页岩气行业研究.ppt
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1、页岩气行业研究,(内部资料),1、页岩气行业概况,1.1 行业简介1.2 供需分析1.3 开采流程1.4 催化因素,1.1.1 页岩气简介,3,简介:页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气,是一种清洁、高效的能源资源。分布:往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。与常规天然气相比,其分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。主要成分:主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。按经济价值分类,1.1.2 天然气与其他基
2、础能源的对比(一),4,天然气与其他能源排放物对比(等热值),等热值下碳排放量对比,绿色环保:天然气中几乎不含硫、粉尘及其他有害物质,对环境的污染比煤和石油小得多,其燃烧产生的 SO2、NOX和温室气体极少。,数据来源:公开资料 长城证券研究所,1.1.3 天然气与其他基础能源的对比(二),5,各能源单位热值价格比较,单位价格便宜:目前国内情况来看,产生同样的热量,上海市场燃烧轻质柴油和煤气所花费的金额分别是天然气的2.08倍和1.13倍,深圳市场燃烧轻质柴油和液化石油气的金额分别是天然气的1.25倍和1.7倍。相对热值、效率高:与煤炭和石油相比,天然气的热值为8000-10000大卡/m3,
3、远高于煤炭;并且天然气的热效率可达70%以上,不仅高于煤炭的40%-60%,而且也高于石油的65%左右。,数据来源:公开资料 长城证券研究所,1.1.4 我国能源消费结构,我国一次能源消费长期是以煤为主要能源,保持在70%左右的份额,远高于世界平均消费比例30%的水平。石油和天然气在能源消费结构中占比偏低,尤其是天然气占比极低。,数据来源:BP 网络资料 长城证券研究所整理,世界能源消费结构(2008),我国能源消费结构(2008),6,我国一次能源消费结构,1.1.5 全球主要国家和地区天然气消费占比,7,截至2010年,世界天然气占一次能源消费比例为23.81%左右,美国达27.17%,欧
4、洲主要国家都在20%以上,亚太地区合计为11.17%,而我国天然气占一次能源消费比例仅4.03%左右,远低于世界各国平均水平。,数据来源:公开资料 长城证券研究所,1.1.6 世界常规天然气和页岩气资源分布,8,常规天然气资源分布,页岩气可采资源量分布,目前,全球常规天然气探明储量6254.36万亿立方英尺,主要集中在中东和欧亚大陆地区,分别占总探明储量的41.44%和31.88%,而在这两个地区又集中于俄罗斯、伊朗和卡塔尔三个国家,分别占总探明储量的26.86%、15.85%和14.26%。全球页岩气可开采资源量超过200万亿立方英尺的国家共有9个,其中中国的技术可采资源量达到1275万亿立
5、方英尺,位居第一;美国和阿根廷的可采量分别为 862万亿立方英尺和774万亿立方英尺,位于第二和三位。,数据来源:IEA,1.1.7 我国页岩气资源分布,9,据测算,南方、北方、西北和青藏高原各自占页岩气可采资源总量的46.80%、8.90%、43.00%和1.30%;古生界、中生界和新生界各自占页岩气资源总量的66.70%、26.70%和6.60%。,数据来源:长城证券研究所,1、页岩气行业概况,1.1 行业简介1.2 供需分析1.3 开采流程1.4 催化因素,1.2.1 国家能源安全考虑倒逼加大天然气开采,11,石油对外依存度比较,天然气对外依存度比较,从世界范围来看,欧美地区近年来天然气
6、使用率不断提升,导致石油对外依存度持续下降,特别是北美地区,由于页岩气开采量大增,2007年以来石油对外依存度下降较快,同时天然气对外依存度保持稳定。中国基础能源对外依存度过高将严重威胁国家的能源安全,其中天然气和石油相比更加严重。石油对外依存度高,还可以从国际市场上购买,但天然气主要靠管道进口,而且受区域分布的影响,我国大部分管道天然气进口又局限在周边几个国家,因此面临的风险可能会更大。,数据来源:工信部 BP,1.2.2 美国页岩气发展带来的积极变化,12,美国天然气来源预测,美国天然气进出口量预测(Tcf),美国页岩气大规模商业化开采技术的突破和成熟,使得页岩气占天然气总产量比例从上世纪
7、90年代的微不足道,上升到2010年的22.6%,预计2035年将达46.5%,成为美国最主要的天然气来源。美国过去从加拿大大量进口管道天然气,未来将逐步实现管道天然气自给自足,减少天然气进口,美国能源信息局预计至2035年将基本停止进口LNG。,数据来源:IEA,1.2.3 我国近年天然气的产量和消费量对比,13,近年来,国内天然气需求量增速较快。2000年至2010年,国内天然气需求量由247亿立方米增长至1072亿立方米,平均增速在16%左右,尤其在2009年,出现了天然气供不应求的情况,各地均出现了“天然气荒”。2011年中国常规天然气产量达1020亿方,虽然首次突破千亿大关,但产量增
8、幅为8.45%,已经连续两年(2010年增速为10.21%)低于过去十年中国天然气产量平均增幅13.07%。,天然气出现供不应求,我国天然气产量增长统计,数据来源:wind 公开资料,1.2.4“十二五”时期天然气消费量将快速增长,14,根据“十二五”规划,2015年我国天然气供应结构初步定为国产1700亿立方米,净进口900亿立方米,总消费量为2600亿立方米。而2010年我国天然气表观消费量为1072亿立方米,以此推算,未来五年我国天然气表观消费复合增长率为19.39%,超过“十五”和“十一五”期间的15.15%和16.48%。,我国天然气消费量统计及预测,数据来源:工信部 公开资料,1.
