２０１９年页岩气行业深度研究报告目录索引一、美国页岩油气开发历史与现状 (5)1.1美国页岩气开发历史 (5)1.2美国页岩油气开发最新进展 (6)1.3美国历经三代技术进步，效率已经大幅提升 (7)二、中美页岩开发对比 (10)2.1最新储量对比：潜在储量巨大，不断开发不断探明 (10)2.2最新产量对比：中国产量已经世界第三，对应美国二十年前水平 (10)2.3发展阶段对比：中国未来也可能复制美国“先气后油”路径 (12)2.4单井成本对比：中国已经大幅下降，中美成本差距不断缩小 (13)三、中国页岩气经济性分析 (14)3.1单井成本 (14)3.2单井产量 (14)3.3经济性测算： (15)四、中国油气装备行业进入新阶段 (17)4.1能源安全叠加高端装备战略 (17)4.2国内油气装备发展方向 (18)4.3新补贴模式出台，更重视增量补贴 (19)4.4中石油川南发力，投资开始加码 (21)五、投资建议 (23)六、风险提示 (23)图表索引图1：美国页岩气开发历程 (5)图2：美国主要页岩油气产区分布 (6)图3：美国页岩地区石油产量（千桶/天） (6)图4：美国页岩地区天然气产量（百万立方英尺/天） (6)图5：美国主要页岩地区石油单钻机采量（千桶/天） (7)图6：美国主要页岩地区天然气单钻机采量（百万立方英尺/天） (7)图7：美国页岩气钻完井成本细分（2016年） (8)图8：美国页岩油气水平段（英尺）发展趋势 (8)图9：美国页岩油气段数（段）发展趋势 (8)图10：美国页岩油气成本（万美元）下降趋势 (8)图11：美国页岩油气钻井周期（天）发展趋势 (8)图12：美国页岩油气压裂效率（段/天）发展趋势 (9)图13：美国页岩油气单井可采量（亿立方英尺/天）发展趋势 (9)图14：联合国统计各国页岩气储量（万亿立方米） (10)图15：中国自然资源部统计中国页岩气三级储量（万亿立方米） (10)图16：2018年中国页岩气产量（亿立方米）及在天然气产量中的占比 (11)图17：2018年美国页岩气产量（亿立方米）及在天然气产量中的占比 (11)图18：中国历年页岩气产量（亿方） (11)图19：美国历年页岩气产量（亿方） (11)图20：中美页岩资源开采阶段及代表产区 (12)图21：我国主要含页岩油盆地分布图（黄色） (12)图22：新疆吉木萨尔页岩油开采现场 (12)图23：中美页岩气平均单井综合成本比较（万元/井） (13)图24：中美页岩气平均单井钻井费用、压裂费用对比（2018，万元/井） (14)图25：基于美国Haynesville页岩气井年产量及累积产量预测趋势 (14)图26：国内页岩气单位产气成本测算（元/立方米） (15)图27：模拟中国页岩气开采成本回收期 (16)图28：中国原油进口量（万吨）及进口金额（万美元） (17)图29：中国天然气进口金额及自给率 (17)图30：油气开采主要工序及核心装备 (17)图31：石油钻机的电驱系统正应用于新型电驱压裂装备 (18)图32：两桶油页岩气产气量，亿方 (21)图33：中石油川南地区页岩气开采计划 (21)图34：中国历年页岩气新开发井数量（口） (22)图35：中石油川南地区页岩气中长期发展规划方案 (22)表1：中国页岩气历年政策 (20)表2：国家能源局页岩气开发利用补贴标准 (20)表3：新补贴政策奖补（扣减）分配系数 (21)一、美国页岩油气开发历史与现状1.1 美国页岩气开发历史页岩气是指以页岩为主的页岩层系中所含的天然气资源，而与页岩气共生、伴生的石油资源页岩油。

