油气设备行业研究:能源安全新形势,非常规油气新发展财富号

一、序章:油气供给格局重塑,国际能源安全与油服资产的价值重估

如果俄罗斯减产20%会发生什么?在国际能源巨头纷纷退出俄罗斯之际,作为全球 第三大产油国的俄罗斯正面临减产危机。

如何保障本国油气能源安全是全球各国都需重新审视的重要课题。全球经济复苏与 原油供给恢复不畅背景下,全球油价高企,通胀压力严重影响各国。过去5-10年油气投资不足直接影响本轮复产速度,未来面对俄罗斯减产的不确定性,全球各国均 面临新一轮的油气能源危机。挪威国家石油公司、沙特阿美等均大力增加资本开支 保障能源安全,我国政府自2018年以来增产上储目标明确。全球油气资产新一轮投资扩张挂钩国家能源安全新局势正在开启。

本篇报告立足我国的实际情况,分析高油价背景下我国能源安全问题的现状和未来。 我国非常规油气储量充足,开发技术和经济性持续改善,有望在未来成为重要的增 产力量,在全球能源危机中或将扮演重要的角色。而油服公司一方面肩负历史使命, 保障我国能源安全;另一方面,新的历史背景,叠加非常规油气工业化开发或将带来油服资产的价值重估之路。

二、高油价时代来临,我国能源安全问题严峻

我国油气资源产销缺口持续扩大,对外依存度持续攀升。我国经济高增长直接驱动 国内原油天然气消费量持续提升。2000-2020年间,我国GDP累计增长9倍,年CAGR 达到12.3%;同期我国原油/天然气累计增长6.2/12.4倍,年CAGR分别达到 5.7%/13.9%。经济的高速发展离不开能源的消耗,尤其是占比较高的传统油气能源。 截至2020年,我国GDP占世界比重约17%,原油消耗量占全球约15.6%,两者占比 大致相当。

供给扩张不足直接导致油气对外依存度攀升,能源安全问题值得关注。2000-2020 年,我国原油/天然气产量累计增长19.8%/6.5倍,年CAGR仅0.9%/10.6%,低于消 费量的增长。2010年以来油气供需差扩大的情况尤为严重。2010-2020年间,我国 原油供需差年CAGR分别达到6.8%/26%,供需差呈现快速扩大趋势。与之对应的, 我国原油/天然气对外依存度显著提升,2020年分别达到73%/45.1%,较2010年提升 18/33个百分点,年均提升1.8/3.3个百分点。能源安全对经济长期持续发展至关重要, 我国油气资源依赖进口形势严峻,能源安全问题值得关注。

海外对比:我国对外依存度较高,且过去十年持续攀升。从2020年对外依存度绝对 值来看,我国与泰国、意大利、印度相近,略好于欧洲,但是较美国、俄罗斯等超级 大国差距巨大。从过去十年变化来看,受到我国需求量的快速增长,我国对外依存 度提升明显,凸显我国能源安全形势严峻,自主性较弱。而美国依托于国内非常规 油气的规模化开采,能源基本实现自主,且对外依存度显著降低。展望未来,国际局势复杂多变背景下,能源安全至关重要,值得引起关注和深思。

我国原油进口主要来自沙特等中东产油国以及俄罗斯等,天然气进口则主要依赖澳 大利亚、土库曼和俄罗斯。从我国原油进口国分布情况来看,以沙特、伊拉克、阿 曼、阿联酋、科威特等国为主的中东地区是我国最主要的原油进口来源,占据进口 总量 48.4%。俄罗斯作为我国第二大原油进口国,其占比达15.5%。天然气方面, 澳大利亚、土库曼和俄罗斯分别占我国天然气进口总量25.7%、19.6% 和 9.9%,其 总和已超过我国天然气进口总量一半,呈现集中度较高的情况。

从进口国集中度角度,中国略低于日本和欧洲,天然气集中度高于原油。从进口国 集中度角度,中国、欧洲、日本三个主要进口国家集中度均较高,前三大进口国占比 均高于40%。其中,集中度角度日本>欧洲>中国,天然气的集中度整体高于原油。 值得注意的是,个别出口国的重要影响力不容忽视。如2020年俄罗斯是欧洲原油和 天然气的第一大进口来源,占比分布达到29%/38%。而亚洲地区澳大利亚是天然气 的主要出口国,2020年分别澳大利亚占中国/日本天然气进口量的25.7%/40%。

从运输路径角度,我国近70%石油进口份额依赖马六甲海峡。海上石油运输作为我国最主要的石油进口运输方式,其航运通道呈现较为集中与单一的特点。来自中东、 北非、西非和亚太地区的石油资源均需要途径马六甲海峡才能运抵我国沿海口岸。 依赖马六甲海峡的石油运输总量较为庞大,合计占我国石油进口份额达70%。马六 甲海峡航道最窄处为 1.7 英里宽, 舰船碰撞、自然灾害等因素都可轻易堵塞航道通 行。如果进口不经过马六甲海峡,则我国原油进口的成本将上升,并且也必须通过 海盗活动猖獗,治安形势复杂的其他亚洲海峡,如望加锡-龙目海峡等。因此,从运输安全性角度,我国能源进口海运路径相对单一,目前我国仍难以保障运输路径的 绝对安全与稳定。