9、2.5 我国天然气消费结构变化,15,2001年我国天然气消费结构,2009年我国天然气消费结构,我国的天然气利用领域主要包括城市燃气、工业燃料、天然气发电和天然气化工,并存在明显的地区差异化现象:在东部经济发达地区以城市燃气和发电为主、在西部地区主要以化学工业为主。近年来下游应用呈现化工占比逐渐下降,城市燃气、天然气发电占比逐渐提升的趋势。,数据来源:公开资料 长城证券研究所,1.2.6 我国与其他国家天然气消费结构对比,16,北美大量自产天然气,欧洲临近天然气资源丰富的俄罗斯,日本全境临海容易使用进口LNG,三个地区天然气发电占比都在1/3上,并且还在不断增加。中国自产天然气供不应求,内陆
10、地区不能方便的使用进口LNG,因此天然气主要用于工业和建筑,发电所用非常有限。,数据来源:EIA 发改委,1.2.7 美国天然气发电增长迅速,17,美国新建电厂能源种类(GW),天然气电厂中技术路线分布(GW),在上世纪七八十年代,美国天然气供给不足,同时价格较高,且“能源使用法案(Fuel Use Act)”不鼓励使用天然气和燃油发电,导致美国当时新建天然气电厂数量非常少。1987年美国“能源使用法案”到期,同时美国天然气开采量上升,价格下降,以及联合循环式和燃气轮机式天然气发电机技术的成熟,导致天然气电厂经济性大幅改善,美国天然气电厂蓬勃发展。在2000-2010年新建电厂中有81%为天然
11、气电厂,已经成为主流趋势。,数据来源:EIA,1.2.8 天然气发电成本优势逐步显现,18,根据美国能源信息署(EIA)2011年的预测,随着技术进步以及天然气产量上升,到2016年天然气电厂单位发电成本相比传统煤粉锅炉将具有绝对优势,美国将在全国范围内采用天然气替代煤炭来作为基础负荷发电机组。,数据来源:EIA Annual Energy Outlook 2011,1.2.9“十二五”天然气管网规划,19,2015年管网布局图,我国天然气管网规划,国内管道:初步形成以西气东输、川气东送、西气东输二线(西段)以及陕京线系统、忠武线等管道为骨干,兰银线、淮武线、冀宁线为联络的国家级基干管网。进口
12、通道:铺设管道进口国外气源已经逐渐成为中国天然气输入的重要一环。目前主要的输入通道有三条:中亚天然气管道、缅甸天然气通道、俄罗斯天然气通道。,数据来源:工信部 公开资料,1.2.10 沿海LNG进口接收站分布,20,我国进口LNG主要是为了缓解国内天然气气源紧张的局面,目前东部和南部港口是主要的LNG进口地,主要辐射东南沿海。至2012年在我国沿海城市建立12个LNG进口接收站,总量3500万吨,相当于455亿标方天然气,等同二条西气东输管道的总量。,数据来源:公开资料,1.2.11 2011年我国天然气供应量分解,21,2011年我国常规天然气供应量约为1312亿立方米,占总供应量的93.7
13、1%。其中国产常规气产量为1020亿立方米,占总供应量的72.86%;进口常规气量为300亿立方米,占总供应量的21.43%。非常规天然气45亿立方米,其中煤层气40亿方,煤制气5亿方。结合我国天然气产量增长的数据,以及2011年我国天然气大类供应结构可以发现,我国天然气供应正在呈现出国产常规气增速明显放缓、而未来新增供应将逐渐以进口LNG、中亚气和国产非常规气为主来满足新增消费需求的格局。,数据来源:公开资料 长城证券研究所,1、页岩气行业概况,1.1 行业简介1.2 供需分析1.3 开采流程1.4 催化因素,1.3.1 天然气产业链的整体划分,23,我们将整个天然气产业链按照从开采到最后终
14、端用户的上下游顺序分为三部分:1、上游资源拥有者及勘探和开发;2、中游运输、存储等环节;3、下游油气输配和分销环节。,1.3.2 天然气勘探流程,24,油气勘探开发处于整个产业链的前端,包括资源寻找、开发方案的设计和实施等环节。油气资源勘探开发技术建立在地球物理勘探的基础上,利用地震、地质等信息来分析勘探区的地层结构、寻找有利储层、指导钻井和油田开发工作。,1.3.3 油气开发环节具体流程(一),25,油田开发环节涵盖从钻井到采集油气资源全过程,主要分为完井和生产两大领域。完井过程:主要是指井筒建设、地层识别、井筒与地层连通等新井的建设过程,包括钻井、录井、固井、测井、射孔等环节;生产过程:指
