2020年压裂设备行业市场分析报告

2020年压裂设备行业市场分析报告2020年9月

目录借鉴美国，页岩革命”能带来什么？.............................................................................................5促进工业振兴，加快经济增长5美国能源对外依赖程度逐渐下降6带动产业链上下游发展，提升就业率8中国是否具备页岩革命条件？..................................................................................................10资源虽丰富，开采条件存在差距10技术方面：仍存现实困难和进步空间12中美市场需求大，价格存在经济性14压裂行业将随页岩气发展成为蓝海市场......................................................................................19今年国内市场空间达到亿元-210亿元19未来每年新增市场空间超过300亿元20企业分析：杰瑞股份...................................................................................................................233/24促进工业振兴，加快经济增长2080美国重新考虑其长期推行的制造业政策，2008年经济危机更凸显出美国经济过度依赖金融、房地产等虚拟经济的严重弊端，为此，美国又开始推行“再工业化”发展战略。2005-2012年间美国天然气价格由每百万英热单位14.991.98美元，同时2012年布伦特油价超过120美元/WTI则维持在100美元/桶水平。因此，较低的油气价赋予美国工业一定的价格竞争优势。图1：页岩革命降低美国能源价格图2：页岩气开发为美国的“再工业化”提供了充分的动力80桶040:资料来源：Wind，市场研究部::()资料来源：Wind，市场研究部了美国工业一定的价格竞争优势，成本降低吸引重工业企业投资，刺激美国工业发展。根据美国经济分析局统计，2000—2015年间美国私营企业增加值由8.9万亿美元增长至15.9万亿美元。其中，美国油气开采增加值由680亿美元增长至1,570亿美元。另1,880亿美元增加至2010年的3,030亿美元。图3：美国私营企业增加值大幅增长图4：美国油气开采和化学产品行业增加值大幅增长00:::::()::::资料来源：Wind，市场研究部资料来源：Wind，市场研究部5/24整体来看，页岩气产业对美国GDP贡献值的迅猛增长体现了其对美国经济的重要支持作用。无论从总量上还是人均水平来看，页岩气产业对美国GDP的贡献都达到了非常2010年页岩气产业对GDP贡献值超过7602015增至1,182亿美元，增幅达到55.3%年预计将增至2,310亿美元。而从页岩气产业人均GDP贡献值来看，2010年页岩气产业的人均GDP贡献为12.8美人均贡献仅为2015年，全美人均GDP贡献预计将为万美元，而页岩气产业GDP贡献值将达到13.6万美元，超过全国平均水平15%，显示出要作用。图5：页岩气产业对美国的贡献0资料来源：IHS，市场研究部美国能源对外依赖程度逐渐下降世纪年代后美国政府决心追求能源革命之前，美国常规石油产量于1972年达到峰值，而一年之后美国即面临第一次石油危机：1973年，美国对以色列的支持激怒了阿拉伯国家，为了对以美国为首的西方国OPEC组织的中东成员国对以色列的支持者们实施70%心追求能源独立。6/24图6图7：1973年发生第一次石油危机资料来源：中石油勘探开发研究院，市场研究部资料来源：中石油勘探开发研究院，市场研究部发展，美国国内初级能源的生产总量已经远远不能满足消费量，供需缺口在逐渐上升。得益于页岩革命的爆发，美国初级能源产量有了显著的提升，从2009年到2019年，美国初级能源产量从72.59千兆英热单位增长至101.05千兆英热单位，年均复合增长率为3.36%，初级能源供需缺口显著减小，在2019年首次出现国内初级能源产量大于国内初级能源消费量的情况。