石油石化行業(yè)中國是否會迎來“頁巖油革命”

內(nèi)容目錄我國頁巖油氣資源潛力大 4頁巖油與常規(guī)油的區(qū)別 4頁巖油氣資源分布 5美國“頁巖油革命” 5發(fā)展關(guān)鍵：理論和技術(shù)突破 5降本助力產(chǎn)量增長 6頁巖油成本結(jié)構(gòu) 6降本途徑 7降本效果顯著 8中國頁巖油是否能迎來一場革命？ 9中國和美國頁巖油地質(zhì)差異 9走“中國特色”道路獲得突破 9我國油公司重大進(jìn)展 10降本增效助力增儲上產(chǎn) 11頁巖油增儲上產(chǎn)未來可期 13我國頁巖油氣增儲上產(chǎn)會帶來哪些投資機(jī)會？ 13上游投資向非常規(guī)能源傾斜，預(yù)計(jì)2023年增速可達(dá)31 13頁巖油氣領(lǐng)域受益產(chǎn)業(yè)鏈 13油公司 14油服設(shè)備及服務(wù)商 14風(fēng)險(xiǎn)因素 16圖表目錄圖1：頁巖油氣/常規(guī)油氣賦存及開采方式示意圖 4圖2：頁巖油和常規(guī)油生產(chǎn)衰減情況對比 4圖3：全球頁巖氣資源分布圖 5圖4：全球頁巖氣技術(shù)可采儲量排名（單位：TCF） 5圖5：全球頁巖油資源分布圖 5圖6：全球頁巖油技術(shù)可采儲量排名（單位：十億桶） 5圖7：美國頁巖油勘探開發(fā)發(fā)展歷程（1953—2022年） 5圖8：頁巖油成本結(jié)構(gòu) 6圖9：井口成本結(jié)構(gòu)拆分 7圖10：壓裂技術(shù)革新帶來的成本下降 8圖11：EOG各結(jié)構(gòu)降本情況 8圖12：美國油公司成本下降，利潤增厚 8圖13：北美海相和中國陸相頁巖油資源稟賦的主要差異 9圖14：我國陸相頁巖油主要盆地 9圖15：頁巖油示范區(qū)建設(shè)情況 9圖16：隴東頁巖油示范區(qū)發(fā)展階段及歷年產(chǎn)量分布 10圖17：中國頁巖氣產(chǎn)量及規(guī)劃（億方） 13圖18：中國頁巖油產(chǎn)量及規(guī)劃（萬噸） 13圖19：全球不同類型油氣上游資本開支（十億美金） 13圖20：頁巖油氣生產(chǎn)水力壓裂示意圖 13圖21：壓裂環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)鏈及主要上市公司梳理 14圖22：秉揚(yáng)科技不同類型壓裂支撐劑銷量情況 15圖23：秉揚(yáng)科技壓裂支撐劑收入(億元) 15表1：常規(guī)油與頁巖油差異（此表參數(shù)主要以美國為代表進(jìn)行討論分析） 4表2：截止目前中石油中石化頁巖油勘探開發(fā)生產(chǎn)重大進(jìn)展 11表3：頁巖油100萬噸示范成本測算 11表4：平衡油價(jià)彈性測算 12表5：近年中海油服壓裂技術(shù)進(jìn)展及突破 14我國頁巖油氣資源潛力大頁巖油與常規(guī)油的區(qū)別石油按照油藏性質(zhì)區(qū)分，可分為常規(guī)油和非常規(guī)油。非常規(guī)油又包含頁巖油、油頁巖、頁巖氣、致密砂巖氣、致密碳酸鹽巖氣、油砂、盆地中心氣，可燃冰等。