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米博体育官网张书通等:中国油气钻井业务现状及高质量发展建议

发布时间:2023-08-25 04:45人气:

  米博体育 米博平台米博体育 米博平台页岩油气、致密油气、煤层气等非常规能源与常规能源研究平台,提供能源咨询、调研、科技评价与信息服务。

  创刊于1993年,由新闻出版总署批准国内外公开发行,领域覆盖能源经济、地缘政治、国际关系等多学科,专注于油气能源经济问题研究,致力于成为行业深度观察者,打造思考者学术交流平台。

  摘要:中国油气钻井业务形成了三大石油集团油服公司主导、多家民营企业拓展壮大的竞争格局。各油服企业之间成本和效率存在巨大差异。国际油服公司在中国境内的业务为中国油服企业树立了技术与管理方面的标杆。国企油服公司主要得益于来自母公司自有市场的保障,民营油服公司的市场占有率不高,国际油服公司的高附加值业务占比较大。持续降本增效是未来钻井业务发展的必然趋势,数字化转型是助力钻井业务高质量发展的重要手段。

  随着油气勘探开发对象向深层、低渗透、非常规领域转移,中国钻井业务在管理机制、科技创新、技术服务等方面与规模有效勘探开发需求不适应的问题日趋突出。中国企业钻井业务发展存在面对复杂勘探开发对象的技术适应性有待提升、缺乏合理的共享共赢机制、钻井企业高附加值业务比例偏低等主要问题。建议完善科技研发与应用机制,在非常规油气项目中建立互利共赢发展模式,探索绿色低碳可持续发展模式。

  中国油气领域新钻井约2万口,钻井投资超过2200亿元,加大钻井业务始终是实现油气增储上产、保障国家能源安全的重要手段。近年来,中国各钻探企业发挥专业优势,技术创新水平和服务保障能力持续增强,为中国油气增储上产做出了突出贡献。但是,随着油气勘探开发对象向非常规、深层、低渗透、深海领域转移,中国油气钻井业务整体处于亏损边缘,管理机制、科技创新、技术服务等方面与规模有效勘探开发需求不适应的问题日趋突出,有必要探索研究如何进一步破解中国钻井业务高质量发展的瓶颈,持续提升钻井业务的技术适应性和服务保障能力。

  经过多年的发展,中国油气钻井业务形成了三大石油集团油服公司主导、多家民营企业拓展壮大的竞争格局。以中国石油天然气集团有限公司(简称中国石油)为例,按照集约化、专业化、一体化整体协调发展思路,集团对下属油气钻井业务进行了重组,形成了川庆钻探、西部钻探、长城钻探、渤海钻探和大庆钻探5家专业化钻探企业,由中国石油集团油田技术服务有限公司(简称中油技服)进行归口管理与业务指导。重组以来,各子企业发挥专业优势,服务保障能力持续增强,为母公司增储上产做出了突出贡献。

  在作业市场方面,国企油服公司中国石油集团油田技术服务有限公司、中石化石油工程技术服务有限公司(简称中石化油服)和中海油田服务股份有限公司(中海油服)分别主要服务于各自的母公司——中国石油、中国石化和中国海油,稳定了各公司勘探开发需求的基本盘;民营企业安东、中曼、宏华、杰瑞与科瑞等公司作为国企油服企业的重要和有益补充,在钻井服务、装备制造、数字化技术方案方面均取得了突出成绩,在某些领域甚至引领了技术发展。

  在作业能力方面,各油服企业之间成本和效率存在巨大差异。以某盆地致密油开发为例,对比同一层系的两个致密油开发项目,区块南部的项目通过钻井队伍市场化招标、项目制管理,将水平井钻井费用控制在400万元/口左右,比条块管理下北部的项目钻井费用低近50%;“十三五”期间,西部某盆地6000米以上的超深、高温(180度以上)、高压(180兆帕)环境平均建井周期为350天,比相邻盆地同等深度井的钻井周期多138天;西部某页岩油开发项目有多家钻井公司作业,其中部分钻探企业每台钻机年均钻井约2口,而同区块相邻的其他钻井队伍每台钻机年均钻井可达到4~5口,效率差异巨大。

  在国际油服公司方面,国际油服公司钻井业务遍布中国各大盆地和海上区块,技术服务质量和能力得到油田公司认可,近年来业务范围进一步拓展,已由最初的钻井技术服务商转变为一体化技术方案供应商,为中国油服企业树立了技术与管理方面的标杆。国际油服公司依托自身技术优势,在四川盆地页岩气、山西煤层气等的开发方面发挥了重要作用,代表先进装备的旋转导向系统为非常规油气资源规模效益开发提供了利器,也为中国油服企业提供了科研攻关的动力;精细管控模式同样是国际油服公司高效生产作业的关键,斯伦贝谢公司在鄂尔多斯盆地精耕细作、细节管控、规范管理的模式,也是中国油服企业近年来不断推行的管理模式。

