選擇一種高性能鉆機，為其支付更多的資金，因為這類鉆機更為有效”。2015 年 3 月，Patterson-UTI 鉆井公司有約 142 部鉆機在美國本土作業，從去年 10 月最高時的 211部減至目前的數量。主要的作業區域是 Marcellus、Eagle Ford、Mid-Continent、Haynesville、Bakken和 Rockies 頁巖層析。
 
截 至 目 前，Patterson-UTI 公司 在 Marcellus 頁 巖 地 區 鉆 機 投 入的數量最為穩定，通常頁巖氣開發的鉆機投入好于頁巖油，盡管最近幾年Haynesville 頁巖是其中一個最好的頁巖氣開發氣田，特別與像 Marcellus巨型氣田相比，部署在那兒的鉆機也比頁巖油豐富的層析投入的鉆機數量更為穩定。
 
SCANDRILL 公司的總裁說：“在一個競爭激烈的鉆機市場中，石油公司對擁有先進技術的全功能鉆機的偏愛正變得更為強烈。2014 年末減少的大多數鉆機都是老式鉆機，即使大宗商品價格再次反彈，那些缺乏先進技術和功能的留守鉆機以及那些需要花費大量資金升級的鉆機可能會被淘汰或拆解。當我們在這個行業竭盡全力度過這一挑戰的時刻時，專注于我們的核心價值觀，建立我們的安全觀和知識文化仍是主要的關注點。”
 
高性能鉆機繼續分享著某些共同特點，一個關鍵的特點就是“可行走 系 統”。 圖 2 展 示 了 Patterson-UTI 公司的鉆機 244 正在德克薩斯州的 Upton County 地區打井。公司透露，該公司的鉆機數量最為穩定，在像 Permian（二疊紀）這樣的產油區塊用的并不多，而在像 Marcellus 和Haynesville 這樣的產氣區塊鉆機投入較多。
 
另一個特征需求是天然氣和雙燃料動力機，這種燃料的動力機可以節省相當大的燃料成本，同時也能減少大量排放，在那段時間里，Patterson-UTI公司擁有的 10 部鉆機 100% 使用了以天然氣為燃料的動力機進行鉆井作業，44 部鉆機采用雙燃料系統進行鉆井作業。SCANDRILL 公司有 11 部鉆機配置了雙燃料系統。
 
Devon 是一家石油公司，該公司的鉆井工程經理 Jim Powers 說：“最近幾年公司在雙燃料技術應用方面取得了顯著成效。 在 Cana Woodford 地區，為了將現場產出的天然氣作為一種燃料，公司已與一家鉆井承包商合作進行了鉆機配套， 利用現有的天然氣設施” 。Powers 先生補充說：“這只是一種補充措施，而不是完全替換柴油燃料，但它能幫助公司降低一定的燃料成本。”
 
在 Cana Woodford 地區，Devon公司目前正在 3 部鉆機上運用柴油和現場天然氣的雙燃料系統進行鉆井作業，到 5 月 1 日，將該地區所有作業的 5 部鉆機全都改為雙燃料系統，使用雙燃料系統公司預計能節省大約 30% 的燃料成本。計劃還在繼續進行，在其它頁巖開發地區擴大雙燃料系統的應用，根據公司的消息，這些地區包括 Delaware和 Powder River 盆地。
 
最近幾年這種趨勢一直在持續，由于當今鉆井周期變得更短，石油公司對鉆機的機動性要求仍是一個核心要素，如果回顧過去 10~15 年，在井上逗留30 天時，若鉆機搬遷花費 5 天時間，客戶并不會過度關注，但用 10~12 天打完一口井，5 天幾乎就是打井的一半時間。
 
SCANDRILL 公司談到，他們一直致力于幫助鉆井隊減少鉆機搬遷次數，通過各種途徑達到這一目的。他們還召集石油公司和運輸公司進行討論，讓鉆機搬遷次數進一步減少 20~40%。此外，鉆機設計已朝著快速搬遷的方向發展。SCANDRILL 公司最新的電動鉆機 1 月份已完成，該鉆機是一部整體架構且配有頂驅的桅桿式鉆機，單臺卡車裝載就可以進行搬遷，該鉆機是在與Anadarko Petroleum石油公司簽訂的一個合同下建造的，用在 Haynesville頁巖的鉆井作業，鉆機也擁有一個行走系統，它能讓鉆機以 12.2m/hr. 的速度向 8 個方向移動，同時攜帶 1,088 噸的重量移動。其它特性包括 7,500psi額定功率的泥漿泵、Caterpillar 動力氣體混合式雙燃料系統和一個能使鉆機燃油產生最大效率的創新型發動機控制系統。 未來增長趨勢
 
圖 3 展 示 了 SCANDRILL 公 司2015 年 1 月完成的一部新型鉆機 ScanVision，該鉆機采用了一個雙燃料系統和一個行走系統，在與 Anadarko公司所簽合同的推動下建造了這部新型鉆機。在這個低迷時期，盡管各公司普遍存在裁員現象，但陸上鉆井行業依然保持著充足的鉆井隊，與上世紀 80 年代所發生的情況相比，該行業當前顯現出了更加積極的征兆，那就是接下來的增長可能正是該行業興旺的拐點，具備高素質人員的鉆井隊對于一個公司的成功則是至關重要的。
 
越來越多的公司也以這個行業低迷時期為契機，提高自身的員工素質和公司實力，正如目前所做的鉆機升級。如：SCANDRILL 公司正把目光瞄準在保有最高素質的員工隊伍方面，而不是簡單地雇用長期用工，公司也將繼續完善自己的招聘流程，優先考慮那些表現出思考和解決問題能力的人才。由于設備越來越先進，需要高素質員工與這些先進鉆機打交道，員工需具備思考、進取和解決問題的能力，一旦公司擴大業務范圍，繼續保持該領域的領先地位，將會為公司帶來巨大收益。
 
Patterson-UTI 公司也在把員工的能力和經驗視作重點，雖然該行業進入到成本削減模式，石油公司聚焦鉆井優化的策略并未被忽視，領導能力的培訓也已擺在首位。Holcomb 先生認為，感到自豪的成就之一是這個行業現在對高效作業和安全作業的理解是相互依存的，過去這個行業的一些人有一種相互矛盾的信條，對效率的充分理解對這個行業是一個巨大的勝利，首先必須保證安全，而安全產生效率。