融商观点

一、非常规油气行业概况

目前，国内外关于非常规油气资源的划分方法繁多，但无统一的法律规范与标准。综合考虑天气成因、成藏机理和勘探开发技术等各种因素后，可将非常规油气划分为：致密油、页岩油、油砂、油页岩、致密砂岩气、页岩气、煤层气、生物气、天然气水合物等9种类型（如图1-1），它们在含油气盆地内的分布规律如图1-2所示。

图1：常规油气及非常规油气划分

图片来源：科普油城

图2：非常规油气分布示意图

图片来源：科普油城

1、非常规能源市场规模

中国近年来着力提高非常规天然气的产量，以减少对煤炭的依赖并提高清洁能源的比例。

（1）非常规油天然气产量

根据中国国家能源局资料显示，2023年我国天然气产量共计达2300亿立方米，实现了连续7年的百亿立方米增长。四川、鄂尔多斯、塔里木三大盆地在增产中发挥了关键作用，自2018年以来，它们的增产量占全国天然气总增产量的70%。非常规天然气产量突破960亿立方米，占天然气总产量的43%，成为天然气增储上产的重要动力。其中，致密气富饶的鄂尔多斯、四川两地产量稳步增长，全年产量超600亿立方米。页岩气产量不断攀升，全年产量达250亿立方米。同时，煤层气也实现重大突破，年产量超110亿立方米。

图3：国内非常规油气资源分布

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（2）页岩气

作为国内首个商业开发的大型页岩气田和首批国家级页岩气示范区的涪陵页岩气田，目前已探明其页岩气储量近9000亿立方米，占全国探明储量的34%，年稳产量可达84亿立方米。根据国家能源局公开的数据显示，在页岩气领域，我国已在四川盆地建成了涪陵、威远－长宁和昭通三个国家级页岩气示范区，累计探明了涪陵、长宁、昭通、威远、泸州、威荣、永川和綦江共计8个页岩气田，探明储量达2.96万亿立方米，年产气量达240亿立方米，能有效保障国家能源安全。同时，根据自然资源部发布的《中国矿产资源报告2022》显示，中国石油在长宁、威远、昭通、泸州等区域累产页岩气529亿立方米，已成为我国最大的页岩气生产基地。页岩气井的产量取决于气藏的地质条件和开发技术，因此，要达到数百亿立方米的年产量，不仅需要开发更多的页岩气井，而且需要更为精湛的开采技术。

2、开采技术分析

非常规油气资源的高效开发，依赖于一系列先进的开采技术。这些技术主要包括：固井、平台钻井和压裂技术等。

固井技术：固井技术是钻井工程的重要环节，它通过在开采井内下入套管，并在井眼与套管之间的环形空间注入水泥来进行施工作业。这一过程能有效封固套管与井壁间的环形空间，确保油气的水层隔离，同时使套管成为油气输送的安全通道。

水平井钻井技术：水平钻井技术是一种先进的定向钻井方法，它使用特殊的井底动力工具与随钻测量仪器，能够保持钻成井斜角>86°，实现精准的水平钻井。这种技术在油气田开发中显著扩大了泄油面积，极大地提升了油气产量。

压裂技术：压裂技术是提高油气产量的另一项关键技术，包括：

（1）水平井分段压裂技术：是一种通过高速压裂液穿过设备射孔孔眼，进入油气储层产生孔眼摩阻，从而引发井底压力上升并形成多条水力裂缝的技术。自2007年以来，该技术已成为非常规油气开发的主要技术和手段，并应用于国内85%的页岩气开发作业中。

（2）水力喷砂技术：这是一种集射孔、压裂与水力封隔为一体的技术，适用于多种完井方式的油气井增产。该技术以其高安全性和低，成本，成为中国现阶段油气开采研究的热点。

图4：勘探流程及技术示意图

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二、中深层页岩气产业化发展的机遇与挑战

我国在页岩气开发方面正逐步克服从勘探到钻井、再到压裂等环节的技术挑战。随着近年来在核心技术上的连续突破，中深层页岩气的产业化开发已成为可能。

1、勘探环节：目前国内深层页岩气开发面临的技术难点主要集中于深岩层气体相态与流动规律的理论基础不足，以及气藏工程三个关键难题。

首先，深层储层中甲烷的相态认知尚不明确，这直接影响了开发规律、生产制度以及吸附气与游离气对气井产量贡献比例的理解。导致，缺乏坚实的理论基础，使开发技术对策难以明确。

