页岩气行业研究报告

页岩气行业研究汇报页岩气概述：页岩气是从页岩层中开采出来天然气，是一个主要非常规天然气资源。页岩气形成和富集有着本身独特特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广页岩烃源岩地层中。

生烃源岩中一部分烃运移至背斜结构中形成常规天然气，还未逸散出烃则以吸附或游离状态留存在暗色泥页岩或高碳泥页岩中形成页岩气。以吸附、游离和溶解状态赋存于泥页岩中天然气与常规天然气相比，其气藏特点是页岩既是源岩，又是储层和封盖层。所以页岩气开发具备开采寿命长和生产周期长优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长久地以稳定速率产气。图一：页岩气地质情况页岩气有机成因起源种类多，即有生物气、未熟一低熟气、热解气，又有原油、沥青裂解气。页岩演化和各个阶段都有可能形成具备商业价值页岩气藏，但高演化阶段页岩气藏规模更大。现在发觉具备商业价值页岩气藏有机质类型以I-II型为主，页岩中有机质丰度与页岩气产能之间有着良好线性关系。不过页岩孔隙中含水量和矿物组成改变会影响这种线性关系。图二：页岩气与天然气情况对比世界页岩气发展情况页岩气资源全球分布情况世界范围内来看，页岩气资源开发潜力巨大。现在全球页岩气资源量约为456万亿m³，约占全球非常规天然气资源量50%,与常规天然气472万m³资源量大约相当，主要分布在中国、北美、拉美、中东、北非和独联体等地域。其中,北美地域页岩气资源量达108.7万亿m³,占全球总资源量23.8%;中国和中亚资源量共计为99.8万m³,占全球总资源量21.9%。图三：全球页岩气分布图依照美国能源信息署（EIA）对全球页岩气资源初步评定,全球共有14个区域、32个国家、48个页岩气盆地含有页岩气资源，全球页岩气技术可采资源总量达成187万亿m³。其中,中国为36万亿m³,约占世界19.3%;美国为24万亿m³,约占12.8%;阿根廷、墨西哥和南非分别约为22万亿、19万亿和14万亿m³。图四：全球主要页岩气国家储量估算2、美国页岩气开发情况（1）美国是世界上唯一实现页岩气商业开发国家：美国是世界上最早进行页岩气资源勘探开发国家，也是迄今为止世界上唯一实现页岩气大规模商业开发国家。但页岩致密低渗特点造成页岩气开采难度大、成本高，在二十一世纪以前，大规模开发页岩气并不具备经济性。20世纪80年代水平井技术被利用于页岩气开发，这是页岩气开发历史上标志性事件。其后，伴随进入21世纪页岩气压裂技术逐步成熟，水平压裂技术成熟，使得页岩气开采成本大幅下降了85%，由此页岩气商业化开发具备了可行性。页岩气勘探开发带动美国天然气产量快速增加。1998年，美国页岩气产量仅85亿m³，年页岩气产量快速增加到1379亿m³，而页岩气占全美天然气年产量比重也由1998年不到2%上升至23%；美国页岩气产量更是达成1700亿m³，远超我国1011亿m³天然气年产量。据EIA预测，2035年页岩气产量将占到美国天然气总产量49%。页岩气大量生产，造成美国天然气价格与石油价格联动机制减弱。自年至原油价格与天然气价格比值由2.5倍上升至3.0倍；美国HenryHub天然气价格从近10美元/TCF下降到现在2美元/TCF，下跌幅度近乎80%。美国页岩气大开发，提升了美国能源自给水平，美国能源对外依存度降至20世纪80年代以来最低水平。,美液化天然气进口量约120亿m³,比下降了25%。依照EIA《能源展望》,未来美国能源对外依存度将不停下降，2030年美国天然气消费依存度预计仅有6%。图五：美国页岩气在天然气中生产占比预测图六：美国页岩气在天然气中比重预测（2）美国页岩气储量及分布概况美国50个州中有48个州富含页岩气资源，主要分布在东部、中南部、墨西哥湾沿岸及落基山脉地域，共有20多个页岩气区块，集中分布在Barnett、Haynesville、Fayetteville、Marcellus、Woodford以及EagleFord等页岩区。依照EIA统计，美国页岩气技术可开发量约为24万亿m³。美国页岩气规模化开发最早始于Barnett页岩。年以后，Haynesville、Fayetteville、Marcellus和Woodford等几个页岩气田也陆续得到开发。Barnett页岩区位于美国德克萨斯州FortWorth盆地，Barnett页岩气产量412亿m³,其关键产区NewarkEast气田页岩气年产量更是高达110亿m³，是美国l2大气田之一。美国地质调查局预计该气田开采年限可达80-1。图七：美国页岩气分布图（3）技术进步及政策激励是美国页岩气发展根本原因技术创新是根本推进力。美国之所以在页岩气开发方面位居世界前列，原因主要在于水平钻井技术与水力压裂技术大规模应用。现在页岩气开发主要有直井技术和水平井技术。