根據(jù)我國(guó)頁(yè)巖氣“十二五”規(guī)劃,到2015年我國(guó)頁(yè)巖氣目標(biāo)產(chǎn)量為65億立方米。要想實(shí)現(xiàn)這一產(chǎn)量目標(biāo),未來(lái)幾年內(nèi)我國(guó)新增頁(yè)巖氣鉆井?dāng)?shù)量每年都要保持在100口以上,這必然會(huì)帶動(dòng)大量的設(shè)備投資需求。隨著頁(yè)巖氣招標(biāo)順利進(jìn)行和勘探評(píng)價(jià)工作逐步推進(jìn),相關(guān)行業(yè)設(shè)備企業(yè)有望從中受益。
目前我國(guó)已鉆完的頁(yè)巖氣氣井只有63口,不到美國(guó)的0.07%,且多數(shù)屬于實(shí)驗(yàn)性質(zhì)。氣井造價(jià)高昂,在我國(guó)南方打一口2500米的頁(yè)巖氣井需要投入8000萬(wàn)元-9000萬(wàn)元人民幣,打一口3000米深的氣井需要投入1億元人民幣左右。而美國(guó)巴奈特頁(yè)巖氣水平井成本僅為1700萬(wàn)元-2300萬(wàn)元人民幣。2020年我國(guó)需要打2萬(wàn)口井,存在至少4000億元人民幣的資金缺口。
頁(yè)巖氣開(kāi)采成本和技術(shù)水平息息相關(guān)。我國(guó)頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)和勘探開(kāi)發(fā)大部分技術(shù)和手段都能夠國(guó)產(chǎn)化,但在壓裂等核心技術(shù)方面仍存在技術(shù)難點(diǎn),需要加強(qiáng)國(guó)際合作。壓裂技術(shù)在頁(yè)巖氣開(kāi)采成本中占比達(dá)到40%左右。若國(guó)內(nèi)2015年之前新鉆水平井1000口,則對(duì)應(yīng)壓裂能力為100萬(wàn)水馬力,壓裂車(chē)的市場(chǎng)總需求約100億-200億元。
圖1:壓裂作業(yè)主要工作原理
圖2:壓裂作業(yè)流程圖
壓裂設(shè)備:壓裂是指開(kāi)采過(guò)程中利用水力作用,使油氣層形成裂縫的一種方法。油層壓裂工藝過(guò)程是用壓裂車(chē),把高壓大排量具有一定粘度的液體擠入油層,當(dāng)把油層壓出許多裂縫后,加入支撐劑(如石英砂等)充填進(jìn)裂縫,提高油層的滲透能力,以增加注水量(注水井)或產(chǎn)油量(油井)。壓裂設(shè)備主要是壓裂車(chē)組,通常包含壓裂泵車(chē)、混砂車(chē)、儀表車(chē)和管匯車(chē)。2006年以前,國(guó)內(nèi)的壓裂成套設(shè)備80%來(lái)自國(guó)外進(jìn)口,2006年以后,國(guó)產(chǎn)壓裂設(shè)備取得突破,目前已經(jīng)全面替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品,并已經(jīng)批量出口國(guó)外。目前中石油旗下設(shè)有專門(mén)的壓裂設(shè)備、連續(xù)油管設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè),中石化旗下的江漢油田四機(jī)廠是國(guó)內(nèi)最大的壓裂設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)之一。其余的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者包括:杰瑞股份,勝利高原,蘭州通用機(jī)械,中油科昊,宏華集團(tuán)等。目前對(duì)于2500水馬力的壓裂設(shè)備,基本上由杰瑞和四機(jī)廠壟斷。根據(jù)杰瑞2012年的年報(bào),杰瑞壓裂設(shè)備的市占率達(dá)到40%,和四機(jī)廠相當(dāng)。壓裂設(shè)備的關(guān)鍵零部件包括柱塞泵,變速箱,發(fā)動(dòng)機(jī),底盤(pán)等。核心技術(shù)是集成系統(tǒng)的控制技術(shù),主要功能是同步控制多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),變速箱和混砂撬。
表1:壓裂設(shè)備主要零部件生產(chǎn)商
在2013年3月舉辦的“第十三屆中國(guó)國(guó)際石油石化技術(shù)裝備展覽會(huì)”上,我國(guó)首臺(tái)3000馬力壓裂車(chē)亮相,其成套壓裂裝備由中國(guó)石化石油工程機(jī)械公司承擔(dān)研制。據(jù)介紹,該設(shè)備最大輸出功率3000馬力,最高工作壓力140MPa,是目前國(guó)際上最大型號(hào)的車(chē)載壓裂裝備。3000型壓裂車(chē)主要解決了功率的問(wèn)題,因?yàn)轫?yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)需要大規(guī)模的壓裂作業(yè),中國(guó)的頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)地表和路況條件相對(duì)較差,大功率壓裂車(chē)組能夠確保在有限的井場(chǎng)區(qū)域內(nèi),使用較少的裝備和足夠的功率,完成大型壓裂施工作業(yè)。3000型壓裂車(chē)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性強(qiáng),適應(yīng)頁(yè)巖氣大規(guī)模的壓裂。其壓裂技術(shù)為世界首創(chuàng),核心技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平,預(yù)計(jì)兩年內(nèi)將規(guī)?;懂a(chǎn)。目前杰瑞股份3100型壓裂泵車(chē)也已獲得工業(yè)試驗(yàn)成功,最大輸出功率高達(dá)3100馬力,未來(lái)有望成為全球最大功率的壓裂車(chē)。