其次，深层页岩中气体的多尺度流动规律复杂多变，不同尺度的孔隙结构导致气体流动特性差异明显。加之限域效应与真实气体效应的影响，使得压裂过程中的关键决策，如最优下油管时机和最佳焖井时间难以精确确定，进而影响冲砂解堵作业效果，制约了气井初期产能。

最后，深层页岩气开发技术对策不明确，导致了开采前期在水平井关键参数、井距、立体开发布井方式等方面存在决策难题。同时，在开采过程中储层的动用程度、钻完井周期、降本成效等关键指标仍需进一步的验证与优化。

2、钻井：工程设备与循环流体性能不佳，钻井质量与效率水平较低，是深层页岩钻井环节面临的主要技术困难。

水平段高温环境影响作业效率。与中浅层页岩气钻井相比，深层页岩钻井面临的温度区间更高，通常在135至155摄氏度，远超中浅层的90至120摄氏度。这种高温作业环境下常规旋转导向工具无法进行长时间稳定作业，从而导钻井施工进展缓慢，井轨控制难度增加。目前，可抗高达175摄氏度高温的导向工具与仪器尚未实现国产化，引进海外技术不仅成本高昂，而且服务费昂贵，这无疑增加了钻井项目的总体成本。

当前钻井液体系与堵漏材料在深层地层防塌防漏方面存在不足。深层页岩的脆性和裂缝发育程度较高，当前适用于深层的油基钻井液性能尚不成熟，其适应性和封堵性不足，难以有效预防井漏和井壁失稳，这直接影响了钻井作业的安全性和效率。此外，深层页岩地质构造的复杂性和非均匀性对钻井液体系提出了更高的要求。当前的二维地质导向技术在储层预测精度上存在局限，难以实现对优质储层的精确追踪。因此，导致钻井过程中I类储层钻遇率较低，限制了后期压裂作业的储层基础质量，影响了整个页岩气开发项目的效益。

目前，国内在“一趟钻”技术方面尚未达到成熟阶段，与北美地区相比，钻井效率存在明显差距。我国深层页岩的复杂压力系统和高岩石压实性导致了更高的摩擦阻力与扭矩，因此，国内一趟钻平均进尺仅为北美的三分之一，钻井周期则是北美的五倍。

面对深层页岩中的高温环境，改进钻井设备降温方式至关重要。通过采取先进的井下综合防治技术，能优化三维地质模型，精确掌握井底温度变化及其影响因素，攻坚钻井提速技术则是解决当前钻井环节技术难点的重中之重。针对设备在高温环境下运行的问题，可通过模拟井底瞬态温度场，深入分析深层水平井的温度变化规律，从而为钻井液地面降温系统的设计和试验提供科学依据。进而改良钻井设备抗温性能，增强其降温措施，确保设备在极端条件下的稳定运行。

对于水平钻井提速方面，应提升钻井液的稳定性与润滑性，以适应深层页岩等高温地层的作业条件。同时，应配套使用钻柱扭摆减摩系统和全金属水力震荡器等工具，以实现钻井过程中的“降摩减阻”效果。此外，还可通过缩小水平段井眼尺寸，结合“高效钻头+配套井下提速工具+钻井参数优化软件/装备”的技术配套方案，提高“一趟钻”的钻进长度。以威远、长宁龙马溪组为例，采取“旋转导向+螺杆+单排16mm/19mm齿钢体PDC钻头”配套方案后，其平均机械钻速得以显著提升。

3、压裂：深岩层裂缝形成机制尚不明确，这给实际施工过程中的缝网扩展控制带来了挑战。由于深层岩的压裂需要更高的压强，这对设备的性能提出了更高的要求。目前，国内在深层页岩裂缝的理论体系构建方面尚显不足，裂缝高度与扩展机制缺乏清晰的认识。这种认识上的不足导致了在天然裂缝的准确识别与定位、压裂工艺与液体体系的选择以及纵向储层的有效动用等方面存在一系列技术难题。