其中根据地质形成条件，又分为海相油气资源和陆相油气资源。

与美国海相页岩资源相比，我国页岩油资源主要属于陆相页岩，尤其是陆相页岩油发展潜力巨大。

目前页岩油和页岩气全球范围内通常有效的开发方式为水平井+分段压裂技术。

页岩气在全球范围内的开发，至今主要开拓者和技术推动者依然是美国。

页岩气和之后的页岩油革命，彻底改变了美国自身能源结构以及全球的能源定价权。

我们把美国的页岩资源的开发历程分为四个阶段。

最早的历史可以追溯到1820年代，但真正产业化开发页岩气的尝试阶段起步于1970年代，当时在全球迎来第一次石油危机叠加美国联邦政府对天然气的价格管制的大背景下，美国天然气产量大幅下降，联邦政府开始鼓励向非常规替代能源领域投资。

而之后的1980-2000的探索阶段，美国政府投入了大量资金用于页岩气的地质探索研究，技术可采储量大幅提升；同时逐步形成了全国范围相互连接的天然气管网，为页岩气市场大发展创造了条件。

2002年水平压裂技术第一次应用于页岩气开采，在这一阶段，水平井、水力压裂等核心技术获得集中突破和应用，美国页岩气年产量正式从10亿方量级迈向100亿方量级。

而从08年至今的十余年是美国页岩气开发的爆发阶段，产量大幅增加，2018年美国页岩气产量约为5932.4亿立方米，页岩气产量占天然气总产量比例达到68.5%。

图1：美国页岩气开发历程数据来源：EIA，中国自然资源部，广发证券发展研究中心页岩油气是石化能源未来的重要发展方向之一，美国的页岩革命已取得成功并在全球产生广泛影响，中国也正迎来页岩气开发新阶段，成为继美国、加拿大之后第三个具备商业化开发页岩气能力的国家，但中国的页岩油开发尚处起步阶段。

中国具有巨大的页岩油资源潜力，但页岩油勘探开发充满挑战，在陆相页岩油富集机理、分布规律、甜点预测与低成本开发等方面都需要开展深入的研究。

1.2 美国页岩油气开发最新进展美国能源信息署（EIA）将全美划分为七大页岩油气产区。

图2：美国主要页岩油气产区分布图3：美国页岩地区石油产量（千桶/天）图4：美国页岩地区天然气产量（百万立方英尺/天）数据来源：EIA，广发证券发展研究中心数据来源：EIA，广发证券发展研究中心2019年以来虽然美国钻机数量有所减少，但当期完成钻井数量有所上升并在下半年度保持基本持平。

这主要是近两年在技术革新的推动作用下，当期新增钻井量和累计未完成钻井量快速增加。

页岩油气井的完工周期一般在3-6个月，因此，2018年快速增长的钻井开工量反映到了2019年增长的当期完成钻井量中。

由于页岩油开采前期产量爆发快的特点，加上持续减少的钻机数量，页岩油气的单机产量快速增长，在19年9月刷新历史高点，收5479千桶/天， EIA 预计19年10月将达到5541千桶/天。

页岩气的单钻机产量在19年同样快速增长，预计19年10月达到44380百万立方英尺/天，刷新历史新高。

图 5：美国主要页岩地区石油单钻机采量（千桶/天）图 6：美国主要页岩地区天然气单钻机采量（百万立方英尺/天）数据来源：EIA ，广发证券发展研究中心 数据来源：EIA ，广发证券发展研究中心1.3美国历经三代技术进步，效率已经大幅提升页岩油气为页岩层系中所含的石油和天然气资源，需要陆上钻井开采。

我们通过研究陆上钻井的成本构成和变化趋势，可以判断页岩油气的钻井成本。

EIA 发布数据显示，EIA 将土地使用、钻井成本、完井成本、租赁费用、设备成本、处理和交通费用纳入陆上钻井的成本计量进行统计。

美国陆上钻井单井全成本在4.9百万美元值8.3百万美元范围内，其中平均单井完井成本为2.9百万美元至5.6百万美元。

按照主要技术材料进行成本拆分，钻机与钻井液占15%，套管固井占11%，压裂泵设备占24%，压裂支撑剂占14%，完井液占12%，其他设备占23%。

由于地质、井深和处理方式材料不同，各地区之间成本有差异。

其中Bakken 产区的总成本最高，因为井深最深以及使用较为昂贵的树脂涂层支撑剂；Marcellus 产区的总成本最低，因为井深很浅以及使用比较便宜的天然砂支撑剂。

