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,页岩气将进入高速发展期-120106

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页岩 进入 高速 发展期 120106
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本公司具备证券投资咨询业务资格 请务必阅读正文后免责条款部分 [摘要:  2011 年 12 月 30 日 ,国土资源部发布 2011 年第 30 号公告,国务院批准页岩气为新的独立矿种,中国油气资源 “家族”增添一个新“成员”。 至此,中国已发现 172 种矿产。页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水,生产周期长,一般 30~50年,勘探开发成功率高,具有较高的工业经济价值。中国页岩气资源潜力大,初步估计中国页岩气可采资源量超过三十万亿立方米,与常规天然气相当。  本次国务院将批准页岩气的独立矿种属性将对促进中国整个页 岩气产业的发展具有重大意义。 按国务院指示精神,考虑页岩气自身特点和中国页岩气勘查开采进展以及国外经验,国土资源部将页岩气按独立矿种进行管理,引进多种投资主体,制定相关支持政策,推进页岩气勘查开采进程,尽快实现中国页岩气规模开发,有利于缓解中国油气资源短缺,提高天然气供应能力,有利于改变中国能源结构,增加清洁能源供应,形成油气勘探开发新格局。  未来 5将是页岩气发展的黄金时代。 国土资源部将页岩气列为独立矿种,鼓励多种投资主体进入页岩气勘探开发领域,今后将有更多的页岩气区块面向社会招标出让。遵循美国的经验 ,非常规气尤其是页岩气的开发应更多向市场开放,鼓励各种新技术的应用和创新。从这一点上说,比较适合有实力的民营企业进入。但因为国内天然气价格偏低,以及非常规气并网等问题短期内难以解决,中国对页岩气的开发目标是:在 2020 年实现年产能 150立方米。该产能是中石油目前所有非常规能源产量的 150。  杰瑞股份 生产 的油田专用设备能满足页岩气开采所需要求。 和 页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大,所有的井都需要储层压裂改造才能够开采出来。压裂和径向钻井是作为页岩气开发的 两大重要手段,从设备到服务杰瑞都有涉足。目前,能满足页岩气开发的压裂设备国内只有四机厂和杰瑞两家能生产;能提供径向钻井服务的,国内目前只有杰瑞与美国径向钻井公司的合资公司。 [ [证券研究报告 分析师 王皓宇 系人 王浩 话: 0755 件: 政策春风, 页岩气 将进入 高速发展期 —— 在 2012 来临之际,页岩气成为独立矿种 2012 年 1 月 5 日 评级: 推荐 (首次评级) 石油石化 行业深度报告 [联系人 电 话:邮 件: [行业主要数据 上市公司家数 33 总市值(亿元) 26,通 A 股市值(亿元) 22,石油石化行业与沪深 300 指数比较 272013060. 0101/11 03/11 05/11 07/11 09/11 11/11石油石化 沪深3 0 0[相关报告 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 2 目录 1、页岩气成为中国第 172 种矿产 ....................................................................... 4 岩气简介 ......................................................................................................................................... 4 土资源部正式公布页岩气为新发现矿种 .......................................................................................... 4 2、非常规气将成为我国未来重点发展对象 ......................................................... 5 国原油和天然气对外依存度不断上升 .............................................................................................. 5 然气在能源结构中将占据重要地位 ................................................................................................. 6 国将大力发展非常规天然气资源 ..................................................................................................... 7 岩气独立矿种属性界定具有重大意义 .............................................................................................. 8 岩气将迎来发展的黄金时代 ............................................................................................................ 8 3、国内页岩气资源 ........................................................................................... 10 内页岩气资源分布情况 ................................................................................................................. 