页岩油未来有望迎来快速上产期

事项： 近日，我国首个页岩油水力压裂试验场在长庆庆城油田正式建成，为提高单井产量及下一步页岩油效益开发提供坚实基础。 国信化工观点： 1）页岩油分布广泛，美国凭借页岩油革命实现能源独立：页岩油主要分布在北美和欧亚大陆，截至2017年底，全球页岩油地质资源总量为9368亿吨，技术可采资源量为618亿吨，可采资源量排名前三的分别为美国、俄罗斯和中国。美国页岩油开发最为成功，2000年以来，随着水平井和分段压裂等技术在页岩油勘探开发中的探索应用，美国页岩油开发成本不断降低，实现了多个页岩油项目的商业性开发。美国页岩油的快速发展使曾经全球最大的油气进口国美国实现了“能源独立”，深刻改变了世界油气供给格局。据EIA预测，在基准情景下，2040年美国的页岩油产量将达到154.4万立方米，约占美国石油总产量的67.3%。 2）我国页岩油赋存条件复杂，目前处于效益建产阶段，未来前景广阔。中国的页岩油资源主要赋存于陆相地层中，与北美地区相比中国富有机质页岩具有“一深、二杂、三多”的特点。这些特点决定了中国页岩油气的资源特征与美国广泛发育的海相页岩油气的资源特征有着显著的差别。我国鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地和四川盆地等5大盆地的页岩油地质资源量均超过20亿吨，合计在我国页岩油地质资源量占比超过95％。中国的页岩油开发起步较晚，还处于总体规划到技术突破的阶段，离实现工程巨大变革和全面规模效益开发阶段尚有差距，但从资源基础、工程技术能力和产量预期来看，中国具备页岩油革命能够取得成功的基本条件。2022年我国页岩油产量首次突破340万吨，较2018年产量翻了两倍。 3）中国石油不断推进技术创新与管理创新，页岩油开发成果不断涌现。经过多年技术攻关和实践，中石油已初步形成适合中国陆相页岩油地质开发特征的页岩油开发评价方法与技术。中国石油坚持“全生命周期管理”理念，探索形成了“一全六化”页岩油勘探开发模式，推进“五提产、五降本”系统工程，建立多个市场主体共同参与、平等竞争的市场机制，推动内部市场承包商联动创效，搭建油气生产物联网系统，促进了规模增储、效益开发。庆城油田是我国目前探明储量规模最大的页岩油油田，预计2025年页岩油产量超300万吨；吉庆油田是我国首个国家级陆相页岩油示范区，预计2025年产量页岩油产量达140万吨；大庆油田长期探索页岩油力争2025年产油量达100万吨；大港油田目前处于效益开发先导阶段，2025年产量有望达25万吨。 1）4）投资建议：我们维持对公司2024-2026年归母净利润1735/1863/2029亿元的预测，摊薄EPS分别为0.95/1.02/1.11元，对于当前A股PE为11.2/10.5/9.6x，对于H股PE为7.8/7.3/6.7x，维持“优于大市”评级。 评论： 页岩油概述与美国页岩油革命 页岩油是指已经生成但仍滞留于富有机质泥页岩微米、纳米级储集空间中的石油。从页岩油的概念而言，国外油气行业所界定的页岩油具有广义性，泛指了含泥页岩层系中页岩、砂岩、碳酸盐岩等各层位石油资源的统称，更接近国内所指的致密油的概念。EIA和USGS有关研究和报告中页岩油和致密油相互替代的情况也非常普遍。从严格意义上讲，美国实际勘探开发的页岩油大致包括了国内业界所指的页岩油和部分类型的致密油。中国将致密油和页岩油进行了区分，简单来说，页岩油无自然产能或低于工业石油产量下限，需采用特殊工艺技术措施才能获得工业石油产量，而致密油在一定经济条件和技术措施下可以获得商业石油产量。 全球页岩油资源丰富，分布广泛。截至2017年底，全球页岩油地质资源总量为9368.4亿吨，技术可采资源量为618.5亿吨，主要分布在北美和欧亚大陆。北美地区页岩油技术可采资源量为185.5亿吨，占比30%； 其次为包括俄罗斯在内的东欧地区，技术可采资源量为117.5亿吨，占比19%；亚太地区可采资源量为111.3亿吨，占全球的18%，技术可采资源量排名前三的国家依次为美国（21%）、俄罗斯（14%）和中国（7%）。 