文：翁荣南（奥克拉荷马大学地质博士，长期从事油气探勘及有机地球化学研究，曾任中油公司探採研究所所长）
今（2020）年年初「」（2019年新型疾病，简称武汉、新冠）快速蔓延。为了控制，各国纷纷祭出锁国、封城及限制外出等防疫措施，严重影响经济活动，冲击石油市场。
全球的石油需求量于爆发前每天约1亿桶，骤降2500万桶。石油供过于求的现象导致油价崩跌，西德州中级原油（West Texas Intermediate, WTI）价格，由前每桶50～60美元区间，3月已跌到40多美元，跌幅近30％。
为了挽救油价，石油输出国组织会员国及同盟国（OPEC plus）紧急召开减产协商会议。但沙乌地阿拉伯与俄罗斯谈判破裂，导致产量不减反增，引发油价大战。油价继续跌至30美元以下，创近年新低。
面对如此低油价，4月的二十国集团（Group of Twenty, G20）会议在的斡旋之下，总算达成减产协议，自5月起OPEC Plus日产量先减少970万桶。只是此次罕见的大减产，仍不足以解决供过于求的问题，油价持续跌到每桶约20美元。4月20日油价再度暴跌，甚至出现史上前所未见的负油价。
WTI的5月期货价跌到每桶-37.63美元，主要原因是原油供过于求，WTI原油期货交割地，奥克拉荷马州库欣区的石油储槽容量不足。
这次的油价战及负油价事件，背后都与「页岩油」有关。近年来因页岩油的成功，使石油日产量最高达到1310万桶，其中页岩油产量多达960万桶，约佔70％。而风暴冲击下，页岩油产业的处境及展望备受瞩目。
非传统页岩油气与传统油气页岩油气，顾名思义是赋存在页岩中的石油天然气。被特别称为非传统，是因为有别于长期以来，传统的油气探採标的──地层中的油气藏。
石油天然气是页岩层（又称为生油岩）中的有机质，埋藏受热所生成。页岩中生成的油气一部分会排放出来在地层中流动，其中有部分在适合的时空条件下，聚集到地质圈闭构造内的储集层，最常见的如孔隙率及渗透率良好的砂岩，形成一个富集油气的油气藏。
18世纪中期石油工业出现后，探採业者不断发展各种探勘及钻採技术，大规模地上山下海探採油气藏。因此，传统油气资源耗竭的隐忧挥之不去。
事实上，地层中除了聚集在油气藏的油气之外，有更多的油气是散布在非油气藏的地层中，包括残留在页岩内未排放出来的油气，或排放出来赋存在孔隙率及渗透率较差的緻密砂岩层内。这些被归为非传统油气的资源，因为技术上不易开採而不具经济价值，一直不是业者的探採目标。
页岩油气的崛起2000年代初，德州的石油业者，在传统的油气藏日益枯竭之后拓展探採观念，创新应用水平钻井及高压液裂技术开採油气藏附近的页岩层，取得商业性的成功。
非传统页岩油气探採一时蔚为风潮，油气产量大增，对石油市场及经济政治影响至鉅，甚至被誉为「页岩革命」。因此，页岩油气俨然成为油气资源耗竭梦靥的终结者。
其实，开採页岩油气与其说是场革命，称为进化或许较为贴切。页岩油气是藉由精进的科技，成功拓展到较不易开採的新领域。传统探勘油气藏有如海底捞针，地质风险大、成功率低，但一旦找到，因为油气富集密度高、孔隙率及渗透率佳，因此容易开採。
而页岩油气的探採目标，是油气含量较高且容易液裂的页岩层或緻密砂岩层，称为甜蜜点（sweet spot），目标相对较大，探勘成功率高。但因为油气层緻密，必须藉由水平钻井增加与含油气地层接触的面积，再高压液裂地层，同时注入添加剂支撑裂缝，才能释出油气。
由于液裂穿透的地层範围有限，单口井的生产率下降很快，生产寿命较短且产量有限。为了维持产量必须大量且密集的钻井，因此页岩油气的生产成本，一般而言每桶40～60美元，较传统油气藏高，成为后来石油市场油价战的起因。
页岩油气发展初期，大量的页岩气生产导致国内天然气供过于求，气价大跌，无利可图。后续业者在2010年起转而投入页岩油，产量逐年增加，搅动既有的石油市场。而中东产油国面对新的竞争者，纷纷祭出以量制价的策略，企图以低油价将页岩油赶出市场，造成2014年油价崩跌。
对此，页岩油业者虽一度受到打击而萎缩，但反而致力精进探採技术及优化钻井生产作业提升产能，很快捲土重来，终于2018年缔造成为第一产油国。
此外，页岩油气开採技术也被应用在开採传统油气藏。页岩油气快速发展的原因，除了最重要的技术创新应用外，其他还包括良好的石油地质条件、政府法令多方大力支持、企业强烈的企图心、成熟的产业经营环境及充沛的市场资金等。
各国豔羡页岩油气的成果，汲汲争相模仿，但碍于缺乏上述的有利因素，至今仍少见完全成功。不过开採页岩油气可能造成环保问题，如汙染地层水和诱发地震等争议也是影响发展的因素。
后时代的页岩油展望新冠病毒重击石油业，尤其是页岩油；除了重演油价战争，也让业者提前感受到未来可能的经济萎缩及能源转型对石油市场的影响。对于石油的前途，引发石油需求高峰的议题，保守者认为现在已到达需求高峰，而乐观者则认为在全球人口及生产总值仍不断增加下，后石油需求仍会回到原来的上升轨道，并预计最快在2040年达到需求高峰。
或许，石油及化石能源未来终将逐渐退场，不再是独大的能源。但在石油世纪落幕与再生能源接轨前，仍将是经济发展所不可或缺的一环，页岩油在石油市场上也将是重要角色。
现阶段页岩油产业面临大举退潮，业务萎缩甚至重整及破产倒闭，无疑将有一段艰苦的日子。截至6月中，虽然持续中，经济活动已部分重启，油价迅速回升到每桶35美元以上。
而近期的探採投资取消、延后或缩减，使页岩油钻井平台数目持续减少，在没有新钻井填补旧井造成产能下降的情况下，将影响石油产量，刺激油价继续回升。利之所趋，页岩油经过汰弱留强，创新优化技术，势必东山再起。
而不会轻言放弃自身这项得天独厚的产业，页岩油的故事也将持续下去。
本文经科学月刊授权刊登，原文刊载于此