10 内页岩气勘探开发现状 ................................................................................................................. 12 程技术之一:页岩气水平井钻井技术 ............................................................................................ 15 程技术之二:水平井分段压裂改造技术 ........................................................................................ 17 4、现阶段页岩气产业面临的七大问题 .............................................................. 19 源勘探风险 .................................................................................................................................... 19 术研发及技术合作风险 ................................................................................................................. 19 资主体单一 .................................................................................................................................... 19 网设施不足 .................................................................................................................................... 20 价机制 ........................................................................................................................................... 20 策风险 ........................................................................................................................................... 20 保因素 ........................................................................................................................................... 20 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 3 图表目录 图 1 致密气、页岩气、煤层气储层谱 .......................................................... 4 图 2 中国原油对外依存度逐年提高 ............................................................ 5 图 3 中国天然气对外依存度逐年提高 .......................................................... 6 图 4 天然气供应来源 ........................................................................ 7 图 5 非常规天然气资源的成藏特征示意图 ...................................................... 8 图 6 全球页岩气储量分布图 .................................................................. 9 图 7非常规天然气资源的开发特点示意图 ..................................................... 10 图 8 我国页岩气资源分布图 ................................................................. 11 图 9 页岩气资源潜力排序 ................................................................... 12 图 10 先导性测试现场作业全景照片 .......................................................... 13 图 11 中国页岩气勘探形势图 ................................................................ 14 图 12 1990...................................... 15 图 13 1993.................................... 15 图 14 岩压裂模式示意图 .......................................................... 