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2019年中國油氣裝備行業發展趨勢:未來每年在頁巖油氣開發的油服和設備需求將在200億[圖]

2019年11月18日 13:35:35字號:T|T

    國家能源安全是關系國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題,對國家繁榮發展、人民生活改善、社會長治久安至關重要。面對能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢,保障國家能源安全,必須推動能源生產和消費革命。

2000-2019年中國原油進口量(萬噸)及進口金額(萬美元)趨勢

數據來源:公開資料整理

2009-2019.9中國天然氣進口金額及自給率趨勢

數據來源:公開資料整理

    目前我國的石油、天然氣等能源高度依賴進口,自給率持續下降,國家能源安全問題凸顯。2018年中國的石油進口量為4.4億噸,同比增長11%,石油對外依存度升至69.8%;天然氣進口量1254億立方米,同比增長31.7%,對外依存度升至45.3%,預計2019年,中國油氣對外依存度還將繼續上升。同時,傳統能源產量逐漸步入增長瓶頸期,無法滿足產能大幅度增長的需求。在此背景下,通過大力發展頁巖油氣、煤層氣、致密氣等非常規能源進而提升國家能源自給能力,已經刻不容緩。

    中國大力發展高端裝備國產化,國內一批油氣裝備公司正全面打造高端智能油氣能源裝備研發制造。頁巖油氣開采在傳統油氣開采工藝基礎上增加了水平鉆井井、水力壓力等核心工序。其中鉆完井核心設備,主要是大功率鉆機、連續油管設備和壓裂車組。

    2019年4月20日,由煙臺杰瑞自主研發的全套電驅壓裂裝備在山東煙臺啟機聯動。據悉,這是全球首個電驅壓裂成套裝備,它的出現將大大地提升我國頁巖氣開發進程,讓低成本、高效率、智能化的頁巖氣開發成為可能。新型電動壓裂成套裝備包含了電驅壓裂設備、電驅混砂設備、電驅混配設備、智能免破袋連續輸砂裝置、供電解決方案、大通徑管匯解決方案。通過該套電驅壓裂成套裝備能夠大幅降低頁巖氣的開發成本,提升頁巖氣開采效率。

    目前國內壓裂市場,2500型及以下的壓裂車是市場覆蓋率較高的型號,而杰瑞電驅壓裂設備配備了5000QPN的柱塞泵,一臺比傳統兩臺的輸出功率還大,能夠滿足大排量、高壓力、長時間作業的需要。除了電驅壓裂設備,達16方排量的電驅混配橇,是目前國內最大排量的混配橇,一臺設備即可滿足大排量頁巖氣壓裂施工的需求。

    自2009年我國第一口頁巖氣井威201開鉆,十年間從無到有,從第一口井到大規模投產,中國的頁巖氣開發真正步入規模效益開發的快車道,未來中國油氣裝備發展將有效助力國內頁巖資源產能建設和高效開采。

    通過引進、消化、吸收和自主研發我國頁巖氣勘查開發技術及裝備取得了長足進步,逐步縮小了美國先進水平的差距。關鍵技術裝備基本實現了國產化,其性能指標達到或接近國外先進水平,非震物探識別與預測技術、整體可移動軌道鉆機、大型壓裂車、施工環境保護技術等處于國際領先水平;而在鉆井地質導向、隨鉆測量、壓裂可鉆橋塞、微米-納米結構與成分分析等設備與美國成熟技術仍有差距。加上我國川渝地區地質、地表條件復雜,施工經驗不足,因此,水平井和分段壓裂施工時間較長、勘查開發成本相對仍較高。

    美國的主要頁巖氣產區,其氣藏深度一般在3000米以內,產量最大的馬塞勒斯盆地。根據調查統計資料,其平均氣藏深度約為2300米;而我國的頁巖氣地下結構復雜,海相頁巖熱演化程度高埋深大,陸相和過渡相頁巖單層厚度薄,非均執行強,非常規油氣富集規律具有特殊性,富集區規模有限。我國主要的頁巖氣富集地四川盆地,頁巖氣的埋藏深度大多數超過3000米,而其他地區的開發難度更大,埋藏深度一般在5000米以上。埋深超過3500米頁巖氣資源的開發對水平鉆井完井和增產改造技術及裝備要求更高,因此我國頁巖氣技術開采難度遠高于美國。2019年3月人民日報發布新聞,丁山—東溪區塊國內首口埋深大于4200米的高產頁巖氣井東頁深1井,試獲日產31萬立方米高產氣流,突破了埋深超4000米頁巖氣井壓裂工藝技術,表明中國在深度開采技術上自2014年所估計的3500米基礎上已經不斷突破,為深層頁巖氣大規模開采奠定了基礎。

