中国页岩气的技术可采储量达约31.6万亿立方米,约占全球14.3%,但由于地质结构复杂、技术薄弱、水资源匮乏、基础建设不足和政策体制的局限性,以及投资巨大盈利尚不确定等因素,近几年进展缓慢。依照美国经验,未来页岩气开采过程中如环保、经济效益等问题也将体现。不过近年来随着政策面放宽以及天然气持续涨价预期,页岩气开发工作将持续推进。
背景:美国页岩气产量近十年高速增长,能源革命进行时
美国页岩气产量近十年复合增长30%,占美国天然气比重提升至41%
近年来,由于页岩气勘探开发相关技术的突破,美国页岩气产量快速增长。根据美国能源信息署(EIA)的统计,2000年至2012年,美国页岩气年产量由117.96亿立方米上升至2762.95亿立方米,复合增长率达到30%。特别是自2006年以来,Barnett、Haynesville、Marcellus等优质页岩资源相继开发,使页岩气产量在2006-2012年的复合增长率高达48%。
随着页岩气的大规模开发,页岩气占美国天然气总产量的比重由2000年的2.2%上升至2012年的40.5%。与此同时,常规天然气占天然气总产量的比重不断下降,来自气田的天然气产量占天然气总产量的比重由2000年的73.3%下降至2012年的43.1%。而美国于2011年也首次超越俄罗斯成为世界最大的天然气生产国。
从全球范围看,除美国外,加拿大是第二个实现页岩气商业化开采的国家,2012年产量约150亿立方米。此外,波兰、英国、德国、印度、墨西哥等国也开始开展页岩气的研究和试探性开发,部分企业已着手商业性勘探开发。
美国页岩气技术领先,引领全球能源革命
美国在页岩气开采技术上一直领先于其他国家,1929年首次尝试水平井技术。特别是20世纪90年代以来水平井技术的发展,使油气开发成本大幅降低。但由于页岩坚硬的特性,页岩气产量一直没有突破性进展。直到1997年,水力压裂技术首次被运用在页岩气开发中时,才大幅提高了采集效率并降低了作业费用。随后,水平井技术和清水压裂法被大量用于页岩气开发。2002年,页岩气水平井开采技术正式实现商业化,大幅提升了页岩气资源的经济可采性,拉开了页岩气大规模开采的序幕。
2005年以来美国页岩气产量的大幅增长让全球对页岩气的发展前景由观望态度转向持续乐观。EIA对美国2035年的页岩气产量预测由2010年的1699亿立方米快速上调至2014年的5238.71亿立方米。而对2035年页岩气产量占比的预测也由2010年的25.78%快速上调至2014年的60.87%。
水平井技术和水力压裂法在美国的运用和发展大幅促进了美国页岩气产量的增加,也带动了世界其他国家和地区对于页岩气开发的热情。波兰、加拿大等国在2007年后相继开始了页岩气开采活动,其他国家也开始积极探明其页岩气资源分布情况,国际石油巨头的加入更是加速了世界范围内页岩气开发的进程。根据EIA发布的统计数据显示,2011-2013年间,其对全球页岩气的储量预测由2011年的187.51万亿立方米快速上调至2013年的220.73万亿立方米。页岩气产量和储量的快速上涨引发了外界对页岩气推动全球能源革命的猜想。
数据背后:美国页岩气产量分布集中,单井产量已现回落
概况:美国页岩气资源丰富,技术可采储量占全球约8%
美国本土48个州有丰富的页岩气资源,主要分布在东北部地区。EIA预测美国页岩气未经证实的技术可采储量有15.38万亿立方米,约占全球被调查的41个国家137个页岩储层总储量的7.8%。
在页岩气开采中多用最终可采储量(Estimated Ultimate Recovery,EUR)和技术可采储量(Technically Recoverable Resources,TRR)进行评估,其中最终可采储量为单井评估指标,指在不考虑经济和经营环境变化的情况下,在现有技术条件下30年的累计产量。
美国地质调查局(USGS)和美国能源信息署(EIA)分别对于美国各大页岩储层的平均单井EUR做出了预测,通过EUR可进一步测算美国主要页岩储层TRR。USGS在对EUR和TRR的预测上均小于EIA的预测。EIA和USGS预测的TRR分别为13.649万亿立方米和10.715万亿立方米,分别相当于2012年美国页岩气产量的49倍和39倍。
分区域:产业格局集中,三大页岩储层产量占2/3
受地质结构影响,美国各页岩储层开发条件差异极大,同一页岩储层不同矿井的开采成本和效益也大不相同。因此近年来虽然美国页岩气产量维持高速增长,但其产量格局却高度集中,目前主要集中于Barnett、Haynesville和Marcellus三大优质页岩储层,其占全美产量比重由2000年1月的27%逐年上升至2013年6月的67%。近几年Marcellus、Haynesville、EagleFord等页岩气储量的探明及新矿井的开发,使“年轻”页岩储层资源在总产量中的占比逐年扩大。
