10月3日，中石油宣布了兩(liang) 項重大油氣勘探成果：
一是在鄂爾多斯盆地長7生油層內(nei) 勘探發現了10億(yi) 噸級大油田——慶城大油田；
二是在四川盆地長寧-威遠和太陽區塊，頁岩氣累積探明10610.30億(yi) 立方米，形成了四川盆地萬(wan) 億(yi) 方頁岩氣大氣區。
1萬(wan) 億(yi) 立方米的頁岩氣意味著什麽(me) 呢？
要知道，在此之前，全國的探明頁岩氣儲(chu) 量就是1萬(wan) 億(yi) 立方米，而在引發頁岩氣革命的美國，截止2018年，頁岩氣探明儲(chu) 量也不過18萬(wan) 億(yi) 立方米。
數據來源：人民日報，國泰君安證券研究
能源是一個(ge) 國家發展的經濟大動脈。誰控製了能源，誰就遏製了經濟的命脈。
十一期兩(liang) 項重大油氣勘測發現，將對我國能源安全帶來多大程度的助力？能源短缺下，中國又能否成功複製美國的“頁岩氣革命”？
國泰君安石化團隊此前發布深度報告，分析中國頁岩氣發展的同時，探究了中國能源安全的現狀和未來。
01
複盤能源史經典案例
“美國頁岩氣革命”
21世紀初，美國舉(ju) 世聞名的“頁岩氣革命”在很大程度上重寫(xie) 了世界能源的格局。
複盤美國頁岩氣開采史，一共可以分為(wei) 三個(ge) 階段。
1、探索階段：（1821-1996）
1821年，Hartz在紐約Fredonia鎮鑽探美國路上第一口油氣井，首次獲得頁岩氣。
從(cong) 上世紀40年代，部分企業(ye) 開始探索頁岩氣的開采，並通過小型裂壓技術實現了頁岩增產(chan) 。
上世紀70年代，受石油危機影響，美國政府和企業(ye) 都紛紛加大非常規油氣的開采力度。頁岩氣產(chan) 量由1976年的18.4億(yi) 立方米飆升至1997年的80億(yi) 立方米。
此外，這一段時間美國對頁岩氣的學術和產(chan) 業(ye) 理解也大大增強。不僅(jin) 明確了頁岩氣的存在成因，還提出了“連續油氣聚集”，進行小型壓裂、凍膠壓裂和水平井等增產(chan) 試驗。
2、技術突破階段（1997-2003）
九十年代末開始，水平井多段壓裂、大型水力壓裂、多井工廠化等技術開始應用，而到2002年，集大成者水平井多段壓裂技術試驗成功並開始推廣應用，成為(wei) 頁岩氣開發最有效的技術。
Barnett頁岩氣田開發突破後產(chan) 量快速增長，2002年產(chan) 量達到54億(yi) 立方米，成為(wei) 美國最大的頁岩氣田，2003年產(chan) 量已經占到美國頁岩氣總產(chan) 量的28％。
▼美國陸上頁岩氣田分布
數據來源：《頁岩氣基本特征、主要挑戰與(yu) 未來前景》
3、跨越式發展階段（2004-至今）
繼頁岩氣之後，水平井多段壓裂技術在頁岩油開發中得以廣泛應用，Permian（二疊紀盆地）等一批以頁岩油為(wei) 主的儲(chu) 層得以開發，2016年美國頁岩油的產(chan) 量達到23億(yi) 噸。
▼美國頁岩氣田產(chan) 量
數據來源：《頁岩氣基本特征、主要挑戰與(yu) 未來前景》、國泰君安證券研究
得益於(yu) “頁岩氣革命”，2006年-2010年期間，美國頁岩氣產(chan) 量暴漲20倍，並在2009年以6240億(yi) 立方米的產(chan) 量首次超過俄羅斯，成為(wei) 世界第一大天然氣生產(chan) 大國。
▼美國非常規氣占比近60％
頁岩氣產(chan) 量2004年後快速發展
數據來源：2010年BP世界能源統計
根據EIA數據，美國頁岩氣占天然氣全部產(chan) 量的比例，由2007年的7％突飛猛進至2017年68％，年產(chan) 5264億(yi) 立方米。
▼美國頁岩氣產(chan) 量逐年遞增
數據來源：EIA、WIND、國泰君安證券研究
頁岩氣產(chan) 量地位的變化，不僅(jin) 使得美國在短短幾年中，從(cong) 一個(ge) 高度依賴海外進口的局麵中全麵實現自給自足，還轉身蛻變為(wei) 一個(ge) 天然氣出口國，甚至在很大程度上改寫(xie) 了世界的政治格局——美國正在逐步掌握全球能源的定價(jia) 權和主導權。
02
中國頁岩氣開采
任重道遠