  2021年,中国在作业钻机为3000余部,作业工作量为4000余万米,各企业工作量相对饱满,钻机动用率高。“十四五”期间,随着四川、塔里木等西部盆地油气上产需求增大,钻井业务依然将有较大的发展空间。

  由于历史沿革、经营目标和发展战略不同,各公司在钻井业务中除钻机钻井外的其他延伸服务内容也不尽相同。根据公开统计数据,各公司没有分固井、测井、录井、压裂等业务结构的详细数据,因此该部分数据采用了油服企业整体数据,不仅包括了钻井数据,还包含了建井相关的压裂、钻井液、油田技术方案等数据,2019-2021年国内外各油服企业收入与利润情况见表1。

  由于中油技服不是上市公司,无法从公开渠道获取其业绩指标,本文以中石化油服和中海油服为国企油服代表开展重点分析。从表1可见,2020年国企油服公司受油价下跌及疫情的影响较小,利润均为正值,这主要得益于来自各自母公司自有市场的保障(中海油服、中石化油服约在90%以上)。其中,中石化油服钻井业务占比超过50%,中海油服相对偏向于技术服务,由于海上作业服务价格高、海外市场开拓较好,2020年中海油服实现净利润27.18亿元(含收到挪威艾奎诺,即原挪威国家石油公司支付的和解收入1.88亿美元),净利润率为9.4%,高于中石化油服,盈利能力较好。2021年,中石化油服业绩基本稳定,中海油服受大宗商品价格上涨、阶段性减免政策取消等的影响,利润降幅较大,但利润率依然位列国企油服公司首位。虽然国企油服公司在利润率方面与国际油服公司、部分民营油服公司有一定差距,但是其作为各自母公司增储上产的保障力量,承担了更多的社会责任,对于稳定中国油气开发基本面、保障国家能源安全具有重要意义。

  在民营油服公司中,以钻井业务为主的安东、海隆公司市场占有率不高,2019年以来处于微利状态,尤其是2020年受疫情影响一度出现亏损。以油气服务为主的宏华集团近年来利润情况不容乐观,尤其2021年受海外钻机订单减少影响,国际市场业务下滑,出现亏损。以装备制造为主的杰瑞公司经济效益较为突出,由于其灵活的市场应对机制、有效的激励措施和研发能力,以及海外市场快速拓展等因素(海外市场占其收入的71%),杰瑞公司2019年以来收入与利润处于稳中有增的状态,2021年收入高达87.76亿元,净利润达到15.86亿元,利润率约为20%,为中国企业最高。民营油服公司由于各自发展战略和经营目标存在差异,整体业务中技术服务、装备销售、技术方案等占比不同,在油气市场周期波动的大环境下,展现出不同的企业业绩。

  相对来说,斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯三大国际油服公司85%的收入来自技术服务及其关联业务,钻井业务普遍不是收入主体,例如斯伦贝谢公司钻井业务仅占其主营收入的1.6%。2020年受油价波动、上游业务工作量压减、疫情以及大规模收购等因素影响,三大国际油服公司均处于亏损状态,但在业务结构上,其高附加值业务占比较大,技术水平及国际化竞争力仍优于中国国企油服公司。2021年,国际油价走高,以高附加值业务为核心、以高端技术服务为经营战略的三大国际油服公司优势明显,一举实现扭亏为盈,米博体育 米博官网充分说明了高端技术是提升油服企业竞争力、实现高质量发展的关键。

  近年来,在工程技术服务市场化推进和油价震荡低位的双重影响下,钻井作业价格逐年下降,市场竞争异常激烈,各企业钻井业务处于亏损边缘。同时,中国陆上油气资源向非常规、深层、低品位等领域发展,在国家要求加大勘探开发力度的背景下,深井钻机难以满足要求,也面临着钻机逐渐老化、故障率高、技术性能下降、组合能力差、生产时效低等问题。

  母公司一体化优势是国企油服公司钻井业务发展的坚强保障,为其提供了充足的资金支持及市场保障。“十三五”期间,母公司继续支持各下属油服公司钻井业务快速发展,更新钻机百余部,新购压裂车组超过100万水马力。近年来,在母公司上游业务,特别是页岩油气等资源开发快速发展的带动下,国企油服公司的钻井业务实现了装备快速更新和技术大幅提升,取得了低油价下的利润新高,避免了国际油服公司的巨额亏损。国企油服公司的钻井业务在中国境内服务于母公司下属各油田,境外主要依托母公司海外勘探开发合作区块,母公司一体化优势为其发展提供了强有力的保障。中国地貌情况复杂、资源及油气藏类型多样,为钻井业务提供了多种科研攻关领域和试验样本,支持国企油服公司在中国境内发展的同时拓展海外市场,是业务发展的有利条件。

