页岩气行业研究

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。按经济价值分类天然气常规天然气伴生气油田气、油藏气气藏气气田气、气层气非常规天然气煤层气已有少量开采页岩气未来开采重点天然气水合物致密气等1.1.2天然气与其他基础能源的对比（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，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0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20032004200520062007200820092010水力发电核能煤天然气原油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石油35%煤29%天然气24%其他能源12%煤68%石油19%天然气4%其他能源9%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：IEA1.1.7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BP1.2.2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：IEA1.2.3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%。051015202501002003004005006007008009001,0002006/102007/012007/042007/072007/102008/012008/042008/072008/102009/012009/042009/072009/102010/012010/042010/072010/102011/012011/042011/072011/10产量累计值累计同比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1.2.5我国天然气消费结构变化152001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(FuelUseAct)”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%为天然气电厂，已经成为主流趋势。数据来源：EIA1.2.8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：EIAAnnualEnergyOutlook20111.2.9“十二五”天然气管网规划192015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1.2.112011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93.71%。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