不過事實上，縱觀全球頁岩氣儲(chu) 量，最大的儲(chu) 備區並不在美國，而是在中國。
據聯合國貿易和發展會(hui) 議（UNCTAD）2018年5月發布的一份報告顯示，中國的頁岩氣儲(chu) 量排名全球第一（達31.6萬(wan) 億(yi) 立方米），其次為(wei) 阿根廷（22.7萬(wan) 億(yi) 立方米）、阿爾及利亞(ya) （20萬(wan) 億(yi) 立方米）、美國（17.7萬(wan) 億(yi) 立方米）和加拿大（16.2萬(wan) 億(yi) 立方米）分別排名二至五名。
中國的頁岩氣不僅(jin) 儲(chu) 量高，技術可采資源量占比也很高，這意味著與(yu) 阿根廷、阿爾及利亞(ya) 等國不同，中國的頁岩氣是實實在在可以被開采出來的。
▼中國頁岩氣技術可采資源量占比高（萬(wan) 億(yi) 立方米）
數據來源：《世界頁岩氣開放現狀及對中國頁岩氣合理勘探開發的建議》、國泰君安證券研究
而與(yu) 此背道而馳的是，從(cong) 市場能源需求角度來講，我國天然氣仍處於(yu) 大缺口狀態。
2018年，我國天然氣的對外依存度達43.2％，並且還在逐年攀升。
▼我國天然氣消費量、產(chan) 量、進口依賴度逐年攀升
數據來源：WIND、國泰君安證券研究
而在2017年，中國非常規天然氣產(chan) 量僅(jin) 有480億(yi) 立方米，美國則高達6040億(yi) 立方米。
一方麵是世界第一的儲(chu) 量和巨大的需求，然而另一方麵是亟待提升的實際產(chan) 量。
人們(men) 不禁要問，這中間，到底是哪裏出了問題？
03
頁岩氣開采
難度在哪裏？
在中國，想要複製美國的“頁岩氣革命”，其難度主要體(ti) 現在三個(ge) 方麵。
▼中國恐難複製北美頁岩氣革命
數據來源：國泰君安證券研究
1、我國頁岩氣開采技術與(yu) 北美仍有差距。
事實上，妨礙中國頁岩氣發展緩慢的，很大原因就是開采技術的不成熟。
頁岩氣的開采難度具體(ti) 體(ti) 現在哪裏？
和普通岩石不同，頁岩就像書(shu) 本一樣，是一片一片的沉積岩。而頁岩氣並不像常規天然氣一樣密封在儲(chu) 層圈閉裏，它更像海綿裏的水，藏匿在頁岩的孔隙之中。
▼常規、非常規油氣基本特征
以及分布實例
數據來源：《非常規油氣地質學建立及實踐》
因此，要想獲得頁岩氣，需要采用橫向開采，也就是沿著水平方向，在地下的頁岩層橫向鑽探，把頁岩一點點打裂，釋放頁岩氣。
在橫向鑽探中有一個(ge) 關(guan) 鍵的技術，叫做水力壓裂技術，也就是用高壓把水打到1500米深的地下，把頁岩層打裂，讓天然氣釋放出來。
▼水平井分段壓裂泄流麵積更大
數據來源：中國數字科技館
運用水平分段壓裂技術，可在較短時間內(nei) 一次性完成對多個(ge) 儲(chu) 層的壓裂，並最大限度地減少對儲(chu) 層的傷(shang) 害，實現多層合采，從(cong) 而提高單井產(chan) 量和地質儲(chu) 量可動用程度。
▼水平井分段壓裂減少對儲(chu) 層傷(shang) 害
數據來源：中國數字科技館
中國壓裂改造技術以及單井開發效果等方麵依然與(yu) 美國存在較大差距，在技術瓶頸突破以前，需要進一步降低鑽井與(yu) 壓裂周期。
目前，中國的頁岩氣開發綜合投資5500萬(wan) 元左右，單井成本下降30％左右，然而這與(yu) 美國的頁岩氣開發技術相比較仍有差距。
▼中國頁岩氣技術以及單井開發效果與(yu) 美國存在差距
數據來源：《中國天然氣開發技術進展及展望》、國泰君安證券研究
但這個(ge) 差距也為(wei) 相關(guan) 的油服公司提供了機會(hui) 。
2、我國頁岩氣儲(chu) 層類型更多樣、儲(chu) 層橫向展布差異大、開采難度大。
在我國，頁岩氣主要集中於(yu) 西南及鄂爾多斯地區。
▼中國頁岩氣主要集中於(yu)
中國的西南以及鄂爾多斯地區
數據來源：《非常規油氣地質學建立及實踐》
與(yu) 美國相比，中國頁岩氣儲(chu) 層類型更多樣、構造作用強、儲(chu) 層橫向展布差異大等特點，技術難度更大。
具體(ti) 而言，
①中國海相、陸相、過渡均有沉積。且主要產(chan) 地四川多地震，導致錯綜複雜的地質構造使頁岩氣開發變得相當困難。而北美頁岩儲(chu) 層海相沉澱為(wei) 主，更穩定。