圖1：頁巖油氣/常規(guī)油氣賦存及采方式示意圖 圖2：頁巖油和常規(guī)油生產(chǎn)衰減情況對比資料來源：UpstreamPetroleumManagement， 資料來源：《HowtheShaleBoomHasTransformedtheUSOilandGasIndustry》RichardG.Newell等，針對常規(guī)油和頁巖油的主要區(qū)別進(jìn)行詳細(xì)分析：形成方式：砂巖和碳酸巖儲層；頁巖油是源內(nèi)成藏，是指那些生成之后沒有運(yùn)移出來而滯留在生油巖中的油氣。聚集形態(tài)：品質(zhì)差異：相較于常規(guī)油，頁巖油多以輕質(zhì)為主。開采難度及成本：常規(guī)油由于孔隙度、滲透率和含油飽和度較高，所以一般采用直井（沒有水平段不具有經(jīng)濟(jì)性，必須用水平井水力壓裂方式開發(fā)（增大與儲層的接觸面積大，因此成本更高。衰減程度：相比于常規(guī)油，頁巖油遞減更快，必須要通過不斷打新井維持產(chǎn)量。表1：常規(guī)油與頁巖油差異（此表參數(shù)主要以美國為代表進(jìn)行討論分析）常規(guī)油頁巖油埋藏深度6000英尺9000英尺API常規(guī)輕質(zhì)低硫油<40頁巖油中輕質(zhì)低硫油（4、超輕質(zhì)低硫油（47）儲層砂巖和碳酸巖儲層頁巖層空隙形成方式源外成藏源內(nèi)成藏盈虧平衡油價(jià)新鉆井：60美金/桶新鉆井：48-69美金/桶衰減情況12個(gè)月后衰減50衰減更快，12個(gè)月后衰減70生產(chǎn)方式垂直鉆井水平井+壓裂聚集形態(tài)明顯油藏分布、油氣界面 沒有明顯的油藏分布與油氣界面鉆探活動對油價(jià)彈性 正相關(guān)，頁巖油彈性更大鉆探活動對油價(jià)彈性 正相關(guān)，頁巖油彈性更大全生命周期產(chǎn)油量 頁巖油產(chǎn)油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)油，第一年大約是常規(guī)油平均產(chǎn)量的6.5倍產(chǎn)量對油價(jià)彈性系數(shù) 頁巖油產(chǎn)量的價(jià)格彈性系數(shù)是常規(guī)油井的產(chǎn)量對油價(jià)彈性系數(shù) 頁巖油產(chǎn)量的價(jià)格彈性系數(shù)是常規(guī)油井的6倍UsreamPerleumaemetTematfeSelevluinnU.S.landaslinePriesLutzaSatisa，《HowtheShaleBoomHasTransformedtheUSOilandGasIndustry》RichardG.Newell等，《論非常規(guī)油氣與常規(guī)油氣的區(qū)別和聯(lián)系》鄒才能等，頁巖油氣資源分布EIA400萬億立方英尺的國家主要有中國、美國、阿根廷和南非，技術(shù)開采儲量排名前三主要是中國（1115cf、阿根廷（802c）和阿爾及利亞（707c。圖3：全球頁巖氣資源分布圖 圖4：全球頁巖氣技術(shù)可采儲量排名（單位：TCF）0資料來源：《GlobalResearchTrendsonShaleGasfrom2010–2020UsingaBibliometricApproach》Oloniniyi-Baiyegunhi等，