我国石油与天然气已探明储量水平较低,三桶油储采比已连续多年持续下滑。我国 拥有的已探明油气储量并不丰富,石油与天然气已探明储量分别仅占全球总储量的 约1.5%与4.4%,相对于美国与俄罗斯差距十分显著。另外从石油储采比来看,三桶 油近二十年均处于下行趋势。储采比所反映的是企业当年产量与剩余可采储量之间 的关系,该比值长期下降趋势意味着我国石油产量保障程度持续面临风险,加大可 采储量的储备和投资必要性持续提高。

碳中和长期有助能源自主,但中短期见效难,2030年以前原油天然气需求仍保持增 长。在全球各国力推碳中和的背景之下,传统能源的使用量从长周期角度将逐步降 低。然而,受现实发展因素影响,能源结构改革的实施将会是一个相对漫长且困难 的过程。在可再生能源大范围投入应用之前,我国对于石油与天然气资源需求的攀 升还会持续影响供求结构。根据《2060世界与中国能源展望》,我国原油需求量在 2030年以前仍将持续增长,2030之后仍作为重要的战略能源。而天然气的消耗峰值 可能在2035-2040年才会出现,此前将一直保持增长。因此,我国油气能源安全问题 未来5-10年内仍将较为严峻,值得关注。

三、增储上产目标明确,三桶油强化勘探开发力度

(一)政策与目标规划:增产上储方向明确,加大投入势在必行

2022年国家能源局出台《2022年能源工作指导意见》,强调以保障能源安全稳定供 应为首要任务,着力增强国内能源生产保障能力,切实把能源饭碗牢牢地端在自己 手里。文件明确提出落实“十四五”规划及油气勘探开发实施方案,压实年度勘探开发 投资、工作量,加快油气先进技术开发应用,坚决完成22年原油产量重回2亿吨、天 然气产量持续稳步上产既定目标。

3. 中石化:预计2022年资本开支较2021年显著提升。提出将为胜利油田、西北油 田、涪陵页岩气田、威荣页岩气田等重点项目增加支出,以提升油气产能建设; 根据公司2021年年度报告,2022 年,公司计划资本支出 1,980 亿元,同比增 长17.9%,主要投向油气高质量勘探开发、天然气产供储销体系建设等方向。

十四五规划已明确2025年产量目标,原油保证2亿吨红线,天然气持续增产。国家发 改委、国家能源局在2022年《“十四五”现代能源体系规划》的发展目标中明确提出到 2025年,原油年产量回升并稳定在2亿吨水平,天然气年产量达2300亿立方米以上。 政策规划中的油气产量目标要求是对“能源饭碗必须端在自己手里”重 要指示的贯彻落实。近年来我国原油与天然气产量已实现稳步回升,截止至2021年, 我国原油产量已达1.98亿吨,天然气产量已突破2000亿立方米。未来为实现产量规 划目标,三桶油需在原油开采投入新产能,天然气总产量CAGR为2.9%。

从地域分布上,东部产量占比持续加速下行,西部和海上原油占比将提高。东部地 区老油田衰减速率快,根据自然资源部油气资源战略研究中心《新时代我国油气勘 探开发战略格局与2035年展望》,我国东部油田产量将从2020年的8000万吨下降到 2035年的不足6000万吨,占比从2020年的41.7%加速下降至2035年的26.3%。与之对应的,西部和海上油田的占比分别从2020年的34.6%/23.7%提升至2035年的 41.9%/31.8%。当前西部和海上油田仍处于开发初级阶段,且开发难度均大于传统 东部老油田,因此仍然需要较强的资本投入和技术进步。

(二)三桶油开发投入量化分析:资本开支稳健提升,非资本开支投入高速增长

除2020年疫情影响外,三桶油2017年以来资本开支保持稳定增长。回顾历年资本开 支情况可以发现, 2016年原油价格经历低谷反弹之后,实际开支增长势头均表现强 劲,除2020年因新冠疫情严重影响外,整体资本开支保持稳定上行的趋势。2021年, 三桶油资本开支合计达到5141亿元,同比增长12%。

2018年后三桶油资本开支与油价变动相关性减弱,资本开支的稳定性提高。复盘过 去资本开支变动与油价变动的关系,2015-2017年三桶油资本开支与油价同向波动, 且振幅相对较大,充分体现行业开支的周期属性。在2018年就能源安全问题做出重要批示之后,三桶油资本开支与油价相关性减弱,2019年甚至出现非同向波 动的情况,资本开支整体的稳定性明显提升。

事实上,三桶油除了通过加大自身资本开支,还会通过将开发任务外包给旗下央企 油服公司和其他民营油服公司等,这类支出主要体现为非资本开支类的成本费用项。 我们主要通过三桶油的勘探费用、勘探与生产板块经营支出和关联方采购工程技术 服务费用三项指标衡量非资本开支类的勘探开发投入。具体来看:

1. 勘探费用:是指石油天然气地质勘探过程中所发生的探矿权使用费、地质调查、 物理化学勘探各项支出和非成功探井等支出; 2. 勘探与生产板块经营支出:指从事原油及天然气的勘探、开发、输送、生产和销 售过程中产生的经营支出; 3. 关联方采购—工程技术服务支出:主要指地质勘探、钻井、固井、录井、测井、 试油、油田建设、炼化建设、工程设计、工程监理和装置维修和检修等及其他相 关或类似产品或服务。以中石油为例,其关联方涉及油气服务的主题包括渤海钻 探、川庆钻探、东方地球物理勘探等关联企业。