16 图 15页岩气压裂设备操作示意图 ............................................................ 17 图 16 直井、水平井和压裂的水平井泄流面积对比 .............................................. 18 图 17 水平井与裂缝不同方向的效果 .......................................................... 18 表 1 国土资源部新发现矿种公告 2011年第 30号 ................................................ 5 表 2 国内页岩发育在古生界海相、中新生界陆相盆地 ........................................... 10 表 3 国内三大地区海相页岩气资源量分布 ..................................................... 12 表 4 三大海相盆地页岩气基本数据 ........................................................... 13 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 4 1、页岩气成为中国第 172 种矿产 岩气简介 以甲烷为主要成分、非常规天然气形式存在的页岩气, 2011 年 12 月30 日 正式成为中国第 172 种矿产,国土资源部也将按独立矿种制定投资政策,进行页岩气资源管理。 页岩气是一种特殊的非常规天然气。页岩气定义:赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气,具有自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征。页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水,一般无自 然产能或低产,需要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采,单井生产周期长,一般 30,勘探开发成功率高,具有较高的工业经济价值。 图 1 致密气、页岩气、煤层气储层谱 数据来源:中石油资料、 第一创业证券研究所 土资源部正式公布页岩气为新发现矿种 按国务院指示精神,考虑页岩气自身特点和中国页岩气勘查开采进展以及国外经验,国土资源部将页岩气按独立矿种进行管理,引进多种投资主体,制定相关支持政策,推进页岩气勘查开采进程,尽快实现中国页岩气规模开发,有利 于缓解中国油气资源短缺,提高天然气供应能力,有利于改变中国能源结构,增加清洁能源供应,形成油气勘探开发新格局。为推进页岩气勘查开采,目前国土资源部已完成第一轮页岩气探矿权招标出让,引入多种投资主体,通过竞争取得探矿权,通过合同约定勘查年限和投入,通过监管督第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 5 促中标企业履行合同。建立退出机制,对于未完成合同承诺勘查投入的,要求探矿权人部分或全部退出区块。 表 1 国土资源部新发现矿种公告 2011年第 30号 矿种名称 发现单位 发现时间 主要用途 产地名称 产地地理坐标 经度 纬度 页岩气 国土资源部油气资源战略研究中心、重庆市国土资源和房屋管理局、中国地质大学(北京)、重庆地质矿产研究院 2009年 11月 民用和工业燃料, 化工和发电 彭水县 108° 24′30″ 29° 41′42″ 资料来源: 国土资源部网站、第一创业证券研究所 2、非常规气将成为我国未来重点发展对象 国原油和天然气对外依存度不断上升 近年来,石油资源短缺已成为制约全球经济发展的共同难题,世界各国都掀起了非常规油气勘探开发的热潮,开发非常规油气已成为各国油气勘探开发的重点发展对象。 随着我国国民经济的持续快速发展,油气供需矛盾也逐渐显现。 图 2 中国原油对外依存度逐年提高 数据来源: 第一创业证券研究所 近年来,我国传统能源对外依存度逐年上升, 2010 年我国原油对外依存度达到 煤炭净进口量约 吨,同比增长近 41%,逐年增大;同时,我国天然气消费需求的增长速度已经超过煤炭和石油,天然气供需矛第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 6 盾突出, 2010 年我国天然气对外依存度达到 在当前煤炭面临环保压力、油气对外依存度高企、核电公共安全突显、新能源并网遇阻的 大环境下,加快开发页岩气的开发及利用对保障能源供应安全意义重大。 图 3 中国 天然气 对外依存度逐年提高 数据来源: 第一创业证券研究所 天然气在能源结构中将占据重要地位 对所有燃料的需求都在上升,但化石燃料在全球一次能源消费中的占比会从 2010 年的 81%小幅下滑到 2035 年的 75%。 到 2035 年之前,天然气是唯一一种在全球能源结构中占比增加的化石燃 料。 按照我们“富煤贫油少气”的国情,决定了常规天然气的增长潜力有限,由于我国油田大部分处于开采后期,溶解 气丰度有所降低,即使考虑到“十二五”期间,西北地区仍会有一些溶解气高的油田投产,油田伴生气的产出仍不可避免会有所降低。 表 2 全球非常规天然气与常规油气的比例表 资源类别 比例 非常规天然气 (总和为62%) 煤层气 7% 页岩气 12% 致密气 6% 天然气水合物 37% 常规油气 38% 数据来源: 《天然气工业》 、第一创业证券 研究所 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 7 北美地区的非常规天然气产业的崛起, 对 全球市场发生影响深远的变革,国内资本市场对煤层气、页岩气也寄予厚望。 非常规天 然气已经改变了北美天然气市场。到 2030 年,预计页岩气和煤层气将占北美天然气产量的57%,并能够使液化天然气出口变得经济可行。但成本和进入风险依然存在。在北美以外地区,非常规天然气可能在未来发挥更大作用。