目前平均单井全成本已经下降至500万美元。

图 7：美国页岩气钻完井成本细分（2016年）数据来源：IHS ，EIA ，广发证券发展研究中心每一次技术革新都大幅削减成本提升效率。

美国现代页岩气技术革新大致经历了三代：2010-2013年为第一代；2014至2015年为第二代；2016年至今为第三代。

2018年水平段最高可达1.6万英尺，段数高达80，开采时间和成本均显著压缩，单井采量和压裂效率却迅速提高。

图 8：美国页岩油气水平段（英尺）发展趋势图 9：美国页岩油气段数（段）发展趋势数据来源：EIA ，广发证券发展研究中心数据来源：EIA，广发证券发展研究中心图 10：美国页岩油气成本（万美元）下降趋势图 11：美国页岩油气钻井周期（天）发展趋势数据来源：EIA ，广发证券发展研究中心 数据来源：EIA ，广发证券发展研究中心15%11%24%14%12%23%钻机与钻井液套管固井压裂泵设备压裂支撑剂完井液其他图12：美国页岩油气压裂效率（段/天）发展趋势图13：美国页岩油气单井可采量（亿立方英尺/天）发展趋势数据来源：EIA，广发证券发展研究中心数据来源：EIA，广发证券发展研究中心开采技术革新推动美国油气产业进入稳定复苏周期，单井产能和开采效率持续增长。

根据EIA钻机活跃度调查报告，自2016年美国油气产量进入复苏周期以来，活跃钻机数较五年前减少40%；以Haynesville产区为例，在活跃钻机数保持不变的情况下，该地区页岩气产量在过去一年从4200百万立方英尺/天上升50%，达到6500百万立方英尺/天，充分体现技术革新对产能的升级作用。

技术革新从开采效率和单井产能双管齐下，为产量井喷打下基础。

从开采效率来看，技术进步可以大幅缩短钻井周期、提升压裂效率和降低完井成本，因此单个活跃钻机对应的可开采钻井数大幅增加。

钻井，压裂和完井技术的快速发展显著提升单井产能。

钻井技术提高钻井的井测长度和定位精准度，压裂液的进步释放出更多的气体和液体流入管道，均提高单井产出效率。

二、中美页岩开发对比2.1 最新储量对比：潜在储量巨大，不断开发不断探明从储量上看，中美均为页岩气储量十分丰富的国家。

最新的联合国贸易和发展会议(UNCTAD)2018年5月发布的一份报告显示，中国的页岩气储量排名全球第一（31.6万亿立方米），其次分别为阿根廷(22.7万亿立方米)、阿尔及利亚(20万亿立方米)、美国(17.7万亿立方米)和加拿大(16.2万亿立方米)。

从国内最新统计数据来看，根据中国自然资源部发布的《中国矿产资源报告2019》显示，中国埋深在4500米以内的页岩气地质资源量为122万亿立方米，可采资源量22 万亿立方米，探明储量在18年突破1万亿立方米，探明率仍仅有4.79%。

图14：联合国统计各国页岩气储量（万亿立方米）数据来源：联合国贸易和发展会议，广发证券发展研究中心图15：中国自然资源部统计中国页岩气三级储量（万亿立方米）数据来源：中国自然资源部，广发证券发展研究中心2.2 最新产量对比：中国产量已经世界第三，对应美国二十年前水平根据自然资源部《全国石油天然气资源勘查开采情况通报（2018年度）》显示，2018年，全国天然气产量1415亿立方米，同比增长6.4%。