石油石化行业中国是否会迎来“页岩油革命”

内容目录我国页岩油气资源潜力大 4页岩油与常规油的区别 4页岩油气资源分布 5美国“页岩油革命” 5发展关键：理论和技术突破 5降本助力产量增长 6页岩油成本结构 6降本途径 7降本效果显著 8中国页岩油是否能迎来一场革命？ 9中国和美国页岩油地质差异 9走“中国特色”道路获得突破 9我国油公司重大进展 10降本增效助力增储上产 11页岩油增储上产未来可期 13我国页岩油气增储上产会带来哪些投资机会？ 13上游投资向非常规能源倾斜，预计2023年增速可达31 13页岩油气领域受益产业链 13油公司 14油服设备及服务商 14风险因素 16图表目录图1：页岩油气/常规油气赋存及开采方式示意图 4图2：页岩油和常规油生产衰减情况对比 4图3：全球页岩气资源分布图 5图4：全球页岩气技术可采储量排名（单位：TCF） 5图5：全球页岩油资源分布图 5图6：全球页岩油技术可采储量排名（单位：十亿桶） 5图7：美国页岩油勘探开发发展历程（1953—2022年） 5图8：页岩油成本结构 6图9：井口成本结构拆分 7图10：压裂技术革新带来的成本下降 8图11：EOG各结构降本情况 8图12：美国油公司成本下降，利润增厚 8图13：北美海相和中国陆相页岩油资源禀赋的主要差异 9图14：我国陆相页岩油主要盆地 9图15：页岩油示范区建设情况 9图16：陇东页岩油示范区发展阶段及历年产量分布 10图17：中国页岩气产量及规划（亿方） 13图18：中国页岩油产量及规划（万吨） 13图19：全球不同类型油气上游资本开支（十亿美金） 13图20：页岩油气生产水力压裂示意图 13图21：压裂环节产业链及主要上市公司梳理 14图22：秉扬科技不同类型压裂支撑剂销量情况 15图23：秉扬科技压裂支撑剂收入(亿元) 15表1：常规油与页岩油差异（此表参数主要以美国为代表进行讨论分析） 4表2：截止目前中石油中石化页岩油勘探开发生产重大进展 11表3：页岩油100万吨示范成本测算 11表4：平衡油价弹性测算 12表5：近年中海油服压裂技术进展及突破 14我国页岩油气资源潜力大页岩油与常规油的区别石油按照油藏性质区分，可分为常规油和非常规油。非常规油又包含页岩油、油页岩、页岩气、致密砂岩气、致密碳酸盐岩气、油砂、盆地中心气，可燃冰等。图1：页岩油气/常规油气赋存及采方式示意图 图2：页岩油和常规油生产衰减情况对比资料来源：UpstreamPetroleumManagement， 资料来源：《HowtheShaleBoomHasTransformedtheUSOilandGasIndustry》RichardG.Newell等，针对常规油和页岩油的主要区别进行详细分析：形成方式：砂岩和碳酸岩储层；页岩油是源内成藏，是指那些生成之后没有运移出来而滞留在生油岩中的油气。聚集形态：品质差异：相较于常规油，页岩油多以轻质为主。开采难度及成本：常规油由于孔隙度、渗透率和含油饱和度较高，所以一般采用直井（没有水平段不具有经济性，必须用水平井水力压裂方式开发（增大与储层的接触面积大，因此成本更高。衰减程度：相比于常规油，页岩油递减更快，必须要通过不断打新井维持产量。表1：常规油与页岩油差异（此表参数主要以美国为代表进行讨论分析）常规油页岩油埋藏深度6000英尺9000英尺API常规轻质低硫油<40页岩油中轻质低硫油（4、超轻质低硫油（47）储层砂岩和碳酸岩储层页岩层空隙形成方式源外成藏源内成藏盈亏平衡油价新钻井：60美金/桶新钻井：48-69美金/桶衰减情况12个月后衰减50衰减更快，12个月后衰减70生产方式垂直钻井水平井+压裂聚集形态明显油藏分布、油气界面 没有明显的油藏分布与油气界面钻探活动对油价弹性 正相关，页岩油弹性更大钻探活动对油价弹性 正相关，页岩油弹性更大全生命周期产油量 页岩油产油量远远大于常规油，第一年大约是常规油平均产量的6.5倍产量对油价弹性系数 页岩油产量的价格弹性系数是常规油井的产量对油价弹性系数 页岩油产量的价格弹性系数是常规油井的6倍UsreamPerleumaemetTematfeSelevluinnU.S.landaslinePriesLutzaSatisa，《HowtheShaleBoomHasTransformedtheUSOilandGasIndustry》RichardG.Newell等，《论非常规油气与常规油气的区别和联系》邹才能等，页岩油气资源分布EIA400万亿立方英尺的国家主要有中国、美国、阿根廷和南非，技术开采储量排名前三主要是中国（1115cf、阿根廷（802c）和阿尔及利亚（707c。图3：全球页岩气资源分布图 图4：全球页岩气技术可采储量排名（单位：TCF）0资料来源：《GlobalResearchTrendsonShaleGasfrom2010–2020UsingaBibliometricApproach》Oloniniyi-Baiyegunhi等，