  一是随着油气资源品质劣质化,要实现油气资源效益开发必须降低动用成本,倒逼钻井企业降低钻井价格。二是市场化改革持续推进,钻井技术服务价格将长期保持在较低水平。三是国内外油服企业的科技创新促进勘探开发成本降低,进而降低钻井价格。“十四五”期间油气业务投资成本硬下降的大趋势,是实现油气田高质量发展的主要措施和方案之一,因此更优、更快、更高的服务水平和更低的价格是钻井企业获取市场并实现发展的必然出路。

  美国国内钻机数量约为1000部,支撑了美国页岩油气革命,对全球油气行业影响深远。中国页岩油气产量远小于美国,但是钻机量超过3000部,除了地质结构、地层岩性、钻井井深方面的差异以外,钻机机械钻速低、月速低、年进尺低是一个不争的事实。如果钻机整体提速20%,相当于在保障同样作业工作量的情况下,钻机需求数量下降20%。随着油气资源勘探开发向低品位-非常规转化,为实现资源效益开发,必须实现钻井提速,提高作业效率,降低运营成本,进而降低资源动用成本,不断提高储量的动用效果。

  近5年来,国际油服公司加大对数字化技术的投资,朝着数字化、智能化、自动化、标准化方向快速前进,形成了新的技术壁垒和高利润业务,标志着油服行业总体商业战略的转变。以斯伦贝谢为例,近年来该公司积极利用云计算、数据分析、机器学习、人工智能等新技术融合数据和业务流程,满足客户的需求;积极推进数字化转型和智能化发展,推进数字化技术、硬件设备、软件应用程序和专业领域知识的一体化整合,助力客户加快数字化转型进程。2019年至今,先后有伍德赛德能源有限公司(Woodside Energy)、阿布扎比国家石油公司(ADNOC)、奥地利油气集团(OMV)、埃及石油部与斯伦贝谢签订了技术合作协议。

  钻井行业自动化、数字化、智能化是未来行业发展必然趋势,是破解人力不足、劳动效率不高等结构性矛盾的有效手段,更是世界石油工业发展的必然趋势和必然选择。中国钻井业务多年发展中积累了大量的数据资产,持续做好数字化、智能化、信息化融合,盘活大量存量钻井、录井、测井、测试、压裂等井筒资料,将复杂庞大的数据量转变为有效的数据资产,是实现中国钻井业务高质量发展的重要手段。

  目前,中国常规油气钻井技术较为成熟,但在复杂多压力系统、破碎性不稳定地层、超高温高压深井、高含硫地层等方面的钻完井技术仍有待提升。例如,某西部盆地深层钻井复杂,事故偏多,近年来实施了近10口风险探井,仅1口获得工业气流,其余风险探井均因工程报废或深层遭遇复杂事故提前完井,影响了勘探发现。中国自主研发的旋转导向系统已经应用于页岩气开发,但高温高压环境下产品的稳定性和适应性不足,高造斜率产品尚未开发成功,设备运行可靠性有待进一步提高。此外,部分技术还存在不适应的情况,勘探开发“卡脖子”问题未能有效突破,超深井、风险探井作业能力不足;个性化钻头、旋转导向、提速工具等对外依赖程度较高,国产钻头及提速工具在深部难钻地层效果不佳,与进口工具差距较大;复杂区块解决井漏技术措施不足,事故复杂管控需持续加强。

  当前钻井公司以工作量作为费用结算的依据,造成企业过分强调工程目标、工程量的完成情况,对储层保护、实施效果等方面重视度不够,尤其当前中国油气资源品质日益恶劣,对钻井成本和技术提出了更高要求,钻井企业对高成本新技术应用的积极性不高,尚无法完全建立与油气公司目标一致、利益共享的合作机制。

  在低油价下,油田公司硬性压减单井投资,导致部分钻井企业不得不降低施工质量,从而影响单井产量。中部某盆地气田为降低钻井成本,单井钻井液成本为12万元,最终单井产量在1万立方米/日。在相同区块和相同地质构造的情况下,斯伦贝谢公司钻井采用复合泥浆,单井钻井液成本为60万元,最终单井产量在3万立方米/日,客观说明了硬性降成本难以实现油气资源高效开发。单井产量降低又导致油田公司难以实现效益开发,持续开展硬性成本压降,容易形成“降成本-低产-再降成本-更低产”的恶性循环。