Barnett页岩储层:位于德克萨斯州州东部,是最早投入开发的页岩储层,2005年占总页岩气产量近60%,但由于经历多年的大规模开采,平均单井日产量已远小于Haynesville、Marcellus等新开发页岩储层,但在产的矿井数量仍是最多的,是美国第三大页岩气产地,日均产量约1.3亿立方米。
Haynesville页岩储层:位于德克萨斯州东部和路易斯安那州西部,2007年开始被开发,至今已成为了全美第二大页岩气产区,日均产量约1.59亿立方米。
Marcellus页岩储层:位于宾夕法尼亚州和弗吉尼亚州西部,是开发时间最短的页岩储层,从2010年开始日产量大幅上升,到2012年日产量复合增长率为127%,在2013年年初已一跃成为了美国第一大页岩产区,日均产量约2.64亿立方米。
产量:单井产量开始回落,总量提升依赖矿井数量增长
美国页岩气产量尽管近几年产量快速增长,但单井产量逐步开始回落,总量提升主要依赖矿井数量的增长。单井产量回落的主要原因是:
(1)单个页岩矿井初期产量最大,随后迅速下降。根据美国能源产业数据库DIDesktop/HPDI的统计,单个页岩矿井的平均寿命约5年。以美国三大页岩储层为例,Haynesville、Barnett和Marcellus页岩储层单井产量在第二年平均已有68%、61%和47%的衰减;而从2012年来看,三大页岩储层11年的在产矿井进入2012年后(基本仍维持在产状态)产量分别下降52%、30%和29%。
(2)优质资源数量正在下降。由于开发商在前期倾向于开采优质的、易开发的区域,随着优质矿井的逐渐枯竭,目前新建矿井首年产量(Initial Production,IP)已出现明显下降趋势,加上矿井产量初期衰退速度快,导致单井平均产量快速回落。
(3)老龄矿井开发殆尽。近年对于高产矿井的粗放式开发,让一些“老龄”页岩储层面临开发殆尽的状况。除了开采时间较晚的Marcellus页岩以外,其他主要四大页岩气产地(Haynesville、Barnett、Fayetteville和Woodford页岩)的页岩气产量均有增速放缓甚至回落的趋势,该四大产区页岩气产量占美国总页岩气产量的比例近年来不断下降,从2009年12月的81%下降至2013年6月的49%。
未来展望:美国页岩气产量增长或受环保和盈利制约
盈利:高成本低售价,页岩气开采普遍难以盈利
1、2012年以来天然气价格持续低迷,企业普遍难以盈利
2012年受暖冬和页岩气产量持续高增长影响,天然气价格出现断崖式下跌。2012年1月至4月间,价格由最高的2.98美元下跌至1.84美元,累计跌幅达38.3%。尽管受到14年寒冬影响,天然气价格短期有所回升,但仍无法抵消之前长期天然气价格低迷带来的负面影响。
虽然美国页岩气开采企业均未披露页岩气业务的盈利情况,但根据美国Post Carbon Institute的分析,在现有价格水平下,新建矿井首年产量(Initial Production,IP)必须达到113267.2立方米/天才能有望实现盈利,但目前仅有Haynesville和Bossier页岩区新建矿井的首年产量达到或接近这一数字,且也呈现出回落状态,这意味着目前美国大部分企业的页岩气开采业务实际处于亏损状态。
2、租约成本+资本市场压力迫使企业勉强生产,重点企业业务重心或转移
由于优质矿井数量有限,大多数开采商即使当前没有能力和精力进行开采,也会先签署包含“生产性持有”(Held-by-Production)条款的租赁合同,以保证优质资源尽量少外流。即便在近年天然气价格走低的情况下开采页岩气的收入根本不能抵消成本,但多数页岩气开采商都仍亏本也保持一定的产量,以便在日后当市场回暖后能够保持对于优质页岩资源的开发权。
另一方面,页岩开发需要大量的资本投入,许多风险投资注入了该产业。风险投资所要求的资本回报率迫使页岩气开采商保持一定的开工率。且许多页岩气开采商需要通过保持良好的账面价值以稳定股价,页岩气生产也被迫在进行。
伴随单井平均产量的回落,维系现有产量水平所需的资本开支极为高昂。尽管技术进步可以从一定程度上降低资本开支,但最终仍无法弥补页岩开采难度增大、单井页岩气产量迅速下降带来的产量损失。为保持已有产量,页岩气开采商必须加快对于新矿井的开发,且新建矿井首年产量(Initial Production,IP)的下降使得所需开采新矿井数量远大于由于产能下降、资源衰竭而淘汰的矿井。页岩气销售收入与页岩气开采成本之间的缺口会随着时间的推移而进一步扩大。
受到天然气价格暴跌的影响和维持产量所需高额资本开支带来的压力,多数页岩气开采企业近年来已经开始逐步转移重心,但形势并不乐观。一直致力于在Haynesville页岩和Barnett页岩开采页岩气的Chesapeake Energy公司在2012年的年报中表示,“因为大多数租约将要到期且天然气价格不断走低,公司将大幅缩减在页岩气开采方面的投资”。页岩气开采协议或将面临大量过期且公司无意续约的情况。