资料来源：EIA，1570tcf量的数据未披露。此外，由于信息可用性不足的原因，EIA没有提供有关俄罗斯和中东的数据。全球页岩油技术可采资源总量约2512亿吨，低熟页岩油和中高熟页岩油（按照有机质热成熟度的高低区分）技术可采资源量分别为2099亿吨和413亿吨。从地区分布来看，资源主要集中在北美、南美、北非和俄罗斯，亚洲和大洋洲页岩油次之；从层系分布来看，78页岩油发育在海相沉积的页岩层系中，陆相沉积页岩层系主要发育在亚洲地区。目前中国页岩油技术可采储量排名全球第三，约320亿桶。图5：全球页岩油资源分布图 图6：全球页岩油技术可采储量排名（单位：十亿桶）75583275583227261813 139 96040200资料来源：《全球页岩油形成分布潜力及中国陆相页岩油理论技术进展》邹才能等，

资料来源：EIA，美国“页岩油革命”发展关键：理论和技术突破图7：美国页岩油勘探开发发展历程（1953—2022年）资料来源：《页岩油开发利用及在能源中的作用》郭旭升等，2016年首次出口页岩气，2018年首次成为石油净出口国。美国海相页岩层系石油主要经历了三大阶段：Ⅰ.探索发展阶段得益于丰富的资源储量，19531955数几十年由于勘探认识和开发技术的局限，页岩油开发进展缓慢。Ⅱ.技术突破阶段标志性事件为：地质勘探新认识，转变勘探思路2000勘探新认识页岩油勘探局面，并发现了埃尔姆古丽油田。水平井和水力压裂技术的开发获得突破2005年，美国EOG能源公司将页岩气开发中成功应用的水平井和水力压裂技术用于开发巴肯中段页岩，并在帕歇尔油田测试中取得成功。Ⅲ.快速发展阶段2009创新使得开发成本不断下降，推动美国页岩油产量快速增长。降本助力产量增长页岩油成本结构6030-40、55-70。基础设2～86。图8：页岩油成本结构资料来源：EIA，