图8：美国页岩革命的爆发缓解了资源紧缺状况50)资料来源：Wind，市场研究部展，美国逐渐降低对外的能源依赖度，油气自给率不断提升。出口量自2000年后节节攀升，尤其在2007年以后，随着页岩革命的爆发和技术的成熟，原油和天然气自给率分别从33.57%和83.62%升至201988.71%和108.77%。在2017年，美国甚至首次成为天然气的净出口国，而且净出口量逐年大幅增加。7/24图9：美国油气自给率大幅提升图10：美国已经成为天然气净出口国0())资料来源：BP，市场研究部资料来源：BP，市场研究部炭行业产生大量的过剩产能，目前，美国煤炭产量仍大大超过消费量。据EIA统计，2015年，美国煤炭产量为亿吨石油当量，消费量为3.96亿吨石油当量，过剩供给达到5,8905.7万吨石油当量。2009年美国煤炭出口量为5,910万吨，2019年美国煤炭出口量增长至9,285万吨，年复合增长率为4.62%进一步扩大美国的能源出口，进而减少贸易赤字。图：美国石油与煤炭出口量也有上升图12：美国煤炭产量超过消费量0天0资料来源：Wind，市场研究部资料来源：Wind，市场研究部带动产业链上下游发展，提升就业率发展，同时也使得相关产业的就业状况得以改善。2007—年间，美国油气就业人数由44万人增长至64万人，年均增长达7.78%，油气就业人数占非制造业就业总人数中的比重也由3.9%相应提高至8.1%业部门每创造出1个直接就业岗位，就会附带创造出3个间接和引致的就业岗位。因此，页岩革命除了拉动经济外，也创造出大量就业机会。8/24图13：页岩革命极大缓解了美国的就业压力0.70.60.50.40.30.20.1)资料来源：EIA，市场研究部受疫情影响，今年我国就业压力较大。2020年因新冠肺炎疫情的爆发，经济受到影响6月23.47%5.7%而参考美国的经验，发展页岩气意味着劳动岗位的增多，能够有效促进就业。图14：受疫情影响我国面临较大就业压力图15：受疫情影响我国失业率提升:资料来源：Wind，市场研究部资料来源：Wind，市场研究部9/24中国是否具备“页岩革命”条件？资源虽丰富，开采条件存在差距产量最大的国家，2019年美国页岩气产量达到7,158亿立方米，同比增长15.8%。我2018年和2019年页岩气产量分别为109亿和154亿立方米，同比增加19.57%和41.38%。从资源储量来看，我国页岩气藏量为134.3931.6万亿立方米，占全球可开采总量的比重达14.73%，仅次于美国位居全球第二。中国拥有页岩气资源禀赋优势，未来开发页岩气的潜力巨大。图16：我国页岩气产量大幅低于美国图17：我国页岩气藏量位居世界第一0中国美国阿尔及利亚阿根廷加拿大墨西哥澳大利亚南非利比亚波兰法国印度0资料来源：EIAWind，市场研究部资料来源：EIA，市场研究部图18：中国页岩气技术可采资源量仅次于美国50美中国阿根廷阿尔及利亚加拿大墨西哥澳大利亚南非巴西波法利印度国兰国比亚:资料来源：Wind，市场研究部12330m—150m10m—40m10/24410MPa体积改造难度较大。图19：中国页岩气资源分布图图20：美国页岩气资源分布图资料来源：中国石油勘探开发研究院，市场研究部资料来源：EIA，市场研究部表1：我国页岩气资源与利用条件不如美国页岩气资源与赋存条件评价指标体系及评价标准值指标评价标准（分值）准则层指标层好较好中等较差差含气量（m3·L-1）>6.0>6.04.0~6.04.0~6.02.0~4.02.0~4.01.0~2.01.0~2.00.5~1.00.5~1.0有机碳含量（）有机质成熟度（Ro1.2~1.80.9~1.2；1.8~2.160~900.6~0.9；2.1~3.00.5~0.6；3.0~4.0<0.5；>4.0资源与赋存条件有效厚度/m>9030~6015~30<151,000~1,800；600~1,000；300~600；埋藏深度/m1,800~2,200<300；>4,5002,200~2,500较稳定丘陵2,500~3,000中等3,000~4,500较不稳定高山构造条件地表条件稳定平原成熟充裕好不稳定戈壁、沙漠不成熟紧缺高原、低山中等核心技术条件水资源供应状况基础设施较成熟较充裕较好不太成熟较紧缺较差综合开发利用条件中等中等差政策支持很支持>80支持一般支持50~70不支持30~50反对地质工作程度70~80<30资料来源：中科院地理科学与资源研究所，市场研究部1万～2万量均在2万³以上，其中焦页12-4HF井用水量高达4.6万³。