２０１８年油气压裂行业深度分析报告（1）“大力”出效果，压裂是主流增产技术。
①压裂增加油层裂缝，提高单井产量。
在油气开采过程中，利用高压流体，使地层产生裂缝，改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况，从而提高单井产量。
②钻完井与增产阶段广泛应用。
首先是钻完井阶段。
在初始开发时就需要进行压裂，有时对于常规油气资源，钻完井阶段即进行压裂也可极大地提升其初期产能，加速成本回收；其次，老井增产阶段。
对于一些已开采一段时间正处于衰退期的油气井，压裂作业可以重新开启裂缝，或产生一些穿透污染层的新裂缝，使得油气流动性再次增强。
③压裂车具有四大核心零部件。
四大核心零部件技术均有较高技术门槛，四大核心零部件占总成比重较高占总成本的比重在75%以上。
（2）雄关漫道真如铁，国内压裂从头越。
①中国目前压裂车存量在2000-2100台左右，不同型号与不同采购时间有较大差异。
目前中国压裂车存量中1800水马力的车型在850台左右（多在2005年购置），1800/2000型水马力的车型在850台左右（在2008年以后购置），适合页岩气开采的大型号的车型2300以及以上的车型在300-400台（多在2012年以后随着页岩气的开采而购置）。
②中国压裂车市场以国内厂家为主。
国外品牌市场占有率不足5%。
在国内市场，石化机械在整个存量市场占据50%-60%的国内市场份额。
杰瑞股份占据30%-40%的市场份额。
③核心零部件对外依存度高。
除压裂泵外，其余核心部件对外依存度较高。
（3）受益非常规油气开采，中国压裂市场缺口较大。
①非常规油气开采提升压裂需求量。
页岩气开采提升了压裂的压力需求；水平井增多，加大压裂需求量。
②压裂市场缺口较大。
常规直井压裂多用在常规直井压裂，多采用小型号压裂车工作较简单，压裂效率高，存量设备足以应对；非常规压裂指压力等级高、排量大、连续工作时间长的压裂作业，最常用于页岩气开发，需要大型压裂车，到2020年底，预计总缺口在320台压裂车；水平井（非页岩气）压，主要使用中型压裂设备，预计缺口在200台左右。
（4）投资建议：龙头最先受益。
经过以上分析，未来压裂行业将有长足发展，预计随着油价复苏毛利率逐步提升以及公司管理层的精益求精，行业龙头将有较高利润弹性，推荐杰瑞股份，建议关注石化机械。
风险提示：油价大幅下滑，页岩气开采不及预期。
1“大力”出效果，主流增产技术 (5)1.1 压裂增加油层裂缝，提高单井产量 (5)1.2 钻完井与增产阶段广泛应用 (7)1.3 压裂车具有四大核心零部件 (8)1.4 压裂车以“水马力”论英雄 (9)2国内外压裂行业处于发展阶段 (10)2.1 雄关漫道真如铁，国内压裂从头越 (10)2.1.1 中小车型占比较高 (10)2.1.2 两大巨头占据市场主要份额 (11)2.1.3 核心零部件对外依存度高 (12)2.2 沉舟侧畔千帆过，国外压裂喜逢春 (13)2.2.1 北美市场压裂市场使用率触底回升 (13)2.2.2 水平井比例与压裂段数上升 (15)2.2.3 经历洗牌，竞争激烈 (16)3受益非常规油气开采，中国压裂市场缺口较大 (17)3.1 非常规油气开采提升压裂需求量 (17)3.1.1 页岩气开采提升了压裂的压力需求 (17)3.1.2 水平井增多，加大压裂需求量 (17)3.2 压裂车要与压力、段数相适应 (19)3.3 压裂市场规模测算 (20)3.3.1 常规直井压裂新增需求预测 (20)3.3.2 非常规压裂新增需求预测 (21)3.3.3 