2021年三桶油非资本开支类勘探开发支出创五年新高,同比增速远高于同期资本开 支增幅。2021年,三桶油合计的勘探费用/勘探与生产板块经营支出/向关联方采购工 程 技 术 服 务 费 用 金 额 分 别 达 到 483/8363/3070 亿 元 , 分 别 同 比 增 长 39.5%/27.2%/17.2%,增速大于资本开支增幅,体现三桶油倾向于通过非资本开支 方式加大油气开支投入。

值得关注的是,2020-2021年以来,中石油和中石化勘探与生产经营支出增速持续高 于其向关联方采购工程服务费用增速,体现其通过非关联方作业的比例有所提高。 这与2020年自然资源部《关于推进矿产资源管理改革若干事项的意见(试行)》(下 称《意见》)公布有关,《意见》指出我国将全面开放油气勘查开采市场,允许民企、 外资企业等社会各界资本进入油气勘探开发领域,市场化竞争有利于提高勘探开发 效率。而中海油2021年勘探与生产经营支出增速与其向关联方采购工程服务费用增 速基本一致,体现出海油勘探仍以关联方服务为主,壁垒和技术难度较高。

(三)对标海外:三桶油资本开支能力更高,开支意愿更强且更稳定

全球油企及油服巨头资本开支均与油价正相关,国内三桶油相关系数弱于油服龙头 及国际油企巨头,资本开支体量更大。我们分析了2006-2021年全球主要油服和油企 巨头资本开支与油价的关系,发现国内三桶油的资本开支与油价相关性在0.15-0.56 之间,显著小于国际油企巨头和油服龙头。其中哈利伯顿、斯伦贝谢为作为全球油 服龙头,资本开支与油价相关性最强,分别达到0.82/0.79;资本开支的体量则相对 较小。国际油企巨头资本开支体量大约在500-1500亿人民币,相关性较高,仅次于 油服龙头

。值得关注的是,海洋油气开发和北美页岩油资本开支与油价相关性明显 较低。我们认为可能的原因在于,海洋油气投资周期较长,投资节奏受短期油价波 动的影响较陆地更小;而北美页岩油公司此前竞争格局较弱,资本开支激进,受短 期油价波动的影响也较小。

资本开支是上游油企勘探开发投资的最终结果,底层受到资本开支能力(当年可资 本开支的现金流)与资本开支意愿两大直接因素驱动。为了更深入理解国内外油企 资本开支行为的异同,我们根据第N年资本开支=当年资本开支能力*当年资本开支意 愿,对全球主要油企资本开支行为进行分析。具体来看: 1. 资本开支能力:是指企业当年可用于长期资本开支的实际现金流。计算方法为 T年末资本开支能力=T-1年末在手现金余额+T年经营活动现金净流入-T年融资活动现金净流出(若为净流入则相加)。

2. 资本开支意愿:是指企业当年资本开支的意愿强弱。我们通过实际资本开支金额 与资本开支能力的比例来定量衡量资本开支意愿指标,直观含义为当年油企愿意 资本开支的金额占可供资本开支现金流的比例。计算方法为 T年资本开支意愿=T年资本开支实际金额/T年末资本开支能力

我们认为上述测算对真实情况进行了简化,但具备一定的商业合理性。全球油企巨 头作为世界五百强企业,均有良好的内控和未来规划体系。一般油企会在T-1年末, 依据当年现金流结余(体现为T-1年末在手现金余额),对第二年或者更长期的油价 和公司经营情况综合预判(体现为T年经营现金净流入预期)来进行T年的资本开支 规划,并同步考虑T年的融资和还款计划(体现为T年融资活动现金净流出)。

1. 资本开支能力:三桶油持续提升,中石油开支能力全球领先

国内三桶油与油价相关性弱,且整体开支能力持续提升;海外油企与油价强相关, 且近年来随着油价回落,部分公司开支能力有所削弱。具体来看,中石油与中石化 资本开支能力保持长期提升趋势,显示出自身竞争力的不断强化,中海油资本开支 能力有所波动,但整体保持在相对稳定的水平。海外油企资本开支能力波动性较大, 其中英国石油、壳牌、道达尔资本开支能力总体保持上升态势,2015年后基本稳定 在2000-3000亿人民币区间;而埃克森美孚、雪佛龙资本开支能力受影响明显,近年 来开支能力明显削弱。

从资本开支能力绝对体量角度,中石油全球领先,中石化与中海油位居第三梯队。 中石化和中海油与雪佛龙、埃克森美孚类似,大约在1500亿元附近,位居第三梯队; 第二梯队还有英国石油、壳牌和道达尔,大约在2000-3000亿元水平。北美页岩油公 司资本开支能力较其他巨头差距较大。

资本开支能力受到油企资产质量、自身运营效率、所在国油品定价模式、能源税收 政策及分红派息政策等多方面因素共同影响。对比来看,北美市场成品油和燃料油 定价市场化程度最高,龙头公司维系股价分红派系诉求强烈,杠杆率相对较高等因 素均导致行业下行周期资本开支能力显著削弱。欧洲市场政府不直接参与油价制定, 但是通过税率对油价进行调控,部分国家也会通过法律和其他经济手段稳定国内原 油价格,因此其龙头公司资本开支能力整体比较稳定。我国原油定价机制与国际接 轨,高油价阶段有特别收益金政策,低油价则按正常加工利润率计算成品油价格。 因此三桶油资本开支能力整体保持稳定上行。