这是因为从埋藏深度3,500m以上的深层气源占了50%杂，保存条件较差，钻井周期和完井周期长，因而页岩气开采单井用水量远高于北美。/24川南地区常住人口2,500发，则需要用水18.6亿立方米，占川南地区用水量的26%，如此高强度的淡水消耗对当地的水资源供给有较大的压力。表2：川南页岩气充分开发用水占总用水量的用水量亿立方米生产用水中占比例土地面积（万平方千米）48.56.2常住人口行政分区页岩气开发用水占总用水（亿立方米）比例万人生产生活生态环境总用水量一产二产三产6.2%全省8,200216.2662.328.1927.162.500.920.500.070.060.090.090.060.05245.9271.579.7967.4%65.0%64.8%47.1%52.7%55.4%70.7%83.1%81.4%26.4%31.4%33.9%43.9%45.5%39.5%25.2%15.7%16.0%145.559%川南地区内江3742774494283263573008.331.100.981.351.261.451.191.003.6%1.3%9.0%1.8%5.1%4.1%1.2%2.6%18.61.51.23.93.63.92.42.126%15%24%34%41%27%24%18%0.5自贡4.015.060.4宜宾10.177.478.821.3泸州1.2乐山12.878.8514.4110.101.3资阳0.8眉山10.760.7资料来源：四川省环境保护科学研究院，市场研究部技术方面：仍存现实困难和进步空间水平井取代垂直井成为美国页岩气开发的主要钻井方式。年以前，垂直井是美国2002年Devon7口Barnett页岩气试验水2002Barnett页岩气水平井完井数迅速增加，2003～2007年Barnett页岩水平井累计达4,960Barnett页岩气生产井总数的50%以上，2007年完钻2,21994%。平井为直井的3～4倍。图21：水平井已然成为美国页岩气开发的主要钻井方式资料来源：中国石油勘探开发研究院，市场研究部12/24表3：尽管水平井的成本较高，但水平井带来的收益更高水平井优势成本稍高详情水平井成本为直井的～倍初始开采速度、控制储量和最终评价可采储量水平井为直井的3～4倍回报更大水平井与页岩层中裂缝(主要为垂直裂缝)相交机会大,明显改善储层流体的流动状况。统计结果表明,水平段为200m或更长时,比直井钻遇裂缝的机会多几十倍开采机会大在直井收效甚微的地区,水平井开采效果良好。如在Barnett页适用于直井无法岩气外围开采区内,水平井克服了Barnett组页岩上、下石灰岩开采的地域层的限制,避免了Ellenburger组白云岩层的水侵,降低了压裂风险以及增产效果明显,在外围生产区得到广泛的运用开采延伸范围大减少了地面设施,避免地面不利条件的干扰资料来源：中国石油勘探开发研究院，市场研究部美国页岩气产量之所以能在30年时间增长近倍，与其日趋成熟的页岩气勘探开发技术密不可分。美国页岩气开发核心技术主要包括地震储层预测、水平井钻井、压裂、微地震监测、平台式“工厂化”作业模式等。这些技术解决了寻找页岩气甜点核心区、提高单井产量以及降低开发成本的问题。尤其是水平钻井技术与多级压裂技术的结合，2070了页岩气的产量。表4：美国压裂技术不断进步时间压裂技术20世纪70年代20世纪80年代20世纪90年代采用裸眼完井、硝化甘油爆炸增产技术来提高天然气的采收率。使用高能气体压裂以及氮气泡沫压裂,使得页岩气产量提高了34倍。凝胶压裂技术。