資料來源：EIA，1570tcf量的數(shù)據(jù)未披露。此外，由于信息可用性不足的原因，EIA沒有提供有關(guān)俄羅斯和中東的數(shù)據(jù)。全球頁巖油技術(shù)可采資源總量約2512億噸，低熟頁巖油和中高熟頁巖油（按照有機(jī)質(zhì)熱成熟度的高低區(qū)分）技術(shù)可采資源量分別為2099億噸和413億噸。從地區(qū)分布來看，資源主要集中在北美、南美、北非和俄羅斯，亞洲和大洋洲頁巖油次之；從層系分布來看，78頁巖油發(fā)育在海相沉積的頁巖層系中，陸相沉積頁巖層系主要發(fā)育在亞洲地區(qū)。目前中國頁巖油技術(shù)可采儲量排名全球第三，約320億桶。圖5：全球頁巖油資源分布圖 圖6：全球頁巖油技術(shù)可采儲量排名（單位：十億桶）75583275583227261813 139 96040200資料來源：《全球頁巖油形成分布潛力及中國陸相頁巖油理論技術(shù)進(jìn)展》鄒才能等，

資料來源：EIA，美國“頁巖油革命”發(fā)展關(guān)鍵：理論和技術(shù)突破圖7：美國頁巖油勘探開發(fā)發(fā)展歷程（1953—2022年）資料來源：《頁巖油開發(fā)利用及在能源中的作用》郭旭升等，2016年首次出口頁巖氣，2018年首次成為石油凈出口國。美國海相頁巖層系石油主要經(jīng)歷了三大階段：Ⅰ.探索發(fā)展階段得益于豐富的資源儲量，19531955數(shù)幾十年由于勘探認(rèn)識和開發(fā)技術(shù)的局限，頁巖油開發(fā)進(jìn)展緩慢。Ⅱ.技術(shù)突破階段標(biāo)志性事件為：地質(zhì)勘探新認(rèn)識，轉(zhuǎn)變勘探思路2000勘探新認(rèn)識頁巖油勘探局面，并發(fā)現(xiàn)了埃爾姆古麗油田。水平井和水力壓裂技術(shù)的開發(fā)獲得突破2005年，美國EOG能源公司將頁巖氣開發(fā)中成功應(yīng)用的水平井和水力壓裂技術(shù)用于開發(fā)巴肯中段頁巖，并在帕歇爾油田測試中取得成功。Ⅲ.快速發(fā)展階段2009創(chuàng)新使得開發(fā)成本不斷下降，推動美國頁巖油產(chǎn)量快速增長。降本助力產(chǎn)量增長頁巖油成本結(jié)構(gòu)6030-40、55-70?；A(chǔ)設(shè)2～86。圖8：頁巖油成本結(jié)構(gòu)資料來源：EIA，