    美國的水平井段平均長度不斷增加,在許多區塊實現了翻倍增長,根據美國調查數顯,美國頁巖油氣水平段長度經過三代技術的發展,其平均長度約在3048-4876.8米,2016年哈里伯頓完成的頁巖氣井水平段更是長達5652.21米。中國也在水平井鉆井的關鍵技術方面取得突破:2019年4月,江漢石油工程鉆井一公司70765JH鉆井隊承鉆的焦頁30-5HF井,采用國產自主技術LWD常規定向鉆具組合,用時24天完成了2831米的水平段施工,刷新了國內陸上頁巖氣水平井常規定向鉆具水平段穿行最長紀錄。可以看出,中國的水平井鉆井長度仍未突破3000米,與美國的水平井鉆井技術還存在一定的差距。

    在美國頁巖油氣水平井鉆井中,單井段“一趟鉆”已經成為常態,雙井段“一趟鉆”得到推廣應用,多井段“一趟鉆”持續增加,單次“一趟鉆”完成的進尺記錄突破6000米,促成美國頁巖油鉆井周期不斷縮短,井深4000-5000米的水平井平均鉆井周期已縮短為10天左右。2017年,斯倫貝謝公司用PowerDriverObrit旋轉導向鉆井系統和PDC鉆頭,完成進尺4146米,是當年二疊紀盆地“一趟鉆”最長完成水平井段。近年來,中國的水平井鉆井完井技術不斷進步,平均鉆井周期不斷縮短,根據調查數據顯示,焦頁30-5HF井僅用24天就順利完成了2831米的水平段施工;丁頁3-1HF井鉆達井深4192米完鉆,實鉆水平段長約1591米。該井采用二開制井身結構,全井采用PDC鉆頭,一開直井段主體采用復合鉆井+MWD提速,井斜37°之后采用油基鉆井液和旋轉導向鉆井技術,通過上述技術集成應用,實現了該井的安全、快速鉆進,全井鉆井周期約42天,平均鉆速11.90米/小時,實現了丁山常壓頁巖氣水平井鉆井提速新突破。但中國的水平井平均鉆井周期仍然為美國的3倍左右,其原因在于:(1)井筒完整性工藝措施不夠過硬,處理井下復雜情況一般需要4-9天。(2)鉆頭質量不過硬,機械鉆速慢,單井鉆頭使用量多,無進尺工作時間多。(3)旋轉導向鉆井技術依賴進口,僅服務費就要200-300萬元/井。

    在美國頁巖油氣開采中,水平井壓裂段數經歷了三個發展階段,根據調查數據統計2016年以來美國水平壓裂段數普遍已經達到60-80段/口井,而中國目前普遍在15-20段/口井,差距依然較大。水平壓裂段數越多則地下人造縫隙約密集,約有利于形成油氣孔道從而影響最終產量。二壓裂段數增加,除有賴于作業經驗的積累外,縮短單段壓裂工期、提高壓裂裝備作業效率和功率成為唯一選擇。

    我國2020年力爭實現頁巖氣產量300億立方米,年復合增速超過140%;到2030年實現頁巖氣產量800-1000億立方米。2013年,國家能源局發布《頁巖氣產業政策》,從產業監管、示范區建設、技術政策、市場與運輸、節約利用與環境保護等方面進行規定和引導,推動頁巖氣產業健康發展。“十二五”期間,探索建立了頁巖氣合資合作開發新機制,中國石化和中國石油分別與地方企業成立合資公司,開發重慶涪陵、四川長寧等頁巖氣區塊。

中國頁巖氣歷年政策

年份
出臺文件
概述
2012
《頁巖氣發展規劃(2011-2015年)》
探明頁巖氣可采儲量2000億立方米;2015
年頁巖氣產量65億立方米
2013
《頁巖氣產業政策》
頁巖氣勘探開發利用按照統一規劃、合理布
局、示范先行、綜合利用的原則
2016
《頁巖氣發展規劃(2016-2020年)》
2020年實現頁巖氣產量300億立方米;2030
年實現產量800-1000億立方米
2018
《關于對頁巖氣減征資源稅的通知》
對頁巖氣資源稅(按6%的規定稅率)減征30%

數據來源:公開資料整理

    財政部、國家能源局出臺頁巖氣開發利用補貼政策,中央財政對頁巖氣開采企業給予補貼;補貼資金按照先預撥,后清算的方式撥付。每年3月底前,頁巖氣企業向項目所在地財政部門和能源主管部門提出本年度頁巖氣開采計劃和開發利用數量,并提供上年度資金清算報告以及勘探資料;項目所在地財政部門和能源部門審核后逐級上報至財政部和國家能源局。國家能源局和財政部對地方上報的材料進行復審。財政部根據復審結果撥付上年度清算資金和本年度預撥資金。

