變革首先始於美國的頁岩氣革命。發生在美國的頁岩氣革命堪稱具有裏程碑意義的創新。水平鑽井、水力裂壓和三維地震勘探技術的突破大幅降低了從頁岩層中提取天然氣的開采成本，頁岩氣開始進入大規模商業化勘探開發階段。據美國能源情報署（EIA）的數據，2013年美國頁岩氣產量超過2800億立方米，是2000年產量的近24倍，頁岩氣占國內天然氣總產量的比重也從2000年的1%提高至2013年的40%，[2]美國已經連續四年超過俄羅斯成為世界最大的產氣國。頁岩氣產量的激增正在推動美國由天然氣淨進口國轉變為淨出口國。目前美國用於天然氣出口的投資總量已超過1200億美元，美國能源部已批準七個液化天然氣出口基地。[3]此外，按照國際能源署（IEA）在《世界能源展望2013》中的預測，輕質致密油（Light Tight Oil）的開發將使美國在2015年成為世界最大的產油國，日均石油產量可達1100萬桶。[4]美國能源部預計，美國境內從技術上講可以開采的頁岩氣儲量達25萬億立方米，若再加上其他油氣資源可供使用200年。
其次是加拿大油砂資源的開發。豐富的油砂資源使加拿大成為僅次於委內瑞拉、沙特的世界第三大石油大國，其儲量超過了伊拉克、伊朗和科威特。據美國能源情報署的數據，加拿大石油探明儲量為1730億桶，其中油砂儲量為1700億桶，占加拿大石油總儲量的98%。[5]加拿大油砂資源有完整的上中下遊開發產業鏈，2013年加拿大的原油產量為350萬桶/日，其中190萬桶/日源於油砂，占到國內石油產量的54%，按照目前的產量可以開采100年以上。未來油砂項目的產能會呈現“井噴”態勢，按照加拿大石油生產協會（CAPP）的測算，到2020年從油砂中提煉出來的石油產量將達320萬桶/日，2030年則會達到480萬桶/日。[6]作為重要的非常規石油資源，油砂戰略價值將日益凸顯。作為世界石油儲量前五大國家中的唯一非歐佩克國家，加拿大因不受歐佩克限產政策約束而備受世界矚目。
再次是巴西的深海石油。2007年以來，巴西在東南沿海大陸架海底鹽層之下相繼發現深海大油氣田，這些蘊藏在海床底下7000米至8000米深處的石油，被稱為深海石油或鹽下石油（Pre-salt Oil）。國際能源署的最新數據顯示，截至2012年，巴西石油資源的剩餘可采儲量達1060億桶，其中890億桶源於深海石油。[7]由於近期將開發近40年來拉美地區最大的深海鹽下層裏貝拉（Libra）石油區塊，巴西將成為全球主要石油出口國。預計到2035年，巴西石油產量有望比目前增長三倍，達到日產600萬桶原油的規模，成為全球第六大石油生產國。[8]目前巴西的產油量排在全球第12位。2013年，巴西政府啟動“十年能源發展計劃”，預計到2021年石油產量將擴大到500萬桶/日，出口量擴大到225萬桶/日。
最後是委內瑞拉的重油。委內瑞拉的石油資源蘊藏十分豐富，目前其石油探明儲量為2980億桶，超過了沙特的2660億桶，排名世界第一。委內瑞拉的大部分探明石油儲量位於世界上最大的重油蘊藏區——奧裏諾科重油帶（Orinoco Belt）。據美國能源情報署的數據，該重油帶蘊藏的技術可采儲量可能超過5130億桶，但主要是重油、超重油和油砂資源，目前尚不能實現商業化開發。[9] 2005年以來，委內瑞拉國有石油公司（PDVSA）開始將奧裏諾科重油帶分為四個區域、28個區塊進行開發，把重油、超重油和油砂資源轉換為“合成原油”（Syncrude）。囿於開采技術、資金投入上的限製，目前開采規模還較為有限，產量僅能維持在60萬桶/日的水平。
對中國能源外交的影響
美洲非常規能源的大規模發現和商業化開采，已經在逐步打破以中東石油為重心的“單極時代”，世界油氣供應格局開始進入“多元供應時代”。在供應軸心逐漸西移的同時，能源需求重心加速東移，能源安全出現不同以往的新特點。國際能源格局的深刻調整將對中國能源外交產生重大影響。具體而言，表現在以下三個方麵：
一是提升了中國在對俄能源外交中的主動權。美國頁岩氣革命引發的非常規能源開發熱潮加快了全球油氣生產中心向西移動和消費中心向東移動的趨勢，這將會在一定程度上削弱俄羅斯對國際天然氣市場的控製力，迫使其更加關注亞太市場。這種變化為推動中俄能源合作帶來了新契機。中俄早在2004年就正式簽訂了天然氣戰略合作協議，但由於俄羅斯的戰略意圖搖擺不定，一直不願與中國簽訂最終的供氣協議。長期以來，歐盟是俄羅斯天然氣出口的最大市場，近三分之一的天然氣供應來自俄羅斯，其中半數需要過境烏克蘭。克裏米亞事件之後，美歐對俄的經濟製裁以及歐洲尋求進口美國廉價頁岩氣供應的舉措，都讓俄羅斯感到不安。對俄羅斯而言，打開中國市場的大門——歐盟最大的替代市場，無疑將使俄的能源出口安全環境得到重大改善。在此背景下，2014年5月21日，俄羅斯天然氣工業公司（Gazprom）終於與中國石油天然氣集團有限公司簽署價值4000億美元、為期30年的天然氣供氣協議。協議的達成對中俄雙邊關係的發展具有裏程碑意義，有助於實現中國天然氣多元化供應格局。
二是加速了中國石油公司布局北美非常規油氣資產的步伐。中國的能源短缺瓶頸決定了尋求外部資源供給是提升中國能源安全的必由之路。在能源“走出去”戰略的引導下，中國石油公司積極進入美洲市場，出海步伐明顯提速。據國際能源署2014年6月發布的《中國國有石油公司海外投資報告》，2011年初到2013年底，中國石油公司在美國和加拿大的非常規資產並購規模達270億美元，[10]成果顯著。與中東、非洲等地緣動蕩地區相比，北美地區政治穩定、法製健全、投資安全係數更高。2013年2月，中國海洋石油有限公司斥資151億收購加拿大的尼克森公司，是迄今為止中國企業在海外最大金額的收購。尼克森是一家全球性能源公司，能源資產包括加拿大的油砂資源、美國的頁岩氣資源以及北海、西非和墨西哥灣的深海油氣資源。此外，中石油集團、中石化集團、中化集團也在美國實現了大筆頁岩油氣資產的收購，在北美上遊資產並購中獲得重大進展。這些大規模並購標誌著中國石油企業的跨國經營已步入新階段，開始由單純的資源導向型企業向具有投資屬性的國有跨國公司轉變。