20190919-东吴证券-机械设备行业：美国页岩革命——百年征途，终遂能源自主_2mb

美国页岩油气革命总结

核心内容

美国页岩油气革命是全球能源格局变化的重要标志，通过技术创新与政策支持，美国实现了从天然气输入国向净出口国的转变，并基本实现能源自主。页岩气和页岩油的储量丰富，技术突破使得其商业化开采成为可能，同时国际油价波动对页岩气价格及产量有显著影响。

主要观点

• 美国页岩气储量占全球天然气可采储量的32%，页岩油储量占全球石油储量的20%。
• 页岩气开发的核心技术包括水平井钻井和水力压裂，两者显著提升了产量并降低了成本。
• 页岩油气革命分为四个阶段：发现阶段、技术探索阶段、技术突破阶段、先进技术大规模应用阶段。
• 在2007年以后，页岩气产量迅速增长，成为美国天然气产量的主要来源。
• 2014-2016年油价暴跌对页岩油开发造成冲击，但页岩气因成本下降仍保持增长。

关键信息

1. 页岩油气资源与开发现状

• 美国页岩气储量占全球天然气可采储量的32%，页岩油储量占全球石油储量的20%。
• 2017年美国天然气产量达到7727亿方，其中页岩气占比约68%，实现能源自给并成为净出口国。
• 页岩气产量从2007年的366亿立方米增长至2017年的5260亿立方米，复合增速达3.5%。

2. 技术发展与应用

• 水平井技术与水力压裂技术是页岩气开发的核心，水平井产量可达传统直井的3-4倍，成本为其1.5-2.5倍。
• 技术探索阶段（1976-2001）中，美国政府与企业合作推动非常规天然气开发，补贴和税收优惠对成本控制起到重要作用。
• 技术突破阶段（2002-2006）中，水平井与分段压裂技术的成熟应用显著提升了页岩气的经济性。
• 先进技术大规模应用阶段（2007年至今）中，页岩气产量持续增长，成为美国能源结构的重要组成部分。

3. 政策支持与市场环境

• 政府通过补贴、税收减免、价格市场化改革等方式支持页岩油气开发。
• 20世纪70年代能源危机促使政府推进页岩油气开发，补贴政策在80-90年代贡献了非常规天然气利润的30%。
• 美国天然气价格市场化改革，使气价随需求增长而上升，提升了页岩气的经济性。
• 土地私有化和灵活租赁制度为小公司参与页岩气开发提供了便利条件。

4. 油价波动与行业影响

• 国际油价对页岩气价格和产量有显著影响，2007-2008年油价上涨带动页岩气产量迅速增长。
• 2014-2016年油价暴跌导致页岩油产量下降，但页岩气因成本降低仍保持增长。
• 2016年底油价回升，伴随技术创新，页岩油气行业逐步复苏。

5. 成本与效益

• 页岩气开采成本从2007年的0.424美元/立方米降至2013年的0.177美元/立方米。
• 页岩气开发的经济性提升，使得更多区域具备开发潜力，页岩气产量持续增长。

投资建议

• 首推【杰瑞股份】，因其在页岩气开发设备领域具备领先优势。
• 建议关注【中海油服】【石化机械】【海油工程】等公司，整体油服板块作业量提升，订单回暖。
• 港股推荐【华油能源】，其在页岩气开发领域也有一定潜力。

风险提示

• 油价波动风险：国际油价变化将直接影响油气公司的资本开支和油服及设备公司的订单。
• 技术研发风险：页岩气开发依赖核心技术，若技术进展不及预期，将影响开发进度及设备需求。

成功因素总结

• 丰富的资源储量：美国页岩油气储量居世界前列，为开发提供资源基础。
• 成熟的技术体系：水平井与水力压裂技术的突破和普及是页岩气革命成功的关键。
• 完善的政策支持：包括税收优惠、补贴政策、价格市场化改革等。
• 高效的市场机制：中小企业推动技术创新，专业化分工降低生产成本。
• 便利的土地制度：土地私有化与灵活流转制度，为页岩气开发提供了条件。
• 完善的油气管网：降低了输送成本，促进了页岩气的商业化发展。

图表目录（摘要）

• 图1：页岩油气矿藏构造
• 图2：页岩气储量占世界总可采储量32%
• 图3：页岩油储量占世界总开采储量20%
• 图4：2017年美国成为天然气净出口国
• 图5：页岩油气开发流程
• 图6：水平井技术图示
• 图7：水力压裂图示
• 图8：2017年美国成为天然气净出口国（亿方）
• 图9：美国页岩气革命进展
• 图10：第一口页岩气井——Fredonia,NY
• 图11：世界上第一个页岩气田——Big Sandy
• 图12：20世纪70年代美国天然气产储量双双下滑
• 图13：技术探索阶段政策支持
• 图14：水平井增产原理
• 图15：Barnett产区2002年水平井快速增多
• 图16：Barnett产区水平井产量渗透率提升迅速
• 图17：水平井分段压裂技术
• 图18：环保政策集中支持页岩气开发
• 图19：美国天然气定价逐渐走向市场化
• 图20：EQT energy页岩气开发经济性变动
• 图21：Devon页岩气开发经济性变动
• 图22：2007-2017年美国页岩气产量迅速增长
• 图23：2007年水平井数量迅速增长
• 图24：2008年水平井页岩气产量正式超过直井
• 图25：水平井平均长度不断增长
• 图26：单井平均压裂段数不断增加
• 图27：垂直井尺深成本变化
• 图28：水平井尺深成本变化
• 图29：页岩油保本价格区间
• 图30：国际油价与美国天然气价格存在较强相关性
• 图31：Barnett产区于2007-2008年迎来水平井钻井高峰
• 图32：气价与页岩气经济性变动（以Devon公司为例）
• 图33：马塞勒斯成为美国最大页岩气生产区块
• 图34：2014-2016年国际原油价格迅速下跌
• 图35：活跃钻机数量变动
• 图36：钻井数量变动
• 图37：各主要产区页岩气产量变动
• 图38：美国本土48州页岩油气资源分布
• 图39：独立油气公司提供勘探钻井等专业服务，降低了开采成本
• 图40：美国具备完善的输油管道
• 图41：美国天然气管道高度集中

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