國家能源局頁巖氣開發利用補貼標準

年份
補貼標準(元/立方米)
2012-2015年
0.4
2016-2018年
0.3
2019-2020年
0.2

數據來源:國家能源局、公開資料整理

    2019年6月20日,財政部下發《關于<可再生能源發展專項資金管理暫行辦法>的補充通知》,對于非常規天然氣的補貼進行了調整,可再生能源發展專項資金實施期限為2019-2023年。該調整符合加大國內勘探開采力度的總體要求,有助于推動非常規氣的發展。

    2016-2018年我國對煤層氣和頁巖氣的補貼政策是定額補貼0.3元/方,生產企業之間不存在競爭關系。而根據《補充通知》規定,某地(中央企業)當年補助資金=當年非常規天然氣獎補資金總額/全國當年獎補氣量×某地(中央企業)當年獎補氣量。也就是說,在當年非常規天然氣獎補資金總額一定的情況下,不同企業之間由不存在競爭轉為競爭補貼,只有在全國獎補氣量中占比更大,才能獲得更高的補貼。這將更加有效地促進非常規天然氣的開采利用。

    在計算獎補氣量,取暖季生產的非常規氣量給予額外補貼,按照(當年取暖季開采利用量-上年取暖季開采利用量)×1.5計算,這將在一定程度上降低國內在采暖期中遭遇氣荒的風險。本次補充通知給出取暖季為每年1-2月、11-12月。

新補貼政策獎補(扣減)分配系數

超過(未達到)上年產量比例(%
獎補(扣減)分配系數
取暖季增量分配系數
0-5
1.25
1.5
5-10
1.5
10-20
1.75
20以上
21

數據來源:公開資料整理

    到2020年我國頁巖氣目標產量為300億方,2018年產量為127億方,仍有較大發展空間;根據《煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用“十三五”規劃》,到2020年我國煤層氣抽采量達到240億立方米,2015-2020年平均增速為6.7%,補貼政策有望進一步推進我國非常規天然氣發展。

    中國石化、中國石油積極推進頁巖氣勘探開發,大力開展國家級頁巖氣示范區建設,取得焦頁1井等一批頁巖氣重大發現井,率先在涪陵、長寧-威遠和昭通等國家級示范區內實現頁巖氣規模化商業開發。2018年以來中石油在頁巖氣勘探開發上再次提速,鉆機、隊伍、工作量呈大幅增長。

    截至2018年12月,中國石油擁有頁巖氣礦權11個,面積5.1萬平方千米,其中在四川盆地及鄰區頁巖氣礦權10個,面積4.6萬平方千米。主要包括四川省自貢市、內江市、宜賓市、瀘州市,重慶市、云南省昭通市。在中石油礦權內五峰組—龍馬溪組埋深4500米以淺分布面積2.7萬平方千米、資源量13萬億立方米,占盆地五峰組—龍馬溪組資源量的70%;其中川南地區五峰組—龍馬溪組埋深4500米以淺分布面積2.6萬平方千米、資源量12萬億立方米,占盆地五峰組—龍馬溪組資源量的65%。中國石油礦權在川南地區連片分布,覆蓋了盆地頁巖氣有利區塊,利于整體開發。根據調查數據顯示,2018年中石油在川頁巖氣年產量達到42.7億立方米,較17年增長40%;中石油“十三五”期間頁巖氣的生產主要布局在長寧、威遠、昭通三個地區,2018-2020年計劃新建約720口頁巖氣井,到2020年累計投產井數超過820口;2019年和2020年頁巖氣產量計劃分別達80億立方米、120億立方米,建成150億立方米的產能。

    2018年底中石油制定了以五年為階段、分四輪進行產能建設的川南地區頁巖氣中長期發展規劃方案,其中,規劃“十三五”后三年新鉆井800口,2020年達產120億立方米,“十四五”新鉆井1300口、2025年達產220億立方米,“十五五”新鉆井1900口、2030年達產320億立方米,“十六五”新鉆井2300口、2035年達產420億立方米,以后每年年均新鉆井約400口,實現長期穩產。

2015-2018年中國頁巖氣新開發井數量(口)

數據來源:公開資料整理

中石油川南地區頁巖氣中長期發展規劃方案

數據來源:公開資料整理

    2030年前后中石油要完成每年新鉆完井380-400口/年的工作量目標,目前川南地區累計投產井僅300余口。如果按照現有4000-5000萬/口井的鉆完井成本計算,中石油僅在川南地區就有望每年帶來近200億元的油服和設備需求。

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國油氣裝備行業市場監測及未來前景預測報告

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