2. 资本开支意愿:三桶油开支意愿强,海外油企开支意愿分化

三桶油资本开支意愿中枢稳定,近年来波动性减小。从资本开支意愿角度,三桶油 资本开支意愿长期均值稳定在70-75%之间,会受到油价波动影响,近年来资本开支 意愿波动性逐步减弱。其中中石油的资本开支意愿波动性更小,三桶油资本开支意 愿绝对值相近,无明显差异。上述特征与我国油气开发政策的一贯性有关,三桶油 作为央企肩负国家能源安全职责,油气勘探开发投资策略长期保持积极稳健。

海外油企开支意愿分化严重且波动性更大。英国石油、道达尔、壳牌三家公司均经 历资本开支意愿极强到显著递减的状态。资本开支意愿的持续削弱与欧洲加大传统 能源税收政策,鼓励低碳转型的政策导向密切相关。雪佛龙、埃克森美孚、先锋自然 资源三家公司资本开支意愿保持稳定,甚至有长期提升的趋势。这与美国更市场化 的竞争环境,尤其是页岩油气爆发密切相关。

综合来看,我国三桶油资本开支能力强,且仍在继续提升;资本开支意愿高,且波 动性在收敛。尤其是中石油,已经拥有全球领先的资本开支能力的同时,资本开支 意愿保持稳定的高水平。诸多因素直接导致这样的资本开支特征与我国自身国情和 庞大消费市场息息相关。总结来看——我国在全球范围内属于少数拥有大体量稳定 的资本开支来源的油气市场,非常有利于本土油服设备公司长期发展。

我国油气增产上储执行情况良好,未来稳产增产压力仍存,加大投入空间可期。从 我国增产上储实际结果来看,石油产量“十二五”之前保持稳步提升,“十三五”产量有 所滑坡,稳产2亿吨红线压力仍存;天然气产量仍处于快速增长阶段,大力进行产能 建设势在必行。中石油2007年以来保持探井每年1500口左右,平均单井进尺深度持 续提高,凸显国内油气勘探向更深尺度趋势持续。

四、从“补充”到“主力”,非常规油气开发黄金期已经到来

(一)我国非常规油气持续高增长,开发地位日益提高

从发展阶段来看,我国页岩油气仍处于工业化发展早期,发展成熟度待提高。我国 自2007年建立第一个国际联合项目以来,经历10余年持续发展,发展历程主要可以 分为三个阶段:

1. 合作借鉴阶段(2007-2009):该阶段主要借鉴学习北美页岩油企快速发展的实际 经验,创建了第一批示范区和有利区,为后续的开采和技术研发奠定了基础。

2. 自主探索阶段(2010-2013):该阶段已经有涪陵为代表的的页岩气规模开发,国 家确立页岩气为独立矿种并发布《页岩气发展规划(2011-2015)》,并出台页岩气开 发利用的补贴政策。在国家全力支持页岩气开发和对于水平井等先进开发手段的技 术突破下,我国建立了涪陵、长宁威远和昭通等国家级页岩气开发示范区。但该阶 段产量仍在100亿立方米以下,仍未进入规模化开发阶段。

参考美国页岩气发展历程,我们发现页岩油气的规模化开发并非一蹴而就,而是伴 随技术工艺、管理等不断的革命性创新,使得页岩油气开发的经济性大幅改善,最 终得以产业化爆发。复盘美国页岩油发展历程,美国同样经历技术探索,技术突破 与成熟发展三个阶段。其在科学探索和技术突破阶段也徘徊接近15年之久,期间通过水平井技术试验、水平井多段压裂技术、超常水平段密切割压裂技术的创新,以 及地质工程一体化等管理创新,使得2012—2017年间助力页岩气单井最终可采储量 ( EUR)由 1.2108 m3 提高至 4.0108m3。2018 年以来,以大数据为主导的 第 5 代技术,推动页岩气开发成本再降低(幅度超过 30%)。

我国目前大约处于美国2000-2005年阶段,未来发展空间广阔。非常规油气开采并非 一蹴而就,需要经历理论创新和技术创新,叠加长期的技术沉淀和对之对应的管理 创新变革。我国页岩油气站在国外先进开采技术的基础上,根据国情和实际情况已 经经历超过10余年的探索,近年来接连取得重大发现和进展。我们对比开采量指标, 我国以页岩油气为代表的非常规油气规模上仅相当于美国的2000年水平;从产量占 比角度,页岩气产量占比约为美国2005年水平,技术成熟水平约为美国成熟发展阶 段的早期,未来的空间仍然广阔。

结合美国经验,产量爆发的拐点往往是在技术积累,量变最终形成质变。工业化开 发的核心的成本和效率的优化,背后的技术、工艺、理念与设备的成熟。而储量和禀 赋也会对拐点到来的时间和最终产量的高度形成影响。因此,我们认为非常规油气 开发节奏和未来空间的核心分析框架主要包括储量(禀赋)、技术(工艺和设备)、 经济性(成本和油价)三要素。三要素相互联系共同影响我国非常规油气(主要指 页岩油气)发展的短期节奏和长期空间。