水力压裂技术以清水为压裂液,支撑剂较凝胶压裂少90%,并且不需要黏土稳定剂与表面活性剂,水力压裂重复压裂同步压裂分地区完全可以不用泵增压较之凝胶压裂技术可以节约成本50%～60%,并能提高最终估计采收率,目前已成为美国页岩气井最主要的增产措施。当页岩气井初始压裂处理已经无效或现有的支撑剂因时间关系损坏或质量下降,导致气体产量大幅下降时,重复压裂能重建储层到井眼的线性流,恢复或增加生产产能,可使估计最终采收率提高8%～10%,可采储量增加60%,是一种低成本增产方法。该方法有效地改善单井产量与生产动态特性,岩气井生产中起着积极作用,压裂后产量接近甚至超过初次压裂时期。21世纪同步压裂采用的是使压力液及支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移距离最短的方法,来增加水力压裂裂缝网络的密度及表面积。目前已发展成三口井同时压裂,甚至四口井同时压裂,采用该技术的页岩气井短期内增产非常明显。在水平井段采用分段压裂,能有效产生裂缝网络,尽可能提高最终采收率,同时节约成本。最初水平井的压裂阶段一般采用单段或2段,目前已增至7段甚至更多。水平井水力多段压裂技术的广泛运用,使原本低产或无气流的页岩气井获得工业价值成为可能,极大地延伸了页岩气在横向与纵向的开采范围,是目前美国页岩气快速发展最关键的技术。水平井分段压裂技术资料来源：中国石油勘探开发研究院，市场研究部13/24阔。表5：中美页岩相关技术发展对比核心技术用途美国发展中国发展在国土资源部的积极推进下基本建立了页岩气资源评价、选区评价技术方法和标准体系。还未形成核心技术体系地震储层预测，微地震监测等技术解决了寻找页岩气甜点核心区的问题勘探技术勘探选区有效的井身设计、精确的轨迹定位、优质的固井质量，以及钻进过程中应用的地质导向技术,保证了水平井钻探的高成功率。页岩气水平井水平段长基本在1,500m以上最长的超过3,000m水平段超高密度水基钻井液获得突破,水平段长可达到水平井钻探单井提效2,000m初步形成页岩气储层大型水力压裂改造技术体系基本形成完备的压裂液体系。可在同一平台进行两口井的工厂化拉链式压裂,每口井的压裂段数达到20段以上。但是关键设备的核心技术与零部件供应还未完全国产化。提高单井产能，多井联合作业将设计、关键工具和装备、液体体系、实时监测、返排控制的有效结合及实施,保证了压裂作业效果，单井压裂段数最高可达40多段。多级压裂通过平台式“工厂化作业模式,对人员、材料、设备进行集约化使用与管理,加以“工厂化”的作业流程,形成了一定的规模效益,因而使成本得到有效控制。平台式“工厂化”综合集成增产初步掌握“工厂化”水平钻井、完井等关键技术作业模式资料来源：国家能源页岩气研发中心，市场研究部中美市场需求大，价格存在经济性济发展过程中对能源的需求大幅上升，并且十分依赖石油资源，然而进入80年代后，2000年初美国原油生产跌破201990年初到20165,654千桶/日增长至10,126千桶/2.18%力度显得尤为紧迫，这也是页岩革命爆发的重要背景。14/24图22：页岩革命之前美国原油产量于1972年达到峰值图23：页岩气爆发期前美国原油进口量逐年上升0日::资料来源：Wind，市场研究部)资料来源：EIA，市场研究部当前我国同样处于快速发展阶段，对能源的需求与日剧增。随着经济体量的快速扩张，BP20192018年中国天然气消费量占全球总消费量的比重为7.35%储量仅占全球总储量的3.10%7气的开发提供了开阔的发展空间。图24：中国天然气需求占全球总需求的图25：2019年我国天然气对外依存度超过40%00美国俄罗斯中国伊朗加拿大日本沙特德国英国阿联酋意大利()()资料来源：BP，市场研究部资料来源：Wind，市场研究部油气价格高位，吸引企业进入市场，探索技术寻求利润最大化。美国在页岩气革命前，2005年后迎来高速增长。15/24图26：美国天然气价格高位吸引投资者进入市场图27：2005年后美国天然气产量大幅上升1602016128美元/百万英热美元/桶单位1208040040Brent期货价NYMEX天然气(右轴)资料来源：Wind，市场研究部资料来源：EIA，市场研究部业解决生产面临的资金和技术困境，达到实现技术突破和生产增速的政策目的。