页岩气行业研究报告

页岩气行业研究报告一、页岩气概述：页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。生烃源岩中一部分烃运移至背斜构造中形成常规天然气，尚未逸散出的烃则以吸附或游离状态留存在暗色泥页岩或高碳泥页岩中形成页岩气。以吸附、游离和溶解状态赋存于泥页岩中的天然气与常规天然气相比，其气藏的特点是页岩既是源岩，又是储层和封盖层。因此页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、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。图一：页岩气地质状况页岩气有机成因来源种类多，即有生物气、未熟一低熟气、热解气，又有原油、沥青裂解气。页岩演化和各个阶段均有可能形成具备商业价值的页岩气藏，但高演化阶段页岩气藏的规模更大。目前发现的具有商业价值的页岩气藏有机质类型以I-II型为主，页岩中有机质丰度与页岩气产能之间有着良好的线性关系。但是页岩孔隙中的含水量和矿物组成的变化会影响这种线性关系。图二：页岩气与天然气情况对比二、世界页岩气发展情况1、页岩气资源全球分布状况世界范围内来看，页岩气资源开发潜力巨大。目前全球页岩气资源量约为456万亿m³，约占全球非常规天然气资源量的50%,与常规天然气472万m³的资源量大概相当，主要分布在中国、北美、拉美、中东、北非和独联体等地区。其中,北美地区页岩气资源量达108.7万亿m³,占全球总资源量的23.8%;中国和中亚资源量合计为99.8万m³,占全球总资源量的21.9%。图三：全球页岩气分布图根据美国能源信息署（EIA）对全球页岩气资源的初步评估,全球共有14个区域、32个国家、48个页岩气盆地含有页岩气资源，全球页岩气技术可采资源总量达到187万亿m³。其中,中国为36万亿m³,约占世界的19.3%;美国为24万亿m³,约占12.8%;阿根廷、墨西哥和南非分别约为22万亿、19万亿和14万亿m³。图四：全球主要页岩气国家储量估算2、美国页岩气的开发状况（1）美国是世界上唯一实现页岩气商业开发的国家：美国是世界上最早进行页岩气资源勘探开发的国家，也是迄今为止世界上唯一实现页岩气大规模商业开发的国家。但页岩致密低渗的特点导致页岩气开采难度大、成本高，在21世纪以前，大规模开发页岩气并不具备经济性。20世纪80年代水平井技术被运用于页岩气开发，这是页岩气开发历史上的标志性事件。其后，随着进入21世纪页岩气压裂技术的逐渐成熟，水平压裂技术的成熟，使得页岩气的开采成本大幅下降了85%，由此页岩气的商业化开发具备了可行性。页岩气的勘探开发带动美国天然气产量快速增长。1998年，美国页岩气产量仅85亿m³，2010年页岩气产量迅速增加到1379亿m³，而页岩气占全美天然气年产量的比重也由1998年的不到2%上升至2010年的23%；2011年美国页岩气产量更是达到1700亿m³，远超我国1011亿m³的天然气年产量。据EIA预测，2035年页岩气产量将占到美国天然气总产量的49%。页岩气的大量生产，导致美国天然气价格与石油价格联动机制减弱。2009自年至2011年原油价格与天然气价格比值由2.5倍上升至3.0倍；美国HenryHub天然气价格从近10美元/TCF下降到目前2美元/TCF，下跌幅度近乎80%。美国页岩气的大开发，提高了美国能源自给水平，美国能源对外依存度降至20世纪80年代以来最低水平。2010年,美液化天然气进口量约120亿m³,比2006年下降了25%。根据EIA《2011年能源展望》,未来美国能源对外依存度将不断下降，2030年美国天然气消费依存度预计仅有6%。图五：美国页岩气在天然气中生产占比预测图六：美国页岩气在天然气中比重预测（2）美国页岩气储量及分布概况美国50个州中有48个州富含页岩气资源，主要分布在东部、中南部、墨西哥湾沿岸及落基山脉地区，共有20多个页岩气区块，集中分布在Barnett、Haynesville、Fayetteville、Marcellus、Woodford以及EagleFord等页岩区。