图1：全球页岩油分布 美国页岩油开发最为成功，加拿大、中国、俄罗斯等国紧随其后。2000年以来，随着水平井和分段压裂技术在页岩油勘探开发中的探索应用，美国实现了多个页岩油项目的商业性开发。2020年，美国页岩油产量达3.5亿吨，占其石油总产量的50%以上，石油年产量超过沙特阿拉伯，居世界第一。此外，加拿大的页岩油产量也在不断增加，其他国家如中国、俄罗斯、阿根廷等，对页岩油的开发仍然处于早期阶段。 美国页岩油快速发展，使美国实现了能源独立。美国在近50年的发展中，页岩油气异军突起，使曾经全球最大的油气进口国美国实现了“能源独立”，深刻改变了世界油气供给格局。全美页岩油资源分布呈东多西少、主要赋存区占主导、其他区域零星分布的特点，Bakken、EagleFord页岩区带、Permian盆地是美国主要的页岩油产区，总技术可采储量高达262亿吨，占全美页岩油总量的80%。其中Permian盆地为美国丰度最好、产量最高的页岩油富集带，Bakken和Eagle Ford页岩区带位居二、三位，而Wolfcamp、Spraberry及Fortworth等盆地虽也有页岩油发现，但受储量、地质环境等条件的限制，开发价值不高。 Bakken盆地最早实现页岩油成功开发。 图2：美国页岩油主要生产区带 美国的页岩油发展大致可划分为3个阶段，分别为发现探索阶段、转变思路和技术突破阶段以及快速发展阶段。 发现探索阶段（1999年之前）：1953年发现了Antelope油田，建立了Bakken组和Three Forks组油气生产系统，1961年Shell公司在Billings鼻状构造区发现了较好的沉积区带，认识到Bakken组上段页岩可以生成油气。Bakken组上段页岩的第一口水平井于1987年开钻，水平段长794米，该井的成功钻探揭开了Bakken组上段页岩水平井钻井的新时代。到20世纪90年代，有超过20家公司参与了相关的勘探开发活动。但随着20世纪90年代油价的显著下降，以及Bakken组上段页岩产量不稳定及产量衰减等问题影响，Bakken组重新回到次要勘探开发目的层的状态。 思路转变与技术突破阶段（2000-2008年）：Bakken组中段的水平井钻井开始于2000年，发现了ElmCoulee油田，对每口水平井均进行了加砂或水力压裂，估计整个油田的最终可采储量大于3180万立方米，截至2011年底，该油田完钻水平井已超过4000口。随着水平井和水力压裂技术的成功应用，页岩油产量得以迅速提高。 快速发展阶段（2009年至今）：由于2009年起美国国内天然气价格持续低迷，因此各公司纷纷转向页岩油领域，Bakken页岩区的作业量和产量快速提升。以水平井分段压裂技术的应用为标志，页岩油勘探开发工作进一步向其他页岩区拓展，美国页岩油正式进入快速发展阶段。EagleFord、二叠纪盆地成为新的页岩油勘探开发热点地区，每年页岩油新钻井数及单井产量持续攀升，页岩油产量占比迅速增大。根据EIA统计数据，2011年美国页岩油产量首次突破5000万吨，2012年达1亿吨，2014年达2亿吨，2018年美国页岩油产量达到3.2亿吨，占美国石油总产量的58.7%，据EIA预测，在基准情景下，2040年美国的页岩油产量将达到154.4万立方米，约占美国石油总产量的67.3%。 图3：美国原油产量与页岩油产量 美国页岩油开发通过复制页岩气开发技术实现了产量的跨越式突破，其中两个关键技术为水平井钻井技术和水力压裂技术。美国统计数据中页岩油是致密油的重要组成部分，2004年美国仅有约15%的致密油通过水平井生产，2018年大幅增加至97%。据ENVERUS数据，2010年美国Permian盆地水平井平均长度为3879英尺，2022年增加至10000英尺。2015-2016年的全球油价暴跌后，美国油气公司优化了水平井压裂技术，提高了页岩油的单井产量。 