降本途徑2014年經(jīng)歷油價(jià)大跌之后，RBN追蹤44家美國主要的油公司發(fā)現(xiàn)其重新定位投資組合、削減成本來抵御價(jià)格下跌的風(fēng)險(xiǎn)，在2014-2018年精簡成本結(jié)構(gòu)。降本主要來自于技術(shù)進(jìn)步、學(xué)習(xí)曲線建立、甜點(diǎn)優(yōu)選、經(jīng)營管理和政策支持等。最為有效的降本措施：核心在于技術(shù)進(jìn)步。圖9：井口成本結(jié)構(gòu)拆分（截至2016年）Detailedwellcostcomponents keycostdrivers資料來源：EIA，鉆完井方面：“甜點(diǎn)區(qū)”預(yù)測技術(shù)組合——精準(zhǔn)定位，提升鉆井成功率4致密儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)三維可視化及定量表征技術(shù)；“甜點(diǎn)”關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)定量表征技術(shù)；地質(zhì)-工程一體化“甜點(diǎn)”準(zhǔn)確識別與評價(jià)技術(shù)。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，優(yōu)化鉆完井EOG（油價(jià)40美金/桶下，30的井）201414201890+?！耙惶算@”技術(shù)——縮短鉆井周期運(yùn)營開采方面：降低井口成本直接拉低開采成本措施：提升作業(yè)效率，2014-20162331，鉆29。提高單井產(chǎn)量攤薄開采成本單井累產(chǎn)量越高，全生命周期內(nèi)的單位開采成本越低。提高單井累產(chǎn)量的核心在于技術(shù)進(jìn)步，比如超長水平段+大深度超高壓水平井等技術(shù)大幅提升單井累產(chǎn)量。圖10：壓裂技術(shù)革新帶來的成本下降資料來源：《技術(shù)組合是油氣上游增產(chǎn)降本提效的關(guān)鍵——美國頁巖油氣開發(fā)的成功實(shí)踐與啟示》呂建中等，管理創(chuàng)新方面：甜點(diǎn)分級評價(jià)+全生命周期管理按儲層品質(zhì)和油井初產(chǎn)將頁巖油產(chǎn)區(qū)劃分為5級，第1級優(yōu)質(zhì)“甜點(diǎn)”區(qū)的平衡油價(jià)低至30美元/桶，第5級的平衡油價(jià)則超過80美元/桶。頁巖油公司依據(jù)油價(jià)變化進(jìn)行分級開發(fā)，提升了經(jīng)濟(jì)性。補(bǔ)貼政策方面：美國政府通過減稅和直接補(bǔ)貼的方式，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行頁巖油開發(fā)。降本效果顯著圖11：EOG各結(jié)構(gòu)降本情況 圖12：美國油公司成本下降，利增厚資料來源：EOG公告， 資料來源：RBN，通過技術(shù)進(jìn)步，使得美國海相頁巖油開發(fā)綜合成本由2014年前的大于80美金/桶，大幅下降到2019年的45-60美金/桶，降本效果顯著，頁巖油產(chǎn)量得以快速提升。中國頁巖油是否能迎來一場革命？中國和美國頁巖油地質(zhì)差異熟度低、粘土礦物含量高、可動性差等特征，勘探開發(fā)難度較大。構(gòu)造演化——由于陸相頁巖沉積-非均質(zhì)性強(qiáng)，從而使得高產(chǎn)規(guī)律性不強(qiáng)，產(chǎn)量遞減快；開后容易閉合，導(dǎo)致壓裂改造成本較高。而且硫、瀝青含量較高，采油工藝有一定挑戰(zhàn)；基礎(chǔ)設(shè)施完備減少前期投入；而中國陸相頁巖油產(chǎn)區(qū)多為地表和地質(zhì)復(fù)雜，水源條件不足，管網(wǎng)相對不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致工程程度加大以及成本增高。圖13：北美海相和中國陸相頁巖油資源稟賦的主要差異資料來源：《頁巖油開發(fā)利用及在能源中的作用》郭旭升等，走“中國特色”道路獲得突破9業(yè)化規(guī)模開發(fā)最成功的國家之一。圖14：我國陸相頁巖油主要盆地 圖15：頁巖油示范區(qū)建設(shè)情況資料來源:：《我國陸相頁巖油勘探開發(fā)進(jìn)展與發(fā)展建議》包書景等，圖16：隴東頁巖油示范區(qū)發(fā)展階段及歷年產(chǎn)量分布