降本途径2014年经历油价大跌之后，RBN追踪44家美国主要的油公司发现其重新定位投资组合、削减成本来抵御价格下跌的风险，在2014-2018年精简成本结构。降本主要来自于技术进步、学习曲线建立、甜点优选、经营管理和政策支持等。最为有效的降本措施：核心在于技术进步。图9：井口成本结构拆分（截至2016年）Detailedwellcostcomponents keycostdrivers资料来源：EIA，钻完井方面：“甜点区”预测技术组合——精准定位，提升钻井成功率4致密储层微观孔隙结构三维可视化及定量表征技术；“甜点”关键地质参数定量表征技术；地质-工程一体化“甜点”准确识别与评价技术。利用大数据分析技术，优化钻完井EOG（油价40美金/桶下，30的井）201414201890+。“一趟钻”技术——缩短钻井周期运营开采方面：降低井口成本直接拉低开采成本措施：提升作业效率，2014-20162331，钻29。提高单井产量摊薄开采成本单井累产量越高，全生命周期内的单位开采成本越低。提高单井累产量的核心在于技术进步，比如超长水平段+大深度超高压水平井等技术大幅提升单井累产量。图10：压裂技术革新带来的成本下降资料来源：《技术组合是油气上游增产降本提效的关键——美国页岩油气开发的成功实践与启示》吕建中等，管理创新方面：甜点分级评价+全生命周期管理按储层品质和油井初产将页岩油产区划分为5级，第1级优质“甜点”区的平衡油价低至30美元/桶，第5级的平衡油价则超过80美元/桶。页岩油公司依据油价变化进行分级开发，提升了经济性。补贴政策方面：美国政府通过减税和直接补贴的方式，鼓励企业进行页岩油开发。降本效果显著图11：EOG各结构降本情况 图12：美国油公司成本下降，利增厚资料来源：EOG公告， 资料来源：RBN，通过技术进步，使得美国海相页岩油开发综合成本由2014年前的大于80美金/桶，大幅下降到2019年的45-60美金/桶，降本效果显著，页岩油产量得以快速提升。中国页岩油是否能迎来一场革命？中国和美国页岩油地质差异熟度低、粘土矿物含量高、可动性差等特征，勘探开发难度较大。构造演化——由于陆相页岩沉积-非均质性强，从而使得高产规律性不强，产量递减快；开后容易闭合，导致压裂改造成本较高。而且硫、沥青含量较高，采油工艺有一定挑战；基础设施完备减少前期投入；而中国陆相页岩油产区多为地表和地质复杂，水源条件不足，管网相对不发达，导致工程程度加大以及成本增高。图13：北美海相和中国陆相页岩油资源禀赋的主要差异资料来源：《页岩油开发利用及在能源中的作用》郭旭升等，走“中国特色”道路获得突破9业化规模开发最成功的国家之一。图14：我国陆相页岩油主要盆地 图15：页岩油示范区建设情况资料来源:：《我国陆相页岩油勘探开发进展与发展建议》包书景等，图16：陇东页岩油示范区发展阶段及历年产量分布

资料来源：《页岩油开发利用及在能源中的作用》郭旭升等，资料来源：《中国陆相页岩油示范区发展现状及建设可行性评价指标体系》蔚远江等，关键技术，支撑了我国陆相页岩油多领域实现重大突破。理论方面：加强对陆相页岩油赋存机理和分布规律的地质理论研究，创新形成了“陆相页岩油形成富集”理论认识，形成了一批自主知识产权。（），7我国油公司重大进展22080的非常规石油迈进，开启新一轮革命。有战略意义的重大突破。表2：截止目前中石油中石化页岩油勘探开发生产重大进展公司 盆地 时间 重大进展四川盆地2023.422021.125.527日松辽盆地2021.275渤海湾盆地2022.8414.58丰页1-1HF井峰值日产油262.8吨，刷新国内页岩油单井日产量最高纪录中国石化苏北盆地2023.11.111314.82022.730112021.123.51HF553-7HF20此前部署的沙垛1井已连续自喷生产392天，累产页岩油1.1万吨。江汉盆地2022.1126.22鄂尔多斯盆地2023.77905/11002021.610100产能为131.1万吨，加速推进500万吨产能建设，预计十四五末年产量增长到300万吨渤海湾盆地2023.45280/10中国石油2019.2松辽盆地2021.812.68四川盆地2022.11173353520.4川盆地侏罗系页岩油的历史性突破。准噶尔盆地2022.22018301油151万吨，目前日产油1935吨资料来源：重庆市涪陵区人民政府，中国网，中国石化官网，工人日报，中国石油官网等，降本增效助力增储上产（作者杨国丰等20194000-60001500元/EUR320吨/0.6-15030因此测算中假设：5000万元；1500元/吨；0.8万吨；503010；10100万吨产量经此测算，估计2019年静态平衡油价为74.3美金/桶左右。表3：页岩油100万吨示范成本测算201912345678910年产量万吨6090100100100100100100100100当年新建产量万吨60604936292523222121当年钻井数口75756245373229282726总井数口75150212257294326355383410436钻井亿元37.537.531.022.518.516.014.514.013.513.0成本运营亿元913.51515151515151515成本年度亿元46.551.046.037.533.531.029.529.028.528.0投资累计亿元46.598144181215246275304333361投资累计万吨60150250350450550650750850950产油平衡油价美元/桶74.3资料来源:《页岩油勘探开发成本研究》杨国丰，中国石油2021年报，中国石化2022年报，中国海油2022年报，68项具体措施，依靠科技创新、管理创新，提升整体效益。我国油公司降本思路：2017年的每小时15.7米提升到2021年的每小时23.8米，增幅达51.6。来降低每桶油的成本。15最终选定工程施工单位，使得单井钻井工程费用下降56.7442201940。E（单井评估的最终可采储量4.5美金/102.9美金/桶。3052美金/EUR45美元每桶盈亏平衡点。表4：平衡油价弹性测算运营成本\钻井成本降低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资料来源：《页岩油勘探开发成本研究》杨国丰，中国石油2021年报，中国石化2022年报，中国海油2022年报，页岩油增储上产未来可期中国页岩油勘探开发尚处于探索攻关试验阶段，未来发展将以中—高成熟页岩油为重点，2025500万吨/年—2030年在进一步升级和优化技1000万吨/年以上2030800-1000图17：中国页岩气产量及规划（方） 图18：中国页岩油产量及规划（吨）0