水平井（非页岩气）压裂需求预测 (22)3.3.4 维护更新需求预测 (23)4投资建议：龙头最先受益 (25)4.1 杰瑞股份：受益国内外压裂行业复苏与油服业务扭亏转盈 (25)4.2 石化机械：行业“老大哥”携众多技术积累整装待发 (27)图表1：压裂是提高油井产量的必要手段 (5)图表2：压裂作业流程 (5)图表3：压裂原理 (6)图表4：压裂用支撑剂 (6)图表5：支撑剂对裂缝起支撑作用 (6)图表6：压裂前只存在天然裂缝 (6)图表7：封堵后向井下注入高压压裂液 (6)图表8：天然裂缝扩张，人工裂缝出现 (7)图表9：向井下注入支撑液 (7)图表10：撤除封堵，排出支撑液，留在裂缝中的固体颗粒维持裂缝不关闭 (7)图表11：压裂前后油气流向和逸出面积变化 (7)图表12：压裂在油气井开发生产流程中的位置 (8)图表13：压裂穿透近井污染带 (8)图表14：压裂车结构图 (9)图表15：压裂车主要零部件技术难点概述 (9)图表16：四大核心零部件成本占比较高 (9)图表17：柱塞泵等级、压力等级与排量关系——以杰瑞产品为例 (10)图表18：中国压裂车存量以及时间分布 (10)图表19：中国压裂车型号分布 (11)图表20：中石油历年压裂井次 (11)图表21：中国页岩气产量 (11)图表22：压裂车行业一些小份额公司的概况 (12)图表23：国内压裂车市场竞争格局 (12)图表24：压裂车核心零部件供应情况 (13)图表25：美国页岩气产量迅速增加 (14)图表26：北美市场总压裂水马力 (14)图表27：北美市场压裂车利用率触底回升 (14)图表28：水平钻井活跃数快速提升 (15)图表29：水平井平均段数快速上升 (15)图表30：北美压裂市场竞争格局 (16)图表31：行业寒冬期大型油服公司经历了大幅裁员 (16)图表32：页岩气开采原理图 (17)图表33：水平井与直井 (18)图表34：2012年中石油各油田水平井比例 (18)图表35：水平井分段压裂 (19)图表36：不同压裂场景 (20)图表37：柱塞泵等级、压力等级与排量关系——以杰瑞产品为例 (20)图表38：压裂车不同应用场景 (20)图表39：常规油气压裂需求设备小于市场存量 (21)图表40：市场存量设备所能提供服务远超市场需求 (21)图表41：页岩气产业相关规划 (22)图表42：页岩气车队价格 (22)图表43：页岩气压裂设备需求测算 (22)图表44：水平井（非页岩气）压裂需求测算 (23)图表45：页岩气与常规压裂作业区别 (23)图表46：常见柱塞泵故障及原因 (23)图表47：更新维护需求测算 (25)图表48：杰瑞股份业务构成（2017年数据） (26)图表49：杰瑞股份利润处于历史底部 (26)图表50：杰瑞股份发展历史 (26)图表51：杰瑞压裂车产品一览 (27)图表52：石化机械营收构成 (28)图表53：石化机械营收规模 (28)图表54：石化机械毛利率偏低 (28)图表55：石化机械各子公司营收情况 (28)图表56：江汉大事记 (28)图表57：四机赛瓦压裂车产品一览 (29)1“大力”出效果，主流增产技术1.1压裂增加油层裂缝，提高单井产量压裂增加底层裂缝，是在油气开采中提高单井产量的必须手段。
压裂是指在油气开采过程中，利用高压流体，使地层产生裂缝，改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况，从而提高单井产量。
在压裂作业中，压裂液与支撑剂经过混砂设备搅拌均匀后，进入压裂车/橇，由压裂车/橇搭载的压裂泵提供高压，增压后的混合物流入高压管汇进入井口，再深入井下，在指定位置压开岩层，整个作业流程由中控控制。