資料來源：《頁巖油開發(fā)利用及在能源中的作用》郭旭升等，資料來源：《中國陸相頁巖油示范區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀及建設(shè)可行性評價(jià)指標(biāo)體系》蔚遠(yuǎn)江等，關(guān)鍵技術(shù)，支撐了我國陸相頁巖油多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。理論方面：加強(qiáng)對陸相頁巖油賦存機(jī)理和分布規(guī)律的地質(zhì)理論研究，創(chuàng)新形成了“陸相頁巖油形成富集”理論認(rèn)識，形成了一批自主知識產(chǎn)權(quán)。（），7我國油公司重大進(jìn)展22080的非常規(guī)石油邁進(jìn)，開啟新一輪革命。有戰(zhàn)略意義的重大突破。表2：截止目前中石油中石化頁巖油勘探開發(fā)生產(chǎn)重大進(jìn)展公司 盆地 時(shí)間 重大進(jìn)展四川盆地2023.422021.125.527日松遼盆地2021.275渤海灣盆地2022.8414.58豐頁1-1HF井峰值日產(chǎn)油262.8噸，刷新國內(nèi)頁巖油單井日產(chǎn)量最高紀(jì)錄中國石化蘇北盆地2023.11.111314.82022.730112021.123.51HF553-7HF20此前部署的沙垛1井已連續(xù)自噴生產(chǎn)392天，累產(chǎn)頁巖油1.1萬噸。江漢盆地2022.1126.22鄂爾多斯盆地2023.77905/11002021.610100產(chǎn)能為131.1萬噸，加速推進(jìn)500萬噸產(chǎn)能建設(shè)，預(yù)計(jì)十四五末年產(chǎn)量增長到300萬噸渤海灣盆地2023.45280/10中國石油2019.2松遼盆地2021.812.68四川盆地2022.11173353520.4川盆地侏羅系頁巖油的歷史性突破。準(zhǔn)噶爾盆地2022.22018301油151萬噸，目前日產(chǎn)油1935噸資料來源：重慶市涪陵區(qū)人民政府，中國網(wǎng)，中國石化官網(wǎng)，工人日報(bào)，中國石油官網(wǎng)等，降本增效助力增儲上產(chǎn)（作者楊國豐等20194000-60001500元/EUR320噸/0.6-15030因此測算中假設(shè)：5000萬元；1500元/噸；0.8萬噸；503010；10100萬噸產(chǎn)量經(jīng)此測算，估計(jì)2019年靜態(tài)平衡油價(jià)為74.3美金/桶左右。表3：頁巖油100萬噸示范成本測算201912345678910年產(chǎn)量萬噸6090100100100100100100100100當(dāng)年新建產(chǎn)量萬噸60604936292523222121當(dāng)年鉆井?dāng)?shù)口75756245373229282726總井?dāng)?shù)口75150212257294326355383410436鉆井億元37.537.531.022.518.516.014.514.013.513.0成本運(yùn)營億元913.51515151515151515成本年度億元46.551.046.037.533.531.029.529.028.528.0投資累計(jì)億元46.598144181215246275304333361投資累計(jì)萬噸60150250350450550650750850950產(chǎn)油平衡油價(jià)美元/桶74.3資料來源:《頁巖油勘探開發(fā)成本研究》楊國豐，中國石油2021年報(bào)，中國石化2022年報(bào)，中國海油2022年報(bào)，68項(xiàng)具體措施，依靠科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，提升整體效益。我國油公司降本思路：2017年的每小時(shí)15.7米提升到2021年的每小時(shí)23.8米，增幅達(dá)51.6。來降低每桶油的成本。15最終選定工程施工單位，使得單井鉆井工程費(fèi)用下降56.7442201940。E（單井評估的最終可采儲量4.5美金/102.9美金/桶。3052美金/EUR45美元每桶盈虧平衡點(diǎn)。表4：平衡油價(jià)彈性測算運(yùn)營成本\鉆井成本降低0%降低10%降低20%降低30%降低40%降低0%74.369.865.360.856.3降低10%71.466.962.457.953.4降低20%68.564.059.555.050.5降低30%65.661.156.652.047.5降低40%62.758.253.749.144.6資料來源：《頁巖油勘探開發(fā)成本研究》楊國豐，中國石油2021年報(bào)，中國石化2022年報(bào)，中國海油2022年報(bào)，頁巖油增儲上產(chǎn)未來可期中國頁巖油勘探開發(fā)尚處于探索攻關(guān)試驗(yàn)階段，未來發(fā)展將以中—高成熟頁巖油為重點(diǎn)，2025500萬噸/年—2030年在進(jìn)一步升級和優(yōu)化技1000萬噸/年以上2030800-1000圖17：中國頁巖氣產(chǎn)量及規(guī)劃（方） 圖18：中國頁巖油產(chǎn)量及規(guī)劃（噸）0

300%200%100%0%

0

2018 2019 2020 2021 20222025E

80%60%40%20%0%頁巖氣 同比增長（右軸）

頁巖油 同比增長資料來源：中石油公告，人民日報(bào)，光明日報(bào)，國家能源局等，（注：國家能源局預(yù)測，2030E同比增長數(shù)據(jù)為CAGR）