表6：美国出台多项政策促进页岩气发展时间法案及政策名称法案及政策相关内容将致密气、煤层气和页岩气统一分类为非常规天然气，通过法案保证非常规天然气的开发税收和补贴政策第29条“非常规能源生产税收减免及财政补贴政策”规定1980至1992年钻探的非常规天然气享受每油桶当量3美元补贴1978年《天然气政策法案》1980年《原油暴力税法》第29条“非常规能源生产税1992年收减免及财政补贴政策”修设立能源生产税收津贴，持续非常规气补贴政策正案1992年《能源政策法案》1997年《纳税人减负法案》扩大对非常规能源的财政补贴范围延续对非常规能源的税收补贴政策10年内政府每年投资4,500万美元用于支持非常规天然气的研发2004年《美国能源法案》2006年投入运营的生产非常规能源的油气井可在2006-2010年获得每桶油当量美元的补贴2005年《能源政策法案》第1345条以来，中国油气矿业权一直集中在中石油、中石化和中海油三大公司。公开资料显示，目前三大石油公司拥有中国常规油气资源探矿权总面积的97%99%。但现在也存在区块固化、竞争主体单一等问题。2012年，中国首次在页岩气领域进行社会资本招投标，民企在非常规油气资源领域开始享有勘探开发的资质。同年财政部、国家能源局出台页岩气开发利用补贴政策。2020年1月9日，自然资源部召开发布会称，中国全面开放油气勘查开采，鼓励民营企业的进入。16/24表7：中国出台政策支持页岩气发展日期发布部门政策中国首次在页岩气领域进行社会资本招投标，民企在非常规油气资源领域开始享有勘探开发的资质2012-2015年，中央财政按立方米标准对页岩气开采企业给予补贴2012年自然资源部2012年财政部、国家能源局从产业监管、示范区建设、技术政策、市场与运输、节约利用与环境保护等方面进行规定和引导，推动页岩气产业健康发展2013年国家能源局“十三五”期间页岩气开发利用继续享受中央财政补贴政2015年财政部、国家能源局策，补贴标准调整为前三年0.3元立方米、后两年元立方米自2018年4月1日至2021年3月日，对页岩气资源税（按2018年财政部、税务总局的规定税率）减征30%2019年国务院强调支持民营企业进入油气勘探开发中国全面开放油气勘查开采，符合条件的民企、外商等各类企业都资格进入我国油气勘查开采领域2020年自然资源部资料来源：财政部，税务总局，自然资源部，国家能源局，市场研究部我国天然气经济性有保障，吸引潜在生产商。中国页岩气的单井建设成本在不断降低，目前中石化在涪陵页岩气田的单井成本已较2014年开采初期时降低了50%亿元/施了35,000-6,000万元/已从1亿元下降到5,000-7,0007046具体测算见长江石化发布的杰瑞股份深度报告。表8：长宁—威远示范区经过优化调整后单井成本下降至5,000-6,000万元口Ⅰ类储集层井筒完整井均测试日产第年井均日产量前年井均累计产井均最终可采储钻遇率性/%量万立方米万立方米量万立方米量亿立方米区块长宁轮次建井成本万元第1轮第2轮第3轮第1轮第2轮第3轮34.662.510.94.753,3830.535,50087.896.039.569.076.672.993.866.748.171.322.026.312.518.812.5013.103.767,1207,1743,6054,5341.151.210.410.560.755,5005,0006,0006,0005,000威远5.958.71资料来源：中国石油西南油气田公司，市场研究部17/24图28：补贴维持0.2元/立方米单位综合成本均低于井口价图29：补贴降至0.1元/立方米单位综合成本大部分低于井口价天天天天天天天天天天资料来源：Wind，市场研究部资料来源：Wind，市场研究部图30：无补贴绝大部分情形的单位综合成本低于井口价1.8/m³1.61.41.21.00.80.60.40.20.06天m³/天m³/天天9天资料来源：Wind，市场研究部18/24压裂行业将随页岩气发展成为蓝海市场们对未来10年的需求空间进行了测算。