根据EIA统计，美国页岩气技术可开发量约为24万亿m³。美国页岩气规模化开发最早始于Barnett页岩。2006年以后，Haynesville、Fayetteville、Marcellus和Woodford等几个页岩气田也陆续得到开发。Barnett页岩区位于美国德克萨斯州的FortWorth盆地，2010年Barnett页岩气产量412亿m³,其核心产区NewarkEast气田页岩气年产量更是高达110亿m³，是美国l2大气田之一。美国地质调查局预计该气田开采年限可达80-100年。图七：美国页岩气分布图（3）技术进步及政策鼓励是美国页岩气发展的根本原因技术创新是根本推动力。美国之所以在页岩气开发方面位居世界前列，原因主要在于水平钻井技术与水力压裂技术的大规模应用。目前页岩气开发主要有直井技术和水平井技术。使用直井压裂法大规模开采气体，需要使用大型水力压裂，而大型水力压裂成本过高、对地层伤害过大；水平井初始成本虽为直井的1.5-2.5倍，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3-4倍。2003年以前美国页岩开采基本采用直井技术，此后大量应用水平井技术，2010年水平井数量已远超直井数量。目前美国约85%页岩气生产井采用水平井和多级压裂技术开采。图八：页岩气开发示意图矿权清晰、高度分工推动创新和商业化。产权清晰促使美国页岩气开发高度分工协作。美国页岩气矿业权可以自主经营或通过市场交易出让，因此虽然美国页岩气开采技术创新均来自中小公司，但在中小公司实现技术突破后，大公司通过并购或合资等方式介入。大公司在投资规模上更具优势，从而将页岩气开发迅速规模化。由于开发的各环节、各阶段会有不同类型、不同规模的公司介入，分工协作，因此页岩气开发回收快、效率高。政策强力支持与环保协调发展。20世纪70年代开始，美国联邦及各州政府实施了一系列鼓励替代能源发展的税收扶持及补贴政策，激励了美国非常规天然气勘探量和产量大幅提高。在页岩气发展初期，美国对页岩气发展采取较为宽松的环保监管态度；随着开采规模的扩大，监管才逐步趋严。美国政府通过修改法律取消了“哈里伯顿漏洞”（将水力压裂从《安全饮用水法》中免除，解除环境保护局对这一过程的监管权力，让水力压裂技术很快应用起来，该免除条款被称为“哈里伯顿漏洞”），同时要求将水力压裂中充分披露所用化学增强剂情况以进行评估其地下水的影响等。3、页岩气开发对世界天然气市场格局的影响页岩气在美国的成功开发（被称之为页岩气革命）,激发了世界上其他国家对页岩气资源开发的热情。目前，除美国外，加拿大、德国、波兰、澳大利亚、印度等国家均开始了页岩气的研究和勘探开发工作。2009年加拿大页岩气产量达到70亿m³，此外继美国之后第二个对页岩气进行实质性开发的国家。总体而言,世界页岩气资源潜力开发潜力虽然巨大,但地质条件、经济环境差异较大,面临诸多制约，能否成功复制美国模式实现页岩气大规模商业性开发仍存在不确定性。美国页岩气革命将深刻影响全球天然气市场格局。2009年美国以6240亿m³的产量首次超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国，美国正在向LNG（液化天然气）出口国转变，目前已经与欧洲签订了LNG出口合同。这使得俄罗斯正在逐步丧失其在欧洲天然气市场的强硬定价权。据估计，未来俄罗斯在非前苏联成员国的欧洲国家天然气市场的份额将从27%下降到13%左右。欧洲天然气消费过于依赖俄罗斯的局面将得到改变。俄罗斯不得不将销往欧洲的部分天然气价格同石油价格脱钩，并降低其天然气出口价格。图九：美国超越俄罗斯成为世界第一天然气生产国（单位：TCF）世界天然气价格的波动也制约着页岩气的开发。根据统计，乐观情况下天然气价格3-4美元／百万BTU(英制热量单位)时，页岩气开采才具有可行性；而悲观条件下，只有天然气价格为5-7美元／百万BTU时，页岩气才可以大规模开采。北美页岩气开采量快速上升导致的直接结果就是天然气价格的持续走低，而天然气价格的持续低迷会打击企业的投资热情。