(二)储量(禀赋):储量潜力巨大,禀赋条件弱于美国

我国页岩气资源储量具有显著优势,沉积条件以海相为主。据EIA统计,中国页岩气 剩余可采储量约为33.9万亿立方米,占世界页岩气总储量约15%,位居世界第一,是 我国常规天然气量的近1.6倍。其中已探明技术可采储量为21.8万亿立方米。充裕的 资源储量为国家未来长期开展页岩气开采工作提供了巨大的潜力空间。

根据历史多次勘探的结果来看,页岩气沉积类型以海相页岩气为主。我国海相页岩 气可采储量为13万亿立方米,占总量比重为59.6%,赋存地主要集中在川渝西南地 区。目前已规划出的五大页岩气重点示范产区包括所属于中石化的涪陵勘探开发区, 以中石油所有的长宁、威远、昭通以及富顺-永川勘探开发区。另外我国还拥有5.1万 亿立方米海陆过度相页岩气以及3.7万亿立方米陆相页岩气,主要分布在准格尔盆地、 青藏高原、松辽盆地等地区。

我国不仅页岩气储量丰富,陆上页岩油资源同样可观。根据《中国石油非常规油气 开发进展、挑战与展望》总结,我国陆上页岩油资源量达 283亿吨,其中,中国石 油矿权区页岩油资源量达 201亿吨,占 71%。此外,中国石油矿权区致密油资源量 达 138.8亿吨。从分布角度来看,中石油非常规资源主要致密油、页岩油、页岩气三 类为主。地域分布角度,非常规资源主要分布在鄂尔多斯盆地、松辽盆地、四川盆 地、准噶尔盆地。鄂尔多斯盆地、松辽盆地、准噶尔盆地主要以致密油与页岩油为 主。四川盆地则以页岩气储量为主。

我国页岩气资源禀赋条件导致开发难度高于美国。尽管我国页岩油气储量巨大并且 分部广泛,但我国页岩气层的整体品位条件弱于美国。中美对比来看,我国页岩气 层埋藏深度更深,压力系数较大,叠加地理位置位于山区等偏远地区,直接导致开 采难度较高;此外,我国页岩气层的有机碳含量(TOC),储层成熟度较低,脆性矿 含量不足,直接导致开采经济性和技术要求更高。

中浅层页岩气开发已经相对成熟,深层页岩气开发突破是产量高增的关键。从我国 页岩气埋藏深度情况来看,埋深介于2000米至3500米的中浅层页岩气是我国页岩气 稳产开发工作的主体,相关勘探开采技术体系已成熟完善,形成了综合地质评价、 开发优化、水平井优快钻井、水平井体积压裂、高效清洁开采六大主体技术。截止至 2021年已完成产能建设超200亿立方米。而埋深介于3500米至4500米的深层页岩气 由于其资源储量更为充裕,是国内未来增产的重点攻坚方向。据统计我国埋藏深度 大于3500米的页岩气资源所占比重超60%,在川南部分超万亿储量的产区内占比更 是高达80%以上。当前我国已在深层页岩气勘探开采领域取得一定突破,测试井产 能表现良好。但相关技术理论与设备配套仍须持续突破与进步,以推动我国页岩气 资源全面上产。

(三)技术与设备:技术设备进步显著,开发效率持续提升

我国页岩气开发技术和设备层面难点贯穿勘探、钻井、压裂等各不同环节,近年来 核心技术不断取得突破,中深层页岩气产业化开发成为可能。 1. 勘探环节:深岩层气体相态与流动规律方面理论基础匮乏,开发技术对策难以明 确是深层页岩气勘探环节中主要面临的技术难点。深层页岩气在勘探环节中主 要面临三个气藏工程方面的难点。

首先,对于深层储层中甲烷的相态认知仍不清楚。因此在开发规律、生产制度以及 吸附气与游离气对气井产量贡献比例等方面的研究缺乏理论依据支撑;其次,深层 页岩中气体的多尺度流动规律尚不明确,这是由于不同大小的页岩孔隙中气体流动 规律差异较大,加之限域效应与真实气体效应对气流影响。这使得压裂过程中的最 优下油管时机以及压裂完成后的最佳焖井时间依旧难以确定,进而影响冲砂解堵作 业效果,制约气井初期产能;最后,深层页岩气开发技术对策仍不明确。导致开采前期存在水平井关键参数、井距、立体开发布井方式难以确定,而在开采过程中储 层纵横向动用程度、钻完井周期、降本成效等指标仍有待验证。

2. 钻井:工程设备与循环流体性能不佳,钻井质量与效率水平较低,是深层页岩钻井环节面临的主要技术困难。

水平段高温环境影响作业效率。从水平段井底循环温度对比情况来看,中浅层页岩 气钻井温度区间通常为90至120摄氏度,而深层页岩温度则在135至155摄氏度。高 温作业环境下常规旋转导向工具无法进行长时间稳定作业,从而导致钻井施工进展 缓慢且井轨难以有效控制。并且可抗175摄氏度高温的导向工具与仪器还尚未实现国 产化,引进海外技术成本高,服务费用昂贵;

当前钻井液体系与堵漏材料依旧难以满足深层地层防塌防漏需求。由于深层页岩脆 性更强且裂缝更为发育,当前适用于深层的油基钻井液性能较不成熟,适应性与封 堵性依旧较差,难以有效避免井漏和井壁失稳的发生。此外深层页岩地质构造特征 复杂且呈强非均匀性,但二维地质导向技术对储层预测精度较低,难以对优质储层 进行精确追踪。因此导致钻井过程中I类储层钻遇率较低,难以为后期压裂提供高品 质储层基础。