在实际压裂施工操作过程中，由于深层页岩具有地质力学的高破裂压力、高闭合应力、大水平应力差等特征，致使压裂技术难度大幅提升。这些特征要求施工压力从常规中浅层的15~40兆帕提高至95~120兆帕，以防止形成狭长的裂缝并增加裂缝的复杂性与影响范围，这对于维持气井后期产量的稳定性至关重要。

此外，深层页岩的高闭合压力与高弹性模量条件下，支撑剂的注入面临更多挑战，相较于中浅层压裂，其加砂强度从4吨/米降低至1.5~3吨/米。这一变化增加了实现高导流裂缝网络的难度。

随着水平井多段压裂等关键工程技术指标的显著提升，深层页岩气开发技术正逐步走向成熟。在构建本土化的页岩气有效开发技术体系的基础上，采用“多簇射孔、高强度加砂、暂堵转向”压裂工艺技术，全面提升长水平段水平井的压裂改造技术。以威204井区为例，水平井压裂段数、压裂加砂量、压裂加砂强度以及页岩气测试产量均有明显的提高。这些成果得益于更大功率的压裂设备和更成熟的压裂技术运用。正是这些技术，确保能够更有效地开发介于3500~4000米的深层页岩气资源。

我国在压裂设备制造领域已取得显著成就，技术成熟度和核心产品技术水平已达到国际领先水平。为满足国内深层页岩气开发的技术需求，国产压裂设备单机功率上实现了2500~10000hp的覆盖，单泵功率也达到了2500~7000bp，显示出强大的作业能力。与国际市场上的同类设备相比，我国压裂设备不仅功率更大，工作电压也更高，这为深层高压页岩气的开发提供了更为有力的支持。此外，我国压裂设备在结构形式上也展现出多样化的特点，包括撬装式、车载式、半挂车式等多种方式。

电驱压裂设备凭借其显著的技术优势，展现出广阔的发展前景。作为未来压裂技术的发展趋势，电驱压裂设备在高压大功率变频技术等方面虽与国际先进水平存在一定差距。但我国正积极缩小这一差距。在北美，电驱压裂市场普遍采用燃气轮机发电，利用井口气作为原料，有效降低了成本。相较之下，我国电驱设备在电网基建方面投入较大，导致用电成本相对较高。这些因素限制了电驱压裂设备的光放应用，目前仅有少数井场实现了全电动压裂。

总体而言，我国在非常规油气勘探开发领域取得了显著的技术进步，特别是在深层页岩油气开发方面，经济性问题正逐步得到解决。对于非常规油气开发，我国的核心优势在于制造业产业链完整，核心设备技术领先。同时，国家政策对非常规油气勘探开发的核心技术攻关给予了大力支持，这为技术创新创造了良好的政策环境。随着技术的持续完善和成熟，相信我国非常规油气勘探开发的成熟度和经济性将不断提高，非常规油气的产业化脚步将不断加快。

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三、勘探技术企业

1、Schlumberger（斯伦贝谢公司）

斯伦贝谢公司成立于1926年，是一家全球领先的油田技术服务公司，已于纽交所上市（股票代码：SLB.N）。作为全球最大的油田技术服务公司之一，斯伦贝谢公司的业务遍及全球。其不仅为客户提供油气田综合服务和解决方案，更将信息技术和网络解决方案拓展至油气行业之外。其致力于技术创新和研发，不断推动油田服务行业的技术进步和效率提升。

2、Halliburton（哈里伯顿公司）

作为全球领先的油田服务供应商，哈里伯顿（Halliburton）以其创新技术和专业服务，在全球能源领域占据着举足轻重的地位。其总部位于迪拜和休斯敦，业务遍布全球70多个国家和地区，拥有数百个子公司、分支机构、品牌和部门网络。服务于全球100多个国家的国家石油公司、跨国石油公司和服务公司，并为其提供钻井、完井设备、井下和地面各种生产设备、油田建设、地层评价和增产服务等。

3、Baker Hughes（贝克休斯公司）

贝克休斯公司（Baker Hughes），是美国国际工业服务公司，也是全球最大的油田服务公司之一。其总部位于休斯敦，主要为石油和天然气行业提供全面的服务与解决方案，主要包括：石油钻探、地层评估、完井生产和油藏咨询等多个环节。

贝克休斯公司的历史最早可以追溯到20世纪初，由休斯工具公司（HughesTool Company）（成立于1908年，专注于钻头制作）和贝克石油工具公司（Baker Oil ToolCompany）（源自1928年的贝克套管鞋公司）的合并发展而来。在1987年，面对石油供应过剩的挑战，贝克国际收购了休斯工具公司，于是成立了贝克休斯公司。