  与国际油服企业相比,中国钻井企业业务结构不尽合理,高附加值业务比例偏低。以中油技服和中石化油服为例,虽然业务链比较完整,但主营业务中近50%的收入来自陆地钻完井承包业务,高端业务占比不足30%;高附加值的固井、钻井液、定向井、测井业务以及市场潜力大的压裂酸化、连续油管等业务不到全球市场份额的10%,且大多数来自母公司,相比斯伦贝谢公司24.8%的市场份额,差距较大。民营企业市场化运作灵活,但是在中国通常作为三大国企油服公司的补充,在国外也多数为低附加值业务,一体化技术解决方案、数字化油田服务等高附加值业务占比较低。

  为进一步落实国家高质量发展要求,努力实现油气增储上产,打造“发展协调、创新驱动、成果共享”的良性发展模式,持续保障国家能源安全,针对中国油服企业,尤其是国企油服企业,提出以下发展建议。

  加快国产关键核心技术和设备攻关,支撑勘探开发业务稳健发展。一是攻关钻井“卡脖子”技术。加强深层超深层、非常规油气钻完井技术和超深高温高压技术攻关,开展非常规、高温、小井眼、长水平井“一趟钻”技术研发,持续破解技术难题,打造钻井提速新技术,稳步提高储层钻遇率,提高钻机设备周转率,变相提高设备数量,保障油气勘探开发需求。二是强化提速工具及技术研究,打造个性化钻头,提高机械钻速和行程钻速,延长使用寿命;攻关抗高温、抗压钻井工具;持续优化旋转导向,提高设备性能;持续提升自动化、智能化钻机水平,提升作业效率,强化设备保障。三是加快研发革命性提高井下至地面的信息传输速度的技术,提升井下测量装备的准确性和可靠性。

  持续强化科研力量,做好钻井科研攻关总体设计,实现科学有序的技术升级和储备接替体系。持续推进科研成果转化,以合同方式合理界定甲乙双方在科技成果应用中的关系和各自承担的风险责任,研究制定有效的科技成果应用激励措施,鼓励油气田企业应用技术成果,形成“研发-制造-应用”良性循环,破除成果转化的壁垒。

  中国一些企业在页岩气开发方面进行了风险合作模式探索,实践证明风险合作模式对于发挥甲乙方各自优势、完善地质工程一体化,形成风险共担、利益共享的协同机制,推动非常规油气资源规模效益开发具有重要作用。未来,在非常规油气新区块、新项目开发中,国企油服公司可以积极践行“1+N”等多种合作模式,加快推行“一全六化”管理(全生命周期、一体化统筹、专业化协调、市场化运作、社会化支持、数字化管理、绿色化发展),带动钻探企业积极性,利用其自身优势,做实地质工程一体化。在部分非常规油气项目开发试验阶段探索以油田公司为主导的生产组织模式,从生产实际出发,突破单一成本限制,不断优化学习曲线,为后续资源规模开发建立技术及投资标准。

  一是增加高附加值业务。国际油服公司2021年扭亏为盈,说明高附加值业务是油服企业高质量发展的关键。中国油服企业要培育高附加值业务,加快智能导向等高端工具、仪器的定型化、标准化和产业化;优选连续油管、气井带压作业、井筒工具、化学助剂等潜力业务,搭建平台,完善配套政策,对渐进成熟的技术和产品,加快实施专业化应用,打造具有较强竞争力和创效力的高端业务,增加高附加值业务比例。

  二是践行绿色、环保发展新模式。一方面持续推动钻探设备电代油、气代油的推广应用,以某钻探公司为例,“十三五”期间该公司累计实现替代柴油13.8万吨,减少碳排放11.4万吨,节约费用2.8亿元。另一方面实现入井流体清洁化,构建产品质量与环保标准,对入井流体进行质量检测;围绕钻井液及井场废弃物处理形成专业化、产业化和规模化的业务发展格局,挖掘一体化产业链价值。

  三是探索新能源转型发展新模式。目前,中国一些钻探企业在地热领域已经取得了实践成果,部分海洋钻探企业在可燃冰方面也有一定的积累;国企油服企业的母公司拥有数十万口油水井的相关地质资料,在高温地热资源开发中具有独一无二的优势。建议国企油服公司在干热岩等高温地热、可燃冰等新能源方面持续发力,根据企业发展战略进行整体规划、稳步推动,降低碳排放,探索新能源转型,实现企业高质量绿色可持续发展。

  注:本文原载《国际石油经济》期刊(2022-07),本文呈现内容略有调整,具体以正式刊发为准。

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