克服技术和监管障碍的能力将决定发展步伐。 图 4 天然气供应来源 数据来源: 第一创业证券研究所 我国将大力发展非常规天然气资源 中国的天然气产量预计每年增长 6%,煤层气和页岩气可能占这种增长的 41%,但中国的进口需求仍将上升。 随着我国对天然气需求 快速增加,非常规气的勘探和开发逐步受到重视。 我们认为煤层气是现阶段非常规天然气的发展突破点。煤层气开采技术相对成熟,但是由于输送手段和利用手段的欠缺,目前利用率仅有 30%左右, “ 十一五规划 ” 我国煤层气产量 100 亿立方米, 在“十二五”规划中,煤层气产量 2015 年将翻番,达到年产 210其中井下抽采量达 125 亿立方米。 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 8 图 5 非常规天然气资源的成藏特征示意图 数据来源: 《天然气工业》、第一创业证券 研究所 美国自上世纪开采岩页气以来,产量接近 1000 亿立方米,超过我国常规天然气的年产量。页岩气快速勘探开发使美国天然气储量增加了 40%,2010 年页岩气产量将占全美天然气产量的 15%以上。根据美国能源资料协会 (011 年 4 月份发布资料估计 ,中国技术可采页岩气储量为 亿立方米 (1,275 万亿立方英尺 ),远高于排名第二的美国( 亿立方米即862 万亿立方英尺 )。 页岩气作为一种新能源,需要全新的勘查开采技术手段和全新的管理方式。页岩气开发高度依赖于技术进步,如果按照常规油气思路开发页岩气,必然导致成本居高不下。 页岩气独立 矿种属性界定具有重大意义 本次国务院将批准页岩气的独立矿种属性将对促进中国整个页岩气产业的发展具有重大意义。按国务院指示精神,考虑页岩气自身特点和中国页岩气勘查开采进展以及国外经验,国土资源部将页岩气按独立矿种进行管理,引进多种投资主体,制定相关支持政策,推进页岩气勘查开采进程,尽快实现中国页岩气规模开发,有利于缓解中国油气资源短缺,提高天然气供应能力,有利于改变中国能源结构,增加清洁能源供应,形成油气勘探开发新格局。 页岩气将迎来发展的黄金时代 过去 5 年间,美国页岩气产量增长近 20 倍,成为全球最大 天然气开采国。 2006 年美国页岩气产量为当年天然气总产量的 1%,而 2010 年这一比例跃升至 17%,超过 1000 亿立方米( 2010 年中国天然气总产量为 五年间,美国页岩气产量增长近 20 倍。美国不仅实现天然气自给 ,还可能成为天然气出口国,这被称为美国的“页岩气革命”。这背后,第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 9 美国页岩气产业链上大大小小上万家企业功不可没。其操作模式多为小型企业联合提供技术,与本地石油企业联合前期开发。当项目进展到一定的规模时,全国性或者跨州的大型石油企业便进行收购。 除了对油田增产,提高采收率外,页岩气的开采 带来新的设备需求领域。海外压裂设备在北美主要用于非常规气开发,除北美外其他地区主要 用于石油增产。 美国自上世纪开采岩页气以来,产量接近 1000 亿立方米,超过我国常规天然气的年产量。页岩气快速勘探开发使美国天然气储量增加了40%, 2010 年页岩气产量将占全美天然气产量的 15%以上。根据美国能源资料协会 (011年 4月份发布资料 估计 ,中国技术可采页岩气储量为 1,275 万亿立方英尺 ),远高于排名第二的美国( 亿立方米即 862 万亿立方英尺 )。我国作为天然气储量较低,页岩气给我国带来 新的替代资源,也将给公司带来新的市场需求。 图 6 全球页岩气储量分布图 数据来源: 一创业 证券 研究所 页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大,所有的井都需要储层压裂改造才能够开采出来。 压裂 和 径向钻井是 作为页岩气开发的两大重要手段 , 从设备到服务 杰瑞都有涉足。 目前,能满足页岩气开发的压裂设备国内只有四机厂和杰瑞两家能生产;能提供径向钻井服务的,国内目前只有杰瑞与美国径向钻井公司的合资公司。 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 10 图 7 非常规天然气资源的开发特点示意图 数据来源: 《天然气工业》 、第一创业 证券 研究所 中国对页岩气的开发目标是:在 2020年实现年产能 150产能是中石油目前所有非常规能源产量的 150究表明,中国的地质结构与美国类似,我国页岩气储量最丰富的地方在四川盆地。 据 计,目前全美页岩气井多达上万个,参与页岩气开发的石油公司也已上万家。国内第二次页岩气招标 (有可能在明年初举行) 形式的改变也许暗示着中国将要复制美国的页岩气开采发展之路。 研究表明,中国的地质结构与美国类似,我国页岩气储量最丰富的地方在四川盆地。 3、 国内页岩气资源 内页岩气资源分布情况 中国的页岩气储层分布广泛,主要有海相和陆相两种类型。 海相 主要分布在南方的 三大地区或盆地 , 陆相 主要分布在中西部地区的 五大盆地 。 表 3 国内页岩发育在古生界海相、中新生界陆相盆地 三大海相页岩分布区 五大陆相页岩分布区 南方古生界海相页岩 松辽盆地白垩系湖相页岩 华北地区下古生界海相页岩 准噶尔盆地中-下侏罗统湖相页岩 塔里木盆地寒武-奥 陶系海相页岩 鄂尔多斯盆地上三叠统湖相页岩 吐哈盆地中 渤海湾下第三系湖相页岩 数据来源: 中石油资料、第一创业 证券 研究所 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 11 页岩气资源广泛分布于海相(主要)、陆相沉积盆地内,在全国范围内,各地质历史时期都存在页岩气资源。 图 8 我国页岩气资源分布图 数据来源: 中石油资料、第一创业 证券 研究所 我国页岩气资源潜力排序为: 1、在四川、鄂尔多斯、中下扬子地区、华北盆地页岩地质条件最好。 2、准噶尔、松辽、吐哈等盆地页岩气基本地质条件较好。 3、柴达 木、辽河等盆地页岩气地质条件较差。 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 12 图 9 页岩气资源潜力排序 数据来源: 中石油资料、第一创业 证券 研究所 国内页岩气勘探开发现状 目前全球页岩气业务主要集中在海相。