15、完井后的采油过程,包括地层改造(压裂、酸化)、井下作业采油 作业和修井作业)等环节。,1.3.4 油气开发环节具体流程(二),26,钻井:利用机械设备,将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程。录井:记录、录取钻井过程中的各种相关信息。录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术,是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段,具有获取地下信息及时、多样,分析解释快捷的特点。固井:通过套管将水泥浆注入井底,进入套管与井壁之间的环空内达到设计高度的操作。固井的目的是将套管固定在井内,把水和其他流体从井内替出。测井:目的是获得各种石油地质及工程技术资料,作为完井和开发油田的原始资料。测井是确定和评价油气层的重
16、要手段,可直接为石油地质和工程技术人员提供各项资料和数据。井下作业:油田勘探开发过程中保证油水井正常生产的技术手段。井下作业内容主要有油水井维修、油水井大修、油层改造和试油等。,1.3.5 页岩气开采特点,27,与常规天然气藏开发相比,页岩气藏的开发具有储层物性差、孔隙度和渗透率低、气流阻力大、采收率低但可开采时间长的特点。页岩气藏总孔隙度普遍小于10%,含气孔隙一般不到总孔隙的50%,渗透率在0.0001-0.001md之间,采收率为5%-60%,而常规天然气藏采收率通常在60%以上。页岩气田生产周期长,开采寿命可达30-50年,甚至更长。美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地Bar
17、nett页岩气田开采寿命达80-100年,较长的开采时间保证了页岩气的经济性好。页岩气藏开发的上述特点,导致一般需要实施储层压裂改造才能开采出来,这使得页岩气开发成本相对增加。为此,要获得较高的商业回报,就需要加快钻井速度,提高单井产能,延长开采期限来降低开采成本。这是商业化大规模开采页岩气的关键技术要求,也是页岩气开发技术难点所在。,1.3.6 美国页岩气大规模开采的关键技术突破(一),28,水平井: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Devon能源公司7口Barnett页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。与直井相比,水平井在页岩气开发中
18、具有无可比拟的优势:水平井钻完井成本为直井的1.5-2.5倍,但其日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5倍,产气速率则提高10倍,最后综合产气成本仅为垂直井的25%-50%。,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。减少了地面开采的设施,地下延伸范围大,避免了某些地面条件的影响。,数据来源:网络资料,1.3.7 美国页岩气大规模开采的关键技术突破(二),29,压裂技术:含气页岩储层的基质孔隙度和渗透率总体上非常低,除少数裂缝发育带可能具有较高的自然产能外,一般页岩气藏均需人工压裂改造后才具有商
19、业价值。压裂增产技术的进步显著提高了页岩气的产量。20世纪80年代使用高能气体压裂以及氮气泡沫压裂,使得页岩气产量提高了3-4倍。进入21世纪后,随着水力压裂、重复压裂及平行压裂等新技术的运用和推广,极大地改善了页岩气井的生产动态与增产作业效果,页岩气单井产量增长显著,极大地促进了页岩气的快速发展。,数据来源:OILFIELD REVIEW,1.3.8 美国页岩气大规模开采的关键技术突破(二),30,水力压裂:由于页岩气产能较低,通常埋深大、地层压力高的页岩储层必须进行水力压裂改造才能够实现经济性开采。该技术与美国20世纪90年代实施的小型交联或泡沫压裂技术相比可以节约成本50%-60%,并能