300%200%100%0%

0

2018 2019 2020 2021 20222025E

80%60%40%20%0%页岩气 同比增长（右轴）

页岩油 同比增长资料来源：中石油公告，人民日报，光明日报，国家能源局等，（注：国家能源局预测，2030E同比增长数据为CAGR）

资料来源：中石油公告，人民日报，光明日报，自然资源部网站，国家能源局等，（注：中国石油和化学工业联合会预测，2025E、2030E同比增长数据为CAGR）我国页岩油气增储上产会带来哪些投资机会？上游投资向非常规能源倾斜，预计2023年增速可达31IHS预测，2023-202520231430亿31。图19：全球不同类型油气上游资开支（十亿美金） 图20：页岩油气生产水力压裂示图11121311121314151617181920212223E24E25E26EOnshoreconventional onshoreunconventionaloffshore资料来源:IHS，中海油服业绩报告，（截止2022.12） 资料来源：《页岩气开采中的若干力学前沿问题》刘曰武等，页岩油气领域受益产业链油公司我国页岩油气资源潜力大，三桶油已将开发页岩油气列为了重点工作，并提出规划。3~510050万吨；同时，加快建设江苏油田花庄页岩油先导示范区。202212亿吨页岩油资源量，随后提出加快建设海上页岩油勘探开发示范区。随着技术的不断进步，成本不断下降，勘探开发力度不断加强，页岩油气或成为未来增储上产主力军，“三桶油”有望长期受益，推荐中国石油、中国石化、中国海油。 资料来源：各公司公告，（注：*标识表示非上市公司）油服设备及服务商页岩油气和常规油气开发生产主要的技术差异在于水力压裂，因此我们认为最大受益环节或是压裂环节。压裂生产过程主要涉及到压裂设备（压裂车组或压裂橇组）及配套产品，比如压裂软管、压裂液、压裂支撑剂（压裂砂）以及技术服务。技术服务页岩油气开发环节，美国页岩油革命中最重要的技术创新之一就是“一趟钻”技术，其中就是使用旋转导向系统极大地提高作业效率，中海油服油自主研发的“璇玑”系统（全称随钻测井和旋转导向）实现了自主研发，适用于我国复杂油气田的开发。页岩油、页岩气的开发也必须使用这项技术，有利于实现未来页岩油气更大规模、更低成本的生产。商业油流，标志着我国海上页岩油勘探取得重大突破。未来页岩油气革命的到来，直接受益的或是三桶油旗下油服公司，因此推荐中海油服，建议关注石化油服等。表5：近年中海油服压裂技术进展及突破时间 技术进展/突破2021 2021 11122021 高温海水基压裂液等自主压裂技术连续成功应用，有效助力客户探明储量发现“南海四号”在南海西部完成页岩油探井压裂测试作业并获得商业油流“南海四号”在南海西部完成页岩油探井压裂测试作业并获得商业油流标志着我国海上页岩油勘探取得重大突破2022资料来源:：中海油公告，压裂设备及零部件（或电动压裂泵表车辆和管汇车辆等。目前杰瑞股份的压裂设备已占据国内近50国内页岩气规模化开发