使用直井压裂法大规模开采气体，需要使用大型水力压裂，而大型水力压裂成本过高、对地层伤害过大；水平井初始成本虽为直井1.5-2.5倍，但初始开采速度、控制储量和最终评价可采储量却是直井3-4倍。以前美国页岩开采基本采取直井技术，今后大量应用水平井技术，水平井数量已远超直井数量。现在美国约85%页岩气生产井采取水平井和多级压裂技术开采。图八：页岩气开发示意图矿权清楚、高度分工推进创新和商业化。产权清楚促使美国页岩气开发高度分工协作。美国页岩气矿业权能够自主经营或经过市场交易出让，所以即使美国页岩气开采技术创新均来自中小企业，但在中小企业实现技术突破后，大企业经过并购或合资等方式介入。大企业在投资规模上更具优势，从而将页岩气开发快速规模化。因为开发各步骤、各阶段会有不一样类型、不一样规模企业介入，分工协作，所以页岩气开发回收快、效率高。政策强力支持与环境保护协调发展。20世纪70年代开始，美国联邦及各州政府实施了一系列激励代替能源发展税收扶持及补助政策，激励了美国非常规天然气勘探量和产量大幅提升。在页岩气发展早期，美国对页岩气发展采取较为宽松环境保护监管态度；伴随开采规模扩大，监管才逐步趋严。美国政府经过修改法律取消了“哈里伯顿漏洞”（将水力压裂从《安全饮用水法》中免去，解除环境保护局对这一过程监管权力，让水力压裂技术很快应用起来，该免去条款被称为“哈里伯顿漏洞”），同时要求将水力压裂中充分披露所用化学增强剂情况以进行评定其地下水影响等。3、页岩气开发对世界天然气市场格局影响页岩气在美国成功开发（被称之为页岩气革命）,激发了世界上其余国家对页岩气资源开发热情。现在，除美国外，加拿大、德国、波兰、澳大利亚、印度等国家均开始了页岩气研究和勘探开发工作。年加拿大页岩气产量达成70亿m³，另外继美国之后第二个对页岩气进行实质性开发国家。总体而言,世界页岩气资源潜力开发潜力即使巨大,但地质条件、经济环境差异较大,面临很多制约，能否成功复制美国模式实现页岩气大规模商业性开发仍存在不确定性。美国页岩气革命将深刻影响全球天然气市场格局。美国以6240亿m³产量首次超出俄罗斯成为世界第一大天然气生产国，美国正在向LNG（液化天然气）出口国转变，现在已经与欧洲订立了LNG出口协议。这使得俄罗斯正在逐步丧失其在欧洲天然气市场强硬定价权。据估量，未来俄罗斯在非前苏联组员国欧洲国家天然气市场份额将从27%下降到13%左右。欧洲天然气消费过于依赖俄罗斯局面将得到改变。俄罗斯不得不将销往欧洲部分天然气价格同石油价格脱钩，并降低其天然气出口价格。图九：美国超越俄罗斯成为世界第一天然气生产国（单位：TCF）世界天然气价格波动也制约着页岩气开发。依照统计，乐观情况下天然气价格3-4美元／百万BTU(英制热量单位)时，页岩气开采才具备可行性；而消极条件下，只有天然气价格为5-7美元／百万BTU时，页岩气才能够大规模开采。北美页岩气开采量快速上升造成直接结果就是天然气价格连续走低，而天然气价格连续低迷会打击企业投资热情。现在美国Barnett页岩气开发项目标成本为300-500万美元／口；Marcellus页岩气项目标成本大部分为150-430万美元／口。依照美国能源部数据，11月-4月，因为天然气价格低迷，美国天然气井钻机动用数量下降了33%；而与此同时，开发商在钻井、水力压裂等方面费用支出仍在继续增加，再加上债务融资，这造成了许多页岩气开发商现在处于亏损状态。年美国页岩气产业“领头羊”切萨皮克（Chesapeake）能源企业亏损了90多亿美元，切萨皮克不得不连续出售资产来偿还巨额债务。总之，未来假如天然气价格连续低迷，必将制约页岩气投资和建设。中国页岩气开发情况开发页岩气有利于保障我国能源安全页岩气开发及利用对于保障我国能源安全事关重大。跟据发改委能源所预测，-，我国天然气消费需求将以13%年均增加率递增，到年全国天然气需求将达成亿m³，在基础上翻一番；而到我国天然气消费需求则将增加到3000亿m³左右。即使现在天然气在我国能源消费结构中仅占4%，但按照国际能源署(IEA)预测，2035年天然气在我国消费结构中所占比重将上升到13%；我国天然气需求增加将占到全球天然气需求总增加量1/4。现在我国石油对外依存度已经达成55%，对进口天然气依存度为20%，而依照预测，到，我国进口天然气数量将占到总需求量33%。IEA预测，假如我国页岩气开发进展顺利，2035年我国天然气消费对外依存度将只有20%；假如开发不力，到时我国50%天然气消费都将依赖进口。国内页岩气开发力度决定了我国天然气对外依存度大小。另外，页岩气开发也会减轻我国面临油气地缘竞争压力，尤其使我国在中俄天然气价格谈判过程中将拥有更多议价能力。2、中国页岩气开发碰到问题（1）资源勘探程度低及分布区域广现在，我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段,页岩气可采储量说法不一，面临资源勘探程度不明困境。