压裂车/橇区别在于是否具有动力底盘，具备自行长途运输的能力。
一般来说，由于我国页岩气开发热点多位于川渝等地区，道路交通不便，以专用卡车为底盘的压裂车更加适应这种环境；但由于我国特种车辆相关规定限制了该类车辆的长宽高和吨位，大功率压裂车难以取得销售许可，压裂橇在实际作业中应用较为广泛，未来大功率压裂平台以橇装形式出现的可能性也较大。
图表1：压裂是提高油井产量的必要手段资料来源：压裂技术理论及应用，方正证券研究所图表2：压裂作业流程资料来源：方正证券研究所压裂原理：增加裂缝，提高单井产量。
①流体大排量注入。
用压裂车组将具有一定粘度的液体（压裂液）以大排量沿井筒注入油气层；②井底筑起高压。
由于注入速度大于油气层的吸入速度，多余的液体就在井底附近憋起高压；③油层形成裂缝。
当此压力逐渐增大到超过井壁附近的地应力和岩石的抗张强度后，油层就会在最薄弱的地方破裂形成一条或数条裂缝；④注入支撑剂填充。
之后继续注入携带有高强度的固体颗粒（支撑剂）的液体扩展裂缝并使之充填；⑤形成填砂裂缝。
停泵卸压后，由于支撑剂的支撑作用，裂缝不致于闭合或不完全闭合，即可在地层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂裂缝；⑥渗透力增强，扩大接触面积，单井产量提升。
此裂缝具有很高的渗透能力，并扩大了油气水的渗滤面积，油气可畅流入井，注入水可沿裂缝顺利进入地层。
图表3： 压裂原理资料来源：油层水力压裂原理的探讨与技术应用，方正证券研究所图表4： 压裂用支撑剂 图表5： 支撑剂对裂缝起支撑作用资料来源：方正证券研究所 资料来源：方正证券研究所图表6： 压裂前只存在天然裂缝图表7： 封堵后向井下注入高压压裂液资料来源：方正证券研究所 资料来源：方正证券研究所图表8：天然裂缝扩张，人工裂缝出现图表9：向井下注入支撑液资料来源：方正证券研究所资料来源：方正证券研究所图表10：撤除封堵，排出支撑液，留在裂缝中的固体颗粒维持裂缝不关闭图表11：压裂前后油气流向和逸出面积变化资料来源：方正证券研究所资料来源：方正证券研究所1.2钻完井与增产阶段广泛应用在钻完井和增产阶段需要使用压裂技术。
在油气开发生产流程中，压裂作业通常出现在两个阶段：①首先是钻完井阶段。
一些油气资源特别是非常规油气资源不具备天然的工业产量，在初始开发时就需要进行压裂，有时对于常规油气资源，钻完井阶段即进行压裂也可极大地提升其初期产能，加速成本回收，此外，近年来水平井技术的大规模应用对大规模压裂的需求也使得压裂作业开支在钻完井作业总开支中的比重快速上升。
②其次，老井增产阶段。
对于一些已开采一段时间正处于衰退期的油气井，一些外来污染物如水泥等落入井内，以及开采的原油中携带的固体颗粒在近井地层中沉积，会导致原有的油气流动通道逐渐被堵塞，降低该井产量。
压裂作业可以重新开启裂缝，或产生一些穿透污染层的新裂缝，使得油气流动性再次增强，令已进入衰退期的老生产井重新恢复高产。
图表12：压裂在油气井开发生产流程中的位置资料来源：方正证券研究所图表13：压裂穿透近井污染带资料来源：方正证券研究所1.3压裂车具有四大核心零部件专用底盘、发动机、液力变速箱、压裂泵是压裂车的四个核心零部件。
①四大核心零部件技术均有较高技术门槛。
压裂车为压裂液提供压力的移动平台，是压裂作业的核心，它将机械、电子、液力、化工、环保等各领域先进技术模块化地集成在一个专用车底盘上，为适应不同客户需求，品种多，批量小，市场变化快，属于一种高技术产品。