20、提高最终估计采收率,目前已成为美国页岩气井最主要的增产措施。水平井分段压裂:在水平井段采用分段压裂,能有效产生裂缝网络,尽可能提高最终采收率,同时节约成本。最初水平井的压裂阶段一般采用单段或2段,目前已增至7段甚至更多。该技术使原本低产或无气流的页岩气井获得工业价值成为可能,延伸了页岩气在横向与纵向的开采范围,是目前美国页岩气快速发展最关键的技术。重复压裂:当页岩气井初始压裂处理已经无效或现有的支撑剂因时间关系损坏或质量下降,导致气体产量大幅下降时,重复压裂能重建储层到井眼的线性流,恢复或增加生产能力,可使最终采收率提高8%-10%,可采储量增加60%,是一种低成本增产方法。重复压裂后产量接近
21、甚至超过初次压裂时期。同步压裂:2006年,同步压裂技术开始在Barnett页岩气井中实施,作业者在相隔152-305m范围内钻两口平行的水平井同时进行压裂。目前已发展成三口井同时压裂,甚至四口井同时压裂,采用该技术的页岩气井短期内增产非常明显。,1.3.9 美国页岩气大规模开采的关键技术突破(三),31,压裂检测技术:页岩气井实施压裂改造措施后,需要有效的方法来确定压裂作业效果,提高天然气采收率。推断压裂裂缝几何形态和产能的常规方法主要包括利用净压力分析进行裂缝模拟,试井以及生产动态分析等间接的井响应方法。利用地面、井下测斜仪与微地震监测技术结合的裂缝综合诊断技术,可直接地测量因裂缝间距超过
22、裂缝长度而造成的变形来表征所产生裂缝网络,评价压裂作业效果,实现页岩气藏管理的最佳化。,数据来源:Schlumberger,1、页岩气行业概况,1.1 行业简介1.2 供需分析1.3 开采流程1.4 催化因素,1.4.1 催化因素一:技术进步降低成本,33,页岩气开采最大问题在于,气体被紧密吸附在岩层中难以采出,单井出气量低,气井成本不能被快速收回,导致天然气单位成本过高。实现大规模商业开采不仅要钻井采气,降低开采成本实现较高的回报率也很关键。从美国经验看,技术持续进步是推动美国页岩气成本下降最终实现大规模商业开采的关键。美国页岩气领域每一次技术突破都带来页岩气井口数量大增。供给的增加反过来又
23、逐渐产生规模效应,既降低了单位成本、又刺激了下游应用,从而最终提高了投资回报率,形成了良性的正反馈。,数据来源:Powell Barnett Shale Newsletter,1.4.2 催化因素二:政策支持降低风险,34,工业化开采需政策支持。页岩气开采需国家在开采补贴、税收减免优惠、矿权管理等各方协调机制方面进一步细化明确,只有达到合适的收益风险配比范围,大规模的开采利用才有望到来。政策春风不断。继去年底页岩气被批准为我国第172个独立矿种后,今年两会期间温家宝总理在政府工作报告中明确提出“加快页岩气勘查、开发攻关”,随后不久,我国页岩气发展规划(2011-2015年)发布。页岩气发展“十
24、二五”规划指出,“十二五”期间基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价,初步掌握全国页岩气资源量及其分布,优选30-50个页岩气远景区和50-80个有利目标区。探明页岩气地质储量6000亿立方米,可采储量2000亿立方米。2015年页岩气产量65亿立方米。,2、产业链投资机会及上市公司介绍,2.1 产业链投资机会,36,上游勘探最先受益:根据页岩气发展“十二五”规划要求,在“十二五”时期我国页岩气开发的重点在前期资源储量的调查评价和勘探,大规模的开采预计在“十三五”时期展开。未来几年最先受益的将是相关勘探设备制造商。如恒泰艾普等企业。由于开采设备绝多数核心技术均掌握在美国等外资企业手中,若能通过与
25、掌握关键技术的外企合作进入这一领域,也有望迅速占领部分市场空间。中游运输环节保持快速增长。在页岩气还没有大规模开采时,常规天然气的运输分销将伴随下游需求的释放而增长。LNG接收站建设,尤其是LNG运输车、船具有一定的技术壁垒,相关公司如富瑞特装、中集集团控股的中集安瑞科、蓝科高新等在各自领域会有较大发展空间。具垄断优势的上游资源和下游管网拥有者将持续受益。国内常规天然气资源基本被三大油把控,但由于页岩气开采将不再局限于三大油,未来划分页岩气资源蛋糕的竞争将持续上演。页岩气第二轮招标将在年内展开,招标企业的资质和准入门槛将会进一步放开。进口LNG和管道气快速增长,在满足民用需求后将更多投放到价格
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