图4：水平井示意图 图5：水平井分段压裂示意图 持续的技术进步促持续的技术进步促进美国页岩油开发成本不断下降。美国页岩油开发技术包括选区与甜点评价、超长水平井、“一趟钻”钻井、立体井网（多分支）布井、细切割及重复水力压裂等技术。美国页岩油开发采取“工厂式”密集钻水平井的方法，目前美国生产页岩油的水平井超过10万口，钻井规模化降低了生产成本；由于钻头等技术的改进，从过去钻完一口水平井要更换多次钻头，发展到不用更换钻头“一趟钻”即可完成钻井，最长水平段可一次钻进近6000米。钻井用时从2008年的35-40天，减少到2018年的10天左右，效率提高了3-4倍；完井设计从最初的裸井一段压裂，发展到目前水平井压裂分30-65段；压裂完井时间从原来的3-4周，发展到目前的不到2周，如果同时考虑到压裂段的增加，单段压裂完井效率提高了5-6倍。在不断增加完井难度和复杂性的前提下，整体钻完井周期从原来的7-8周降低到目前的3周左右。 图6：2010-2018美国主要页岩油产区的综合开发成本变化 图7：2024年一季度美国各地页岩油运营成本 中国页岩油资源 页岩油是未来我国原油稳产的重要资源领域。中国是一个“富煤、少油、缺气”的国家，我国实现“双碳”目标的基本路径是减煤、稳油、增气，大力发展可再生能源。在可再生能源具备足够规模，形成有效接替之前，国内2亿吨原油年产量的硬稳定是中国深入推进能源革命、建设新型能源体系的必要条件。目前，中国东部陆上油气勘探处于中高勘探程度阶段，且老油田进入开发后期阶段，面临高含水、储量动用难度大等问题，给原油产量硬稳定的目标带来了诸多挑战。页岩油开发利用对稳定国内原油产量，实现“双碳”目标意义重大。 我国陆相页岩油资源潜力大、分布广，具备加快发展的基础。2017年EIA发布中国页岩油技术可采资源量为43.9亿吨，位居世界第三位。近年来，随着勘探开发技术的进步，页岩油产量快速增长，中国石油企业“十四五”规划均将页岩油作为重点开发领域，预计2025年中国可实现页岩油年产量650万吨。未来5-10年是页岩油发展关键期，对于缓解我国油气供给形势、保持我国原油2亿吨稳产具有重要意义。 图8：不同机构对我国陆相页岩油地质资源的评价（亿吨） 中国页岩油主要分布在鄂尔多斯、松辽、渤海湾、准噶尔和四川五大盆地。中国页岩油在鄂尔多斯、松辽、准噶尔、柴达木、渤海湾、四川、三塘湖、酒泉等盆地均有分布。据中国石油勘探开发院数据，全国10大盆地的页岩油地质资源总量为319.0亿吨，技术可采资源总量为22.8亿吨。鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地和四川盆地5大盆地的页岩油地质资源量均超过20亿吨，在页岩油地质资源量中的总占比超95％。 图9：中国陆相页岩油分布 表1：中国重点盆地页岩油资源评价结果 目前我国主要开发中高成熟度页岩油，中低页岩油资源总量巨大，前景可期。按照有机质热成熟度的高低，我国陆上页岩油分为中低成熟度和中高成熟度两大类。根据2019年自然资源部初步评价，中高成熟度页岩油地质资源量为145亿至215亿吨，中低成熟度页岩油技术可采资源量为200亿至250亿吨。中高成熟度页岩油在我国起步较早，现实性强，已开展相关工业试验。中低成熟度页岩油资源总量巨大，需要通过地下原位加热，把多类有机物降质改造，产生轻质油和天然气。中低成熟度页岩油开发目前正在进行先导试验研究，一旦取得技术和经济突破，有望在我国油气增储上产建设中发挥重要支撑作用，前景可期。 表2：按有机质成熟度划分陆相页岩油的分类与特征 我国页岩主要为陆相页岩，赋存条件复杂。根据页岩沉积环境，将页岩划分为海相、海陆过渡相和陆相页岩。中国的页岩油资源主要赋存于陆相地层中，与北美地区相比，中国富有机质页岩具有“一深、二杂、三多”的特点。“一深”指富有机质页岩的埋深大（埋深在3500米以深的页岩约占65%）；“二杂”指富有机质页岩的形成演化历史复杂、地表条件复杂；“三多”指富有机质页岩的类型多样、页岩的形成