国内目前“一趟钻”技术尚未成熟,钻井效率较北美相比表现较差。我国深层页岩更 为复杂的压力系统以及更高的岩石压实性使得水平段钻进过程中的摩擦阻力与扭矩 更高,因此国内当前一趟钻平均进尺仅为北美的三分之一,钻井周期为北美的五倍之多。

改进钻井设备降温方式,采取井下综合防治技术,优化三维地质模型应用,以及攻 坚钻井提速技术是解决当前钻井环节技术难点的重要手段。对于钻井设备在深层页 岩中面临高温环境问题,可通过模拟井底瞬态温度场掌握深层水平井井底温度变化 规律及主控因素,并开展相应钻井液地面降温系统的先导试验,改良钻井设备配套 的抗温、降温措施。

对于水平钻井提速方面,应进一步提高钻井液在高温环境下的 稳定性与润滑性,并配套使用钻柱扭摆减摩系统与全金属水力震荡器等工具,实现 水平井钻井过程中的“降摩减阻”。同时还可通过缩小水平段井眼尺寸,并采用“高 效钻头+配套井下提速工具+钻井参数优化软件/装备”,技术配套,实现“一趟钻”进 迟长度的提升。以威远、长宁龙马溪组为例,在采取“旋转导向+螺杆+单排 16mm/19mm齿钢体PDC钻头”配套方案后平均机械钻速得以显著提升。

3. 压裂:深岩层裂缝形成机理尚未明确,实际压裂施工过程中对于缝网扩展控制 困难;且压裂所需的压强更大,对设备的要求更高。国内目前对于深层页岩裂 缝相关理论体系依旧较为欠缺,裂缝缝高与扩展机理尚不清晰,导致难以对天 然裂缝进行准确识别与定位、压裂工艺与液体体系选取不明确、纵向储层未能 实现充分动用等一系列技术难点。

水平井多段压裂等关键工程技术指标大幅度提升,深层页岩气开发技术日趋成熟。 在建立本土化的页岩气有效开发技术体系下,采用“多簇射孔、高强度加砂、暂堵 转向”压裂工艺技术,全面提升长水平段水平井的压裂改造技术。以威204井区为 例,水平井压裂段数,压裂加砂量,压裂加砂强度,页岩气测试产量均有明显的提 高,通过更大功率的压裂设备和更成熟的压裂技术,可以基本满足介于3500~4000 米页岩气资源的有效开发。

我国压裂设备制造技术基本成熟,核心产品技术水平超过海外。目前,为适应国内 深层页岩气开发的技术要求,国产压裂设备单机功率为2500-10000hp,单泵功率达到2500-7000bp。与国外设备对比来看,我国压裂设备功率更大,工作电压也更高, 结构形势则以撬装、车载、半挂车等多种方式为主。

电驱压裂设备优势显著,未来发展空间广阔。其中电驱压裂设备作为一项未来的关 键技术,我国在高压大功率变频技术等方面与海外仍有一定差距。此外,北美电驱 压裂市场大多采用燃气轮机发电,由于基本采用井口气作为原料,整体成本较我国 更低;我国电驱设备仍面临电网基建费用较高,导致用电成本高等问题,因此目前 国内仅有少数井场实现了全电动压裂,电驱压裂设备具有灵活调节排量,成本更低, 噪音更小作业时间更长等诸多优势,电驱压裂设备的推广仍在进行中,未来应用空 间仍然十分广阔。

总体来看,我国非常规油气勘探开发的技术水平不断提高,深层页岩油气开发的经 济性问题正不断解决。对于非常规油气开发,我国的核心的优势在于制造业产业链 完整,核心设备技术处于领先位置;此外,国家政策大力支持非常规油气勘探开发 的核心技术攻关,此前多年的研究积累促进技术和理念的不断完善进步。随着各类 技术逐步完善,相信我国非常规油气勘探开发的成熟度和经济性将不断提高,非常 规油气的产业化脚步将不断加快。

(四)经济性:开采成本逐步下行,规模效应仍待释放

复盘美国页岩气开采成本变化,2015年较2006年下降94.4%,成本优化显著。美国 页岩气开发从垂直钻井技术,进步到水平钻井技术,使得页岩气筒与储层的接触面 积显著提升,从而提高页岩气井的单井产量,降低了页岩气的开发成本。页岩气开 发成本的降低除了得益于技术进步,还与产量、管网结构完善,设备与数据积累成 熟等有关。

美国经验表明,在开采钻井过程中,钻井具备明显的规模效应。企业不需要重复进 行地质勘探和数据收集工作,通过对已建成井的监测数据分析,逐步完善井的参数 设计,在这些过程中的经验积累最终能够帮助降低开采成本。此外,区域化规模钻 井能增加设备使用效率,减少设备冗余和闲置,从而降低成本。

此外,政策补贴也是推动页岩气增产的核心驱动因素。近十年内国家多部委持续颁 布政策文件从多个方面鼓励国内非常规油气,特别是页岩油气资源的产能建设推进。 首先是财政方面,国家从2018年起实行对页岩气资源税减征30%的优惠政策。2015 年中央财政对于页岩气企业给予补贴,2016-2018年的补贴标准为0.3元/立方米; 2019-2020年补贴标准为0.2元/立方米,2019年起按照“多增多补”的原则,对超过上 年开采利用量的,按照超额程度给予梯级奖补;相应,对未达到上年开采利用量的, 按照未达标程度扣减奖补资金。