初步预测国内三大地区海相页岩气资源量约 21 万亿方,占总资源量的 70%。 我国页岩气资源的主体是海相页岩气资源,南方地区是页岩气成藏有利区域。 表 4 国内三大地区海相页岩气 资源量分布 三大海相页岩分布区 资源量 南方古生界海相页岩 12万 亿 华北地区下古生界海相页岩 4万亿 塔里木盆地寒武-奥陶系海相页岩 5万亿 数据来源: 中石油资料、第一创业 证券 研究所 南方海相古生界页岩分布面积广、厚度大、有机质含量高、成熟度适中,有利于页岩气成藏 。 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 13 表 5 三大海相盆地页岩气基本数据 地区或盆地 地层 面积 厚度 有机碳含量 成熟度 气显示情况 104m % 南方地区 1、 30009 2显示活跃, 获工业 气流 华北地区 O,00: 气显示 塔里木盆地 ∈ 30 O: : 显示 数据来源: 中石油资料、第一创业 证券 研究所 2011 年 4 月,国内第一口页岩气水平井在四川威远县实现完井,这标志着中国页岩气开采进入实质性的实验生产阶段。本次作业是国内第一次页岩气水平井的压裂施工作业,杰瑞有 3台压裂车参与了施工,在作业过程中运行平稳,控制稳定,总体表现优异,尤其在燃油 效率和排放上优于其他公司产品。 这将有利于巩固公司作为压裂设备供应商的地位。 目前, 页岩气勘查工作在四川威远、湖北等地取得了良好的勘查效果,已有 4口探井获得了工业气流。 图 10 先导性测试现场作业全景照片 数据来源: 公司资料图片 、第一创业 证券 研究所 页岩气发展优势明显。资源量丰富,与常规天然气相当 。 可作为独立的矿种,不存在采气权和采矿权的冲突 。国土资源部将页岩气列为独立矿种,第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 14 鼓励多种投资主体进入页岩气勘探开发领域,今后将有更多的页岩气区块面向社会招标出让。 遵循美国的 经验,非常规气尤其是页岩气的开发应更多向市场开放,鼓励各种新技术的应用和创新。从这一点上说,比较适合有实力的民营企业进入。但因为国内天然气价格偏低,以及非常规气并网等问题短期内难以解决, 中国对页岩气的开发目标是:在 2020年实现年产能 150产能是中石油目前所有非常规能源产量的 150这意味着未来 5将是页岩气发展的黄金时代。 中国政府对中国页岩气勘探给予了高度重视。 2009 年中国与美国签署了《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》,国土资源部设立了“全国页岩气资源潜力 调查评价及有利区优选”重大专项; 2010 年中国与美国制订并签署了《美国国务院和中国国家能源局关于中美页岩气资源工作行动计划》、成立了国家能源页岩气研发(实验)中心; 2011 年科技部在油气重大专项中设立《页岩气勘探开发关键技术》项目,国家发展和改革委员会等多部委联合编制了中国页岩气“十二五”勘探开发规划。目前,中国已在陆上广泛开展了页岩气前期地质评价和勘探开发先导试验,初步明确了上扬子区古生界海相富有机质页岩为中国陆上页岩气勘探最有利领域。据不完全统计,中国已在陆上四川、鄂尔多斯、渤海湾、沁水、泌阳等盆地,云 南昭通、贵州大方、建南、铜仁等地区开展了页岩气钻探与水力压裂试气,完钻页岩气井 35 口(水平井 5 口),水力压裂试气井 14(水平井 2 口),获工业气(油)流井 11 口(水平井 1 口),初产超过 1× 104m3/d 气井 7 口。四川盆地、云南昭通实现了古生界海相页岩气的突破;四川盆地、鄂尔多斯盆地陆相页岩气见到良好显示;泌阳盆地陆相页岩油勘探也取得了进展。 图 11 中国页岩气勘探形势图 数据来源: 《天然气工业》、第一创业证券 研究所 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 15 工程技术之一: 页岩气水平井钻井技术 2002 年以前,垂直井是美国页岩气开发主要的钻井方式,随着 2002年 源公司 7 口 岩气试验水平井取得了巨大成功,业界开始大力推广水平钻井,水平井已然成为页岩气开发的主要钻井方式。 2002年后, 岩气水平井完井数迅速增加, 2003 岩水平井累计达 4960 口,占 岩气生产井总数的 50%以上, 2007年完钻 2219 口水平井,占该年页岩气完井数的 94%。 图 12 1990国 数据来源: 一创业 证券 研究所 随着 1999 年重复压裂、 2003 年水平钻井以及 2005 年水平井分段压裂等一系列新技术的广泛运用, 岩气发展速度惊人,从 1997岩气区有多达 8629 口页岩气井投入生产(其中水平井 4973 口,占 50%以上)。新技术的运用同样使 岩气产量发生了翻天覆地的变化。 图 13 1993国 变化曲线图 数据来源: 中石油资料、第一创业 证券 研究所 第一创业证券有限责任公司 研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 16 与直井相比,水平井在页岩气开发中具有无可比拟的优势: 1、 水平井成本为直井的 ,但初始开采速度、控制储量和最终评价可采储量却是直井的 3。 2、 水平井与页岩层中裂缝(主要为垂直裂缝)相交机会大,明显改善储层流体的流动状况。统计结果表明,水平段为 200m 或更长时,比直井钻遇裂缝的机会多几十倍。 3、 在直井收效甚微的地区,水平井开采效果良好。 4、 减少了地面设施,开采延伸范围大,避免地面不利条件的干扰。 在水平井的部署时,应考虑水平 段在空间上的均匀分布,尽量使水平段避开断层,垂直于天然裂缝带延伸,因而需要优选水平段入靶位置、延伸方向。目前美国采用“餐叉式”丛式井组,每个井组一般 5水平井,水平段长 1000m,两水平井之间井距 150 m。 图 14 岩压裂模式示意图 数据来源: 中石油资料、第一创业
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