②中國海相頁岩處於(yu) 過高成熟度，不在最佳產(chan) 氣階段。而北美處於(yu) 最佳產(chan) 氣階段。
③北美頁岩儲(chu) 層厚度大（30-150m）且大麵積連續分布，中國厚度薄（10-40m），且儲(chu) 層差異大。
④中國海相頁岩儲(chu) 層應力相對複雜，局部地水平主應力差超過10MPa體(ti) 積改造難度較大。
▼中美頁岩氣典型剖麵對比
數據來源：《頁岩氣基本特征、主要挑戰與(yu) 未來前景》
3、我國頁岩氣分布在人口高密度地區，開采所需要的高強度水資源消耗是製約產(chan) 業(ye) 發展的瓶頸。
現有的頁岩氣開采過程需要消耗大量水資源。世界能源研究所（WRI）表示，在美國，僅(jin) 鑽井就需要20萬(wan) 至250萬(wan) 升水，水力壓裂環節對水的需求量則高達700萬(wan) 至2300萬(wan) 升。
▼中國陸上頁岩氣田主要分布在蜀南地區
數據來源：《頁岩氣基本特征、主要挑戰與(yu) 未來前景》
根據四川省環境保護科學研究院測算，若川南頁岩氣充分開發，則需要用水18.6億(yi) 立方米，占川南地區用水量的26.0％。
▼由於(yu) 北美頁岩氣儲(chu) 層較淺
中國頁岩氣產(chan) 業(ye) 耗水量高於(yu) 北美
數據來源：《淺談頁岩氣開發對川南地區的水資源影響》、國泰君安證券研究
由於(yu) 川南地區常住人口2500多萬(wan) 人，人口分布密集；同時川南地區是傳(chuan) 統的農(nong) 業(ye) 發達地區，因此高強度的淡水消耗對當地的水資源供給是較大的壓力。
▼頁岩氣開發預計占川南地區用水量26.0％
數據來源：《淺談頁岩氣開發對川南地區的水資源影響》、國泰君安證券研究
04
頁岩氣能否承擔
中國能源自給的重任？
作為(wei) 長久以來的能源大國，中國的能源結構長期以火電為(wei) 主。
政府早在《能源發展“十三五”規劃》中就已經提出，要優(you) 化能源結構，實現清潔低碳發展，2020年非化石能源和天然氣消費增量將占能源消費增量的68％以上，天然氣在一次能源中的消費比重力爭(zheng) 達到10％。
頁岩氣，作為(wei) 天然氣領域中發展最為(wei) 迅速的一員，承擔了責無旁貸的重任。
2016年，國家能源局在《頁岩氣發展規劃（2016-2020年）》中提出，將在2020年力爭(zheng) 實現頁岩氣產(chan) 量300億(yi) 立方米。
根據國家能源局數據，2018年，我國頁岩氣產(chan) 量為(wei) 127億(yi) 方，但要達到2020年的目標，仍有較大距離。
從(cong) 目前國家支持政策層麵來看，三桶油各自都加快了開發步伐：中石油、中石化、中海油2019年資本開支持續提升。
中石油2019年上遊投資預算2282億(yi) 元超越2014年投資高點。
中石化2019年上遊投資預算同比增加41％至596億(yi) 元。
中海油資本開支預算為(wei) 700~800億(yi) 元，同比增長11％-27％。
▼中石油，中石化，中海油資本開支情況
數據來源：公司公告、國泰君安證券研究
從(cong) 市場開放政策上來看，為(wei) 了改善此前我國礦權過於(yu) 集中的局麵，國家在6月30日發布新版《鼓勵外商投資產(chan) 業(ye) 目錄（2019年版）》、《外商投資準入特別管理措施（負麵清單）（2019年版）》、《自由貿易試驗區外商投資準入特別管理措施（負麵清單）（2019年版）》。
其中取消了石油天然氣勘探開發限於(yu) 合資、合作的限製，鼓勵中外聯合開發。
同時，在政策補貼方麵，2019年6月19日發布關(guan) 於(yu) 《可再生能源發展專(zhuan) 項資金管理暫行辦法》的補充通知，實施期限為(wei) 2019至2023年。
可再生能源發展專(zhuan) 項資金支持煤層氣（煤礦瓦斯）、頁岩氣、致密氣等非常規天然氣開采利用。
毫無疑問，巨大的市場需求，加上國家政策支持、低碳經濟戰略發展機遇的推動力，將帶動包括頁岩氣在內(nei) 的天然氣開發。
而這，將成為(wei) 未來數年裏中國油氣格局結構性調整的最重要趨勢。