对比来看,美国对于非常规油气的补贴美国的税收减免力度要大于中国,补贴时间 长达23年,补贴力度也相对更大。从补贴政策角度看,中美两国均十分重视页岩气 勘探开发技术的研发工作,均通过不同方式鼓励对于非常规油气研究和开发。但是 客观上,美国对于非常规油气的扶持时间更早,补贴时间更长,力度也更大,其超前 布局的思路和政策组合值得我们学习与关注。

短期来看国家政策补贴对于促进页岩油气增储上产至关重要。通过对比不同最终可 采储量的页岩气井在有无财政补贴的收益情况可以发现,我国现行的优惠补贴政策 显著提升了单井内部收益率,并有效减短了投资回收期。在无补贴的情况下仅井4(1.2亿立方米最终预测可采储量)可以实现内部收益率为正,其余均为亏损。在有 补贴情形下,井2、3、4均能实现内部收益率为正,补贴大大放宽了盈亏平衡要求, 拓宽了可开发的项目范围,助推页岩油气的产业化发展。

目前,我国非常规油气开发正处于工业化生产初期,储量、政策、技术三要素共同 产量-成本规模效应循环初显。尽管我国资源禀赋条件不如美国,但我国具备储量大, 政策驱动强,技术与设备不断进步等后发优势。非常规油气开发并非一蹴而就,需 要借助政策与技术,共同推动开采成本降低与产量的增长。随着产量提升,开发、输 送、生产等环节规模效应凸显,成本有望继续优化,形成良性的产业循环。

五、投资分析

在俄乌冲突、国际局势复杂,国际油价持续高位的背景下,我国能源安全问题严峻。 国家能源局等有关部门与三桶油均明确“十四五”增产上储目标。尤其是我国非常规油气潜力巨大,经历过去10余年的探索,目前正处于产业化初期,未来空间广阔。 非常规油气的开发离不开核心技术的突破和优质设备的供给,有利于我国优质设备龙头企业的快速成长。