資料來源：中石油公告，人民日報(bào)，光明日報(bào)，自然資源部網(wǎng)站，國家能源局等，（注：中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會預(yù)測，2025E、2030E同比增長數(shù)據(jù)為CAGR）我國頁巖油氣增儲上產(chǎn)會帶來哪些投資機(jī)會？上游投資向非常規(guī)能源傾斜，預(yù)計(jì)2023年增速可達(dá)31IHS預(yù)測，2023-202520231430億31。圖19：全球不同類型油氣上游資開支（十億美金） 圖20：頁巖油氣生產(chǎn)水力壓裂示圖11121311121314151617181920212223E24E25E26EOnshoreconventional onshoreunconventionaloffshore資料來源:IHS，中海油服業(yè)績報(bào)告，（截止2022.12） 資料來源：《頁巖氣開采中的若干力學(xué)前沿問題》劉曰武等，頁巖油氣領(lǐng)域受益產(chǎn)業(yè)鏈油公司我國頁巖油氣資源潛力大，三桶油已將開發(fā)頁巖油氣列為了重點(diǎn)工作，并提出規(guī)劃。3~510050萬噸；同時(shí)，加快建設(shè)江蘇油田花莊頁巖油先導(dǎo)示范區(qū)。202212億噸頁巖油資源量，隨后提出加快建設(shè)海上頁巖油勘探開發(fā)示范區(qū)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，成本不斷下降，勘探開發(fā)力度不斷加強(qiáng)，頁巖油氣或成為未來增儲上產(chǎn)主力軍，“三桶油”有望長期受益，推薦中國石油、中國石化、中國海油。 資料來源：各公司公告，（注：*標(biāo)識表示非上市公司）油服設(shè)備及服務(wù)商頁巖油氣和常規(guī)油氣開發(fā)生產(chǎn)主要的技術(shù)差異在于水力壓裂，因此我們認(rèn)為最大受益環(huán)節(jié)或是壓裂環(huán)節(jié)。壓裂生產(chǎn)過程主要涉及到壓裂設(shè)備（壓裂車組或壓裂橇組）及配套產(chǎn)品，比如壓裂軟管、壓裂液、壓裂支撐劑（壓裂砂）以及技術(shù)服務(wù)。技術(shù)服務(wù)頁巖油氣開發(fā)環(huán)節(jié)，美國頁巖油革命中最重要的技術(shù)創(chuàng)新之一就是“一趟鉆”技術(shù)，其中就是使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)極大地提高作業(yè)效率，中海油服油自主研發(fā)的“璇璣”系統(tǒng)（全稱隨鉆測井和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向）實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)，適用于我國復(fù)雜油氣田的開發(fā)。頁巖油、頁巖氣的開發(fā)也必須使用這項(xiàng)技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)未來頁巖油氣更大規(guī)模、更低成本的生產(chǎn)。商業(yè)油流，標(biāo)志著我國海上頁巖油勘探取得重大突破。未來頁巖油氣革命的到來，直接受益的或是三桶油旗下油服公司，因此推薦中海油服，建議關(guān)注石化油服等。表5：近年中海油服壓裂技術(shù)進(jìn)展及突破時(shí)間 技術(shù)進(jìn)展/突破2021 2021 11122021 高溫海水基壓裂液等自主壓裂技術(shù)連續(xù)成功應(yīng)用，有效助力客戶探明儲量發(fā)現(xiàn)“南海四號”在南海西部完成頁巖油探井壓裂測試作業(yè)并獲得商業(yè)油流“南海四號”在南海西部完成頁巖油探井壓裂測試作業(yè)并獲得商業(yè)油流標(biāo)志著我國海上頁巖油勘探取得重大突破2022資料來源:：中海油公告，壓裂設(shè)備及零部件（或電動壓裂泵表車輛和管匯車輛等。目前杰瑞股份的壓裂設(shè)備已占據(jù)國內(nèi)近50國內(nèi)頁巖氣規(guī)?；_發(fā)