贝克休斯致力于油田生产服务的全方位发展，其宗旨是通过创新技术提高石油工业作业效率，提升油气藏的最终采收率。

4、杰瑞股份（002353.SZ）

烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司(简称“杰瑞集团”)成立于1999年，是一家创新驱动的多元化产业集团,业务覆盖高端装备制造、油气工程与技术服务、环境治理、新能源、工业互联网协同创新、无代码数字孪生设计器、大健康及养老产业等领域，旨在为客户提供有竞争力、安全可靠值得信赖的产品、服务与系统化解决方案。杰瑞集团曾分别入选2019年、2022年胡润中国500强民营企业。2023年9月，2023胡润中国能源民营企业TOP100发布，该公司位列第59位。

主营业务：

A.油气田装备研发制造

作为油气田成套装备制造商，杰瑞的优势在于向客户提供全套油田开发解决方案和模块化交付，并不断基于非常规能源开发和海工应用推出尖端产品。杰瑞的固井、压裂、连管、液氮、压缩机等上千台油气装备已应用于世界各大油田。

B.油气田工程建设服务

杰瑞拥有全球设备采购资源，掌握各种模块化施工建造实践经验，并形成了以天然气净化技术、LNG技术为代表的工程实力。杰瑞致力于成为一家集工程项目咨询、工程设计、工程总承包于一体的国际化EPC工程公司。

C.油气田技术服务

作为中国第一家通过API QHSE一体化整合管理体系认证的公司，杰瑞专注于为全球油气田勘探开发提供一体化综合解决方案及服务，主要业务包括智慧油田解决方案、地质及油藏研究服务、钻完井一体化技术服务、油气田增产技术服务、采油技术服务、油气田运维管理服务、井下工具。

D.新能源电池负极材料

杰瑞致力于新能源电池负极材料包括人造石墨、硬碳/软碳的研制，以基础材料的潜心探索支持新能源电池的品质提升。

E.环保一体化服务和工程

杰瑞在油田环保领域拥有超过十年的现场作业经验。凭借自主研发的环保设备、高附加值的解决方案，杰瑞为合作伙伴提供储油罐自动机械清洗和罐底油泥回收的环保一体化解决方案，解决油气田固体废弃物和城市环境污染带来的挑战。

5、德石股份（301158.SZ）

德州联合石油科技股份有限公司（简称“德石股份”）位于山东省德州市经济技术开发区晶华大道南段，公司始建于1961年。该公司主要从事石油钻井专用工具及设备的研发、生产、销售及租赁，开展定向钻井、水平钻井的工程技术服务，提供电镀等表面技术服务。其中，钻井专用工具为以螺杆钻具为主的多种钻具产品，钻井专用设备主要包括井口装置和钻井装备，主要服务包括公司产品的租赁、维修及提供石油钻井工程技术服务。公司拥有先进的产品加工和检测设备，取得API、ISO9001（DNV）、HSE等多个体系认证，产品覆盖国内各大油田，并出口到多个国家和地区，在国际、国内石油石化行业享有很高的声誉。

6、迪威尔（688377.SH）

北京迪威尔石油天然气技术开发公司（简称“迪威尔”）是一家全球知名的专业研发、生产和销售油气设备专用件的供应商，目前已形成井口装置及采油树专用件、深海设备专用件、压裂设备专用件及钻采设备专用件为主的四大产品系列，在其主营产品领域是国内少数能同时进入多家全球大型油气设备制造商采购体系的供应商之一，产品已广泛应用于全球各大主要油气开采区的陆上井口、深海钻采、页岩气压裂、高压流体输送等油气设备领域。公司目前已与FMC、Cameron、AkerSolutions、GEOil&Gas、WeirGroup等国际主要的油气设备制造商建立了长期、稳定的战略合作关系，行业地位突出。公司在深海油气钻采设备零部件制造技术、热反挤压成型技术、精密成形技术、热处理工艺技术、超声波探伤技术、计算机辅助工艺开发技术等领域具有深厚的技术积累，具备为全球大型油气技术服务公司提供高抗腐蚀性、高承压性、高环境适应性油气设备专用件的资质和能力。