目前美国Barnett页岩气开发项目的成本为300-500万美元／口；Marcellus页岩气项目的成本大部分为150-430万美元／口。根据美国能源部的数据，2011年11月-2012年4月，因为天然气价格低迷，美国天然气井的钻机动用数量下降了33%；而与此同时，开发商在钻井、水力压裂等方面的费用支出仍在继续增加，再加上债务融资，这导致了许多页岩气开发商目前处于亏损状态。2009年美国页岩气产业的“领头羊”切萨皮克（Chesapeake）能源公司亏损了90多亿美元，切萨皮克不得不连续出售资产来偿还巨额债务。总之，未来如果天然气价格持续低迷，必将制约页岩气投资和建设。三、中国页岩气开发状况1、开发页岩气有助于保障我国能源安全页岩气开发及利用对于保障我国能源安全事关重大。跟据发改委能源所预测，2010-2015年，我国天然气消费需求将以13%的年均增长率递增，2015到年全国天然气需求将达到2000亿m³，在2008年的基础上翻一番；而到2020年我国天然气消费需求则将增加到3000亿m³左右。虽然目前天然气在我国的能源消费结构中仅占4%，但按照国际能源署(IEA)预测，2035年天然气在我国消费结构中所占比重将上升到13%；我国的天然气需求增长将占到全球天然气需求总增长量的1/4。目前我国的石油对外依存度已经达到55%，对进口天然气的依存度为20%，而根据预测，到2020年，我国进口天然气的数量将占到总需求量的33%。IEA预测，如果我国页岩气开发进展顺利，2035年我国天然气消费对外依存度将只有20%；如果开发不力，届时我国50%天然气消费都将依赖进口。国内页岩气的开发力度决定了我国的天然气对外依存度大小。此外，页岩气的开发也会减轻我国面临的油气地缘竞争压力，尤其使我国在中俄天然气价格谈判过程中将拥有更多的议价能力。2、中国页岩气开发遇到的问题（1）资源勘探程度低及分布区域广目前，我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段,页岩气可采储量说法不一，面临资源勘探程度不明的困境。开发页岩需要大量数据，包括岩石学、地质力学、压裂传导性等，而我国页岩板块复杂，可供勘探面积较零碎，因此我国的页岩气勘探有一定难度，需要时间。EIA认为我国页岩气开发潜力位居世界第一，其预计我国页岩气可采储量约为36万亿m³，然而美国并未对中国进行过页岩气系统勘查，可信度存疑。根据中国石油勘探开发研究院油气资源规划所数据，中国页岩气资源量约26-31万亿m³，但该所并没有对页岩气资源进行准确评估，仅是按体积法估算出的结果。根据国土资源部发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》，我国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿m³，可采资源潜力为25.08万亿m³（不含青藏区）。其中，已获工业气流或有页岩气发现的评价单元，面积约88万平方公里，地质资源为93.01万亿m³，可采资源为15.95万亿m³，是目前页岩气资源落实程度较高，较为现实的勘查开发地区。本次《评价及优选》，将我国陆域划分为上扬子及滇黔桂区、中下扬子及东南区、华北及东北区、西北区、青藏区五大区，范围涵盖了41个盆地和地区、87个评价单元、57个含气页岩层段。页岩气储量、产量的增长将主要来自包括四川、重庆、贵州、湖北、湖南、陕西、新疆等省（区、市）在内的四川盆地、渝东鄂西地区、黔湘地区、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等。相对而言，我国海相页岩勘探前景最好，其中四川盆地及其周缘地区最为现实;海陆过渡相与煤系页岩难以形成规模区块，勘探潜力有待落实。图十：中国海相及陆相页岩分布图根据国家能源局于2012年3月发布的《页岩气发展规划》（2011-2015年），我国在“十二五”期间，首先需要基本完成对全国页岩气资源潜力的评估与勘探，为“十三五”页岩气开发打好基础。规划中还提及，到2015年页岩气目标产量为65亿m³，而2011年我国天然气消费量为1300亿m³