連續(xù)油管設(shè)備:連續(xù)油管(Coiledtubing)是用低碳合金鋼制作的管材,有很好的繞性,又稱繞性油管,一卷連續(xù)油管長(zhǎng)幾千米,可以代替常規(guī)油管進(jìn)行很多作業(yè)。90年代以來(lái),連續(xù)油管壓裂技術(shù)和連續(xù)油管鉆井技術(shù),在工藝技術(shù)上和實(shí)際的應(yīng)用中得到了較快的發(fā)展。連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備具有帶壓欠平衡作業(yè)、連續(xù)起下、快速高效、對(duì)地層低傷害的特點(diǎn),并且設(shè)備體積小,作業(yè)周期快,成本低,已被廣泛地應(yīng)用于油氣田修井、鉆井、完井、測(cè)井等作業(yè),在油氣田勘探與開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。從北美地區(qū)來(lái)看,連續(xù)油管的需求往往和壓裂以及非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)息息相關(guān)。連續(xù)油管設(shè)備需求在最近20年得到了快速發(fā)展,保有量擴(kuò)大了大約300%。雖然對(duì)連續(xù)油管的需求在2011年有所停滯,但是整體增長(zhǎng)的勢(shì)頭仍然延續(xù)。國(guó)內(nèi)的連續(xù)油管設(shè)備制造企業(yè)主要有:杰瑞股份,中石油鉆井工程研究院江漢機(jī)械研究所。煙臺(tái)杰瑞的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備的性能和業(yè)績(jī)超過(guò)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,處于第一梯隊(duì)。
圖3:全球連續(xù)油管車(chē)數(shù)量(單位:臺(tái))
圖4:液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈流程示意圖
國(guó)內(nèi)天然氣儲(chǔ)運(yùn)可以根據(jù)其物理形態(tài)大致分為氣態(tài)天然氣的管道運(yùn)輸、壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)。LNG是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻,在-160°下液化而成。它以液態(tài)的形式存在,體積僅為氣態(tài)的1/600,相比管道運(yùn)輸方式投資更小,運(yùn)輸更為方便靈活,不受路徑限制,可以通過(guò)陸上運(yùn)輸或海上運(yùn)輸完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸,并且在中轉(zhuǎn)地便于儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)賣(mài)。與壓縮天然氣(CNG)相比,LNG壓縮比更高,儲(chǔ)存效率高,建站不受管網(wǎng)限制,出現(xiàn)泄露會(huì)立刻揮發(fā),不易引起自然爆炸,因此安全性也更高。根據(jù)其特性,LNG適合進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸,作為汽車(chē)燃料也更適合于重卡、城際客車(chē)、公交等需要進(jìn)行長(zhǎng)距離續(xù)航的車(chē)輛。
CNG、LNG產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)較長(zhǎng),天然氣被開(kāi)采出來(lái)后便進(jìn)入儲(chǔ)運(yùn)鏈條,經(jīng)過(guò)凈化液化處理被裝入專用儲(chǔ)罐,通過(guò)LNG槽車(chē)或LNG船從陸地和海洋兩條線運(yùn)輸至衛(wèi)星站、接氣站后再進(jìn)行氣化,以供下游各類需求終端。相關(guān)設(shè)備包括運(yùn)輸管道、天然氣液化設(shè)備和CNG、LNG運(yùn)輸、儲(chǔ)存和供應(yīng)設(shè)備、分布式能源設(shè)備等。
LNG相關(guān)裝備進(jìn)入高成長(zhǎng)期。我國(guó)自2006年開(kāi)始進(jìn)口LNG,2010年之前僅有3座接收站投入營(yíng)運(yùn),2012年底已經(jīng)竣工7座LNG接收站,年接收LNG能力合計(jì)達(dá)1980萬(wàn)噸/年,到2015年我國(guó)LNG接收能力將達(dá)到4930萬(wàn)噸/年。加氣站2015年前也將保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)。截至2013年5月初,在不到1年的時(shí)間內(nèi),中國(guó)新增加氣站446座,總量達(dá)到2784座,其中LNG加氣站占22.8%。根據(jù)建設(shè)規(guī)劃,到2015年我國(guó)將建成3000-5000座LNG加氣站,屆時(shí)一年加氣站建設(shè)量達(dá)到1500座,相當(dāng)于12年的4倍。