今年国内市场空间达到165亿元-210亿元1年以内急剧50%~8020Haynesville页岩第一年的递减率最大达到82%Barnett和Fayetteville也较为接近。表9：美国5套页岩气单井产量递减率统计气田Barnett65%Fayetteville68%Woodford59%Haynesville82%Marcellus75%第一年递减率第二年递减率第一年递减率34%19%33%22%43%32%45%30%34%22%……7%最终递减率6%5%9%6%资料来源：中石油西南勘探开发研究院，市场研究部由于页岩气井逐渐衰减的特点，若不新增产能，存量井的产量和上一年相比存在缺口。综合北美地区BarnettFayettevilleWoodfordHaynesville和Marcellus等5大页岩步因素，我们将页岩气单井产量年递减率模型确定为第1年65%，第2年35%，第3年25%，第4年15%，第5年11%，第6年10%，第7年9%，第8年8%，第9年7%，此后一直按7%2019年中国页岩气产量为亿立方米，根据测算，这部分产能在2020年贡献产量为亿立方米，存在亿立方米的缺口。表10：2020年存量井产量将会衰减78亿立方米单位：亿立方米2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年总产量1313455793912109215422014年产能对应产量2015年产能对应产量2016年产能对应产量2017年产能对应产量2018年产能对应产量2019年产能对应产量2020年产能对应产量存量产能衰减产量2540146297622581420661323100910153582846485578资料来源：自然资源部，Wind，市场研究部19/24综合存量页岩气产能衰减的产量，以及页岩气总产量的变化，2020年国内压裂设备空间达到亿元-210亿元，具体测算过程如下：1）2016年国家能源局下发《页岩气发展规划（2016-20202020年力争实现页岩气产量300亿立方米。从实际情况看，2019154亿立方米，而2020300亿立方米产量目标难度较大。我们假设悲观、中性和乐观条件下2020年页岩气产量分别达到200、220和250亿立方米；2）考虑到2020年旧井产量衰减78亿立方米，因此三种假设下2020年实际新增页岩气产量分别为125、和亿立方米；3）根据自然资源部、中石油和中石化披露的数据，2018年页岩气产量为109亿立方米，投产井总计721口，单井年产量为1,509万立方米，考虑到技术进步，假设悲观、中性和乐观条件下对应2020年单井产量增速分别为0%、5%和10%；4套压裂车组价值4亿元，包括20台2500型压裂车、2台吨混砂车、2台仪表车、120国内压裂市场空间分别为165亿、183亿和210亿元，同比增长25%-59%。表：2020年国内压裂设备市场空间达到165亿元-210亿元2016年2017年912018年1092019年1542020年悲观2020年中性2020年乐观产量（亿立方米）YOY7920030%4622043%6625063%9615%1220%1841%45总产量变化（亿立方米）存量衰减量（亿立方米）实际新增产量（亿立方米）单井产量（万立方米年）所需井数（口）46485578787858661001,509660201251,509826201451,585913201751,6601,052203842043520一套压裂车组可压裂井数（口）所需压裂车组（套）新增市场空间（亿元）1922334146537787132165183210资料来源：Wind，自然资源部，中国产业调研网，市场研究部未来每年新增市场空间超过300亿元参考美国页岩气近10年发展，2030年中国页岩气产量或将达到935亿立方米。按照国家能源局页岩气发展规划，在政策支持到位和市场开拓顺利情况下，2030年力争实现页岩气产量1,0002020年产量的2010-2020年这十年4.5所以未来10年中国的页岩气产量增速可参考美国2010-2020年的节奏。20/24图31：2030年中国页岩气产量或将达到935亿立方米00E)资料来源：EIAWind，自然资源部，市场