THE END
0.石油勘探开发研究院李国欣:煤岩气成藏机理与煤系全油气系统|近年来,部分学者将与煤成气相关的天然气或将一套煤层中的煤层气作为一个系统来研究,提出了煤成气全含气系统和煤层气系统[31-32],也有学者按照全油气系统理念和思路对特定盆地的煤系地层内油气生成、储集、分布进行了研究[33]。 本文基于鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地煤系内煤岩气、煤层气、致密油气和常规油气等jvzquC41yy}/e~ggqkr/exr1ctiikju13612B:
1.准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系源上砂砾岩扇—断—压三控大面积成藏模式准噶尔盆地油气源、油气分布与油气系统[J].地质学报.2016,(3).DOI:10.3969/j.issn.0001-5717.2016.03.002 . 1 2 3 4 5 引证文献 (36) 仅看全文 排序: 发表时间 被引频次查看被引分布图 [1] 任江丽.乌里雅斯太凹陷H区K1baIV段地质特征综合研究[D].2019. [2] 王朝.渤中凹陷西北部古近系砂jvzquC41f0}bpofpifguc7hqo0io1yjtkqjjejq1fk€ikg423?16963
2.准噶尔盆地复合含油气系统与复式聚集成藏【摘要】: 准噶尔盆地为新疆北部最大、最富集的含油气盆地,随着盆地勘探资料丰富,重新研究盆地油气形成与分布,明确大油气田富集层位和勘探方向,可为盆地整体勘探部署提供指导。应用地震、钻井、试油、油源对比等资料,通过油气藏解剖、有效烃源岩分布和生烃潜力的差异性再认识 jvzquC41yy}/ewpk0eun0ls1Ctzjeuj1ELLEVxycn/QUUb7243652980jvs
3.准噶尔盆地含油气系统特点与油气成藏组合模式摘要: 立足于富含油气系统找油,总结准噶尔盆地总体油气分布规律,结合各区带油气聚集特点,以构造样式与供油气运移方式为主线,根据活跃烃源范围、距烃源远近、油气运移方式、油气藏类型和聚集特征,归纳总结为4种主要组合模式:源内不整合断控油气成藏组合模式;源边不整合断控油气成藏组合模式;源外沿梁断控阶状油气成jvzquC41yy}/yjshcpmec}f0eqs/ew4fgvgjn|4fgvgjn7iqAazzrnBrgtop(ri?|iyzm}72246529:
4.石油与天然气地质2025年04期远源型致密油气藏运聚动力与成藏模式——以准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组砂砾岩油藏为例胡耀;贾承造;庞雄奇;宋永;何文军;陈宏飞;鲍李银;陈玮岩;赵文;肖惠译;李才俊;徐帜; 《石油与天然气地质》来稿须知 “全油气系统”专辑导言庞雄奇 ;刘可禹;jvzquC41yy}/ewpk0eun0ls1Lq{spjq1D/H5/\^[V0nuo
5.技术引领探秘产研结合铸梦其次,新疆油田应持续加强对区域构造背景的研究、对准噶尔盆地整体演化历史的研究,特别是结合地球深部过程、板块运动和全球气候变化等地球系统演化,综合研究准噶尔盆地油气成藏要素的形成、分布和演化。对于准噶尔盆地这样复杂的情况,这种动态研究、整体研究和综合研究尤为重要。 jvzq<84yyy4lgufoc{o/exr0ep5yy8~v1463665;1370exsvgpz`7>844;4ivvq
6.中石大举办第一届“全油气系统理论与石油地质学发展方向”学术刘国勇、李建忠、宋永、曹剑、王小军、刘惠民、张本健、张荣虎、姜福杰、刘建良、聂海宽教授分别作了题为“柴达木盆地柴西坳陷古—新近系全油气系统研究”“全油气系统指导下的新疆北疆盆地勘探实践”“准噶尔盆地西部陷风城组全油气系统勘探实践”“松辽盆地全油气系统勘探实践与浅析”“济阳断陷盆地全含油气系统特征及jvzquC41yy}/e~u0gf{/ew4igqydk8iz{1xels4eg2=94j58cd>5;k:d;e8b4>h4ch6:4o=0jvs
7.2022国考常识判断:“塔里木盆地新发现10亿吨级超深油气区”考点解析2021年6月18日,中石油宣布在下列哪一盆地中发现了10 亿吨级超深大油气区? A、塔里木盆地 B、准噶尔盆地 C、柴达木盆地 D、四川盆地 【答案】A 【解析】中国石油6月18日宣布,经过 6 年勘探,在塔里木盆地富满地区发现一个 10 亿吨级超深大油气区。因此本题选A项。 jvzquC41yy}/j~fvw0ipo872435199:144915;<0jvsm
8.油气运聚与成藏机理—查明教授研究团队团队负责人:查明教授,男,博士,教授,博士生导师,享受国务院政府特殊津贴,山东省首批“优秀创新团队”带头人,高等学校学科创新引智基地(“111计划”)负责人,中国石油“盆地构造与油气成藏重点实验室油气运聚机理研究室”主任,首批“全国高校黄大年式教师团队”核心成员。 曾任中国地质学会石油地质专业委员会副主任、国务院学位jvzquC41igusk7zre0kew7hp14633863275d3:876c964@:91rghg7mvo
9.科技创新规划解读丨加快油气勘探开发技术创新稳油增气保障国家能源安全一是海相和深层天然气勘探开发理论技术突破,支撑发现了安岳、克深等万亿立方米大气田(区),推动普光、元坝等复杂气田开发,实现了我国天然气工业跨越式发展,2020年成为世界第四大产气国;二是形成坳陷湖盆大油区成藏理论,完善岩性地层油气藏、海相碳酸盐岩缝洞型油田和成熟探区精细勘探等关键配套技术,有力支撑准噶尔jvzq<84hkpgoen3ukpg/exr0ep5kl|14283/9:/535eql2kok€jtjz799995<3ujvsm
10.在地底寻找“宝藏”!我国首口万米科探井钻井深度突破9900米中国石油塔里木油田油气工程研究院院长 冯少波:现在井下温度已经超过主动防斜工具的耐温极限,我们探索出了一套防斜的机理和技术手段,在现有的垂钻工具无法使用的情况下,也有办法防斜打直,保障我们这口井在万米深层的井筒质量。 近年来,我国在塔里木、准噶尔、四川盆地超深领域相继获得jvzquC41eqtugwy/uvgukl3eev|og€x0eezw0lto1utpy6gqqm5jpmjz0jznnHnvgoejfF6337:18B6:9;9:9;7975,utjhmakj>8M5EH:8G/;>G6/:C4K2D58K.;BF8E;G82<5Da98:7?:768?4;
11.在地底寻找“宝藏”!我国首口万米科探井钻井深度突破9900米近年来,我国在塔里木、准噶尔、四川盆地超深领域相继获得一批重大油气发现,进一步证实了我国超深层巨大的勘探开发潜力。根据地质预测,塔里木盆地万米深层可能埋藏着储量丰富的油气资源,这口井一旦获得突破,将打开万米之下油气宝库,在特深地层形成增储上产接替领域。 入地万米 寻找油源气脉 塔里木盆地超深油气资源全国第jvzq<84{uz}/elyx0et0c{ykenk/j}rnAkzfohnf?3727=58;3>8;<>944=65
12.探索地球深处的秘密:创新科技引领深层油气资源开发的新纪元此外,油气田企业在深地油气生产实践中也遭遇了诸多现实难题。 中国石油油气和新能源分公司原油事业部总经理张辉介绍,在地质勘探方面,西部盆地超深层(克拉苏构造带除外)主要处于区域预探阶段,构造模式、规模储层分布和油气成藏规律仍然认识不清,圈闭落实技术尚不成熟,钻探目标风险大。 jvzquC41yy}/zrfplkiikwf0eqs0uyjekcr0fnyckne68:7550nuou
13.深掘地下万米再探新疆油气宝藏我国油气资源主要分布在四川、塔里木、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、准噶尔以及柴达木七大盆地。近年来,世界新增油气储量60%来自深部地层。深层、超深层也已经成为我国油气重大发现主阵地,油气资源达671亿吨当量,占全国油气资源总量的34%。以塔里木盆地为例,仅埋深在6000米至1万米的石油和天然气资源就分别占总量的83.2%和jvzq<84yyy4bn}}y0eun1‚|142843;4v42843;58a3=87@5690nuou