开发页岩需要大量数据，包含岩石学、地质力学、压裂传导性等，而我国页岩板块复杂，可供勘探面积较零碎，所以我国页岩气勘探有一定难度，需要时间。EIA认为我国页岩气开发潜力位居世界第一，其预计我国页岩气可采储量约为36万亿m³，然而美国并未对中国进行过页岩气系统勘查，可信度存疑。依照中国石油勘探开发研究院油气资源规划所数据，中国页岩气资源量约26-31万亿m³，但该所并没有对页岩气资源进行准确评定，仅是按体积法估算出结果。依照国土资源部公布《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》，我国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿m³，可采资源潜力为25.08万亿m³（不含青藏区）。其中，已获工业气流或有页岩气发觉评价单元，面积约88万平方公里，地质资源为93.01万亿m³，可采资源为15.95万亿m³，是现在页岩气资源落实程度较高，较为现实勘查开发地域。此次《评价及优选》，将我国陆域划分为上扬子及滇黔桂区、中下扬子及东南区、华北及东北区、西北区、青藏区五大区，范围涵盖了41个盆地和地域、87个评价单元、57个含气页岩层段。页岩气储量、产量增加将主要来自包含四川、重庆、贵州、湖北、湖南、陕西、新疆等省（区、市）在内四川盆地、渝东鄂西地域、黔湘地域、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等。相对而言，我国海相页岩勘探前景最好，其中四川盆地及其周缘地域最为现实;海陆过渡相与煤系页岩难以形成规模区块，勘探潜力有待落实。图十：中国海相及陆相页岩分布图依照国家能源局于3月公布《页岩气发展规划》（-），我国在“十二五”期间，首先需要基本完成对全国页岩气资源潜力评定与勘探，为“十三五”页岩气开发打好基础。规划中还提及，到页岩气目标产量为65亿m³，而我国天然气消费量为1300亿m³，65亿m³页岩气仅够我国使用20天。这意味着我国页岩气大规模开发要等到-年间。（2）开发技术落后技术问题是我国页岩气发展面临主要限制。依照《页岩气发展规划》（-年），现在我国已初步掌握了页岩气直井压裂技术，但水平井技术尤其是分段压裂等关键技术，尚待突破，距离真正开发页岩气还有距离。因为技术瓶颈，与美国开展合作是必定选择，但合作不代表技术。美国对页岩气关键开采技术严格保密，甚至连专利都不申请。我国面临技术受制于人窘境。（3）环境保护问题突出页岩气开发采取高压水力压裂法，经过向地下岩层泵入高压液体致使岩层产生裂缝，从而达成油气增产目标。高压液体为掺有沙石和化学物质高压水，所以页岩气开采需要消耗大量水，一口页岩气井通常需要20万吨水，而我国页岩气潜力地域较大准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地及华北地域普遍为缺水地域；而且因为长久超采地下水，华北地域存在大面积地下水采空区，页岩气开发需要向地下施加高压力会带来一定地质灾害。同时水力压裂法有引发地震担忧，我国页岩气最具开发潜力四川地域处于地震高发带，有一定安全隐患。另外开采过程中所用压裂液含有约2%百分比化学增强剂，包含为溶解矿物和造缝而添加盐酸、为保持压裂液黏度而添加硼酸盐等。页岩气钻井深度通常超出1500m，假如污水回收工作不到位，会造成深层地下水污染。因为浪费水资源，且有地震隐患，页岩气开采在多国受到质疑。6月，法国第一个立法禁止采取水力压裂法；甚至美国一些州，出于对环境保护问题担忧，也已禁止水力压裂法开采页岩气。图十一：中国页岩气和水资源分布图注：绿色为发觉页岩气地域、灰色为水资源受限地域（4）地质结构复杂开采困难相对而言，我国陆上页岩具备“一深二杂三多”特点，主要表现在埋藏较深，埋深超出3500米页岩占65%；地表条件与页岩热演化史复杂，南方和中西部地域以山地与丘陵为主，海相页岩成熟度偏高，陆相页岩成熟度偏低；页岩类型、分布层位和结构运动多。开发页岩气地质条件远不如美国优良。图十二：中国页岩气地质及开发条件特点（5）输送管网不足页岩气开发建设须管道先行。利用天然气管道输送页岩气，是陆上大规模输送页岩气最好方式。我国页岩气潜在产区大多位于人烟稀少偏远地域，页岩气开采后，怎样输送到消费端成为有待处理问题。现在我国天然气输送管网密度极低，天然气管道总长度只有约4万公里,而美国天然气管道长达55万公里，超出中国十倍。美国庞大完善天然气管网系统，降低了页岩气开发前期步骤投入。而且，美国天然气开发与输送分离，天然气管道网络运行商对供给商无歧视准入，从而降低了页岩气输送成本；相对而言，我国输气管道本就为数不多，还隶属于不一样企业、各自为阵，管道建设缺乏统一协调，制约中国页岩气发展。3、“十二五”是我国页岩气开发起步阶段现在我国页岩气开发正在有条不紊逐步开展。国