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1、. .美国Marcellus页岩气资源的经济性分析文/高世葵X文丽殷诚，中国地质大学据美国能源信息署(EIA)2013年的资料,中国页岩气技术可采资源量为31.57万亿 m3,居世界首位,开展潜力较大。随着2012年中国页岩气“十二五规划的发布及一系列支持政策的出台,包括中石油、中石化、中海油和延长石油在内的国内四大石油公司率先开展了页岩气勘探开发实践并已取得重要突破,中国华电、国开投、*等企业也积极投身页岩气勘探开发并取得了局部矿权,*、*、*等地方政府那么迅速组建了相关机构力求有所开展。由此可见,国内页岩气热已成必然趋势。对工程进展经济分析,不仅可以为投资决策提供科学合理的依据,在工程或方
2、案比选中起到重要的作用,而且还可以促进产业政策的实现、促使产业构造与规模构造合理化,从社会范围内实现人、财、物等资源的优化配置,意义十分重大。因此,在投资油气资源工程时,需要进展经济分析。与常规油气资源相比,作为非常规天然气资源之一的页岩气具有开采本钱高、钻探工程工艺技术复杂、生产过程产量递减快、最终产量不易准确预测等特点,使得页岩气资源开发风险大,科学决策更加不易。因此,对页岩气资源的经济性分析就显得尤为重要。目前,国内外针对页岩气资源的经济性研究都较少。为此本文以北美已实现商业开采的页岩气区带之一的 Marcellus页岩气区带为例,进展页岩气资源的经济性分析与研究,以期从经济的视角来探讨
3、开发页岩气资源的价值和风险。1 Marcellus页岩气区带经济参数Marcellus页岩气区带位于美国东部的阿巴拉契亚盆地,页岩面积约24.28万km2。该区带分为2个核心区:东北核心区主要产干气;西南核心区处于湿气窗,产凝析油和天然气凝液(NGL)。Marcellus页岩气可采资源量为5.3万亿 m3,可供给全美20多年的天然气消费量。Marcellus页岩气区带的第一口页岩气井完钻于1880 年,该井位于纽约州 Ontario郡的Naples。由于 Marcellus页岩气区带在北美拥有技术可采资源量最大、产量增长最快的特点,迄今为止已吸引了120多家大大小小的能源公司参与页岩气勘探开发
4、。本次研究选取了 Marcellus页岩气区带内的 11家主要能源公司(表1),对这11家具有典型代表性的能源公司从2011年第二季度到2012年第三季度的页岩气开采数据进展了系统采集与分析,最终得到了Marcellus页岩气区带的经济参数简表(表2)。2 Marcellus页岩气经济性分析本研究以净现值(NPV,NetPresentValue)为经济评价指标,进展现金流量分析,在此根底之上,进展敏感性分析,分析流程如图1所示。2.1 样本分组页岩气的资源等级本身就是影响其经济性的根本因素之一。单井初始产量是页岩气资源等级划分的标准之一,也是判断页岩气井能否收回投资最主要的因素,因此对单井初始
5、产量递补减规律的准确预测十分重要,所以需要对其进展专门的分析。根据 Marcellus页岩气区带内11家主要能源公司大量的单井30天的平均初始产量的分布绘制其初始生产量(IP)概率分布图(图2)。从图2可以看出:约65%的井IP4百万ft3/d(1ft3=0.0283168m3,下同),约40%的井IP6百万ft3/d,只有不到8%的井IP8百万ft3/d,不到3%的井IP10百万ft3/d。将单井初始产量按由高到低的序列排列,并取其第10%、50%、90%的初始产量数据为节点,把页岩气资源划分为 P10、P50、P90这3个等级。其中 P10为高产井,IP 为 7.9百万ft3/d,对应 E
6、UR(最终采收量)为90亿ft3;P50为中等产量井,IP 为4.66百万ft3/d,对应EUR 为47.6亿ft3;P90为低产井,IP 为3.52百万ft3/d,对应 EUR 为 39.7亿ft3。以此3个资源等级展开如下页岩气经济性分析如图1所示。2.2 经济参数范围设定为进展页岩气资源的敏感性分析,需要对相关的经济参数的范围设定。根据Marcellus页岩气区带中11家公司的统计数据并结合整个北美的情况,相关经济参数的设定范围如表3所示。开发本钱以单井为单位计算,在本研究中计为单井投资,根据 Marcellus页岩气区带中11家主要公司的统计数据,开发本钱平均为5.44百万$,综合考虑
7、该区带内众多其他公司及整个北美地区的页岩气单井投资情况,将开发本钱的范围设定为2.5百万10.5百万$。气价是影响页岩气经济效果的最重要因素之一,它具有极大的不稳定性,会受到季节、供需及其他事件(如地震、飓风等)等的影响。根据 EIA 公布的2011年2012年的天然气价的波动情况,将气价的最小值设定为2 $/千ft3,最大值设定为6 $/千ft3。各公司在 Marcellus页岩气区带的资源税率多数为15%,综合考虑整个北美地区的资源税率,将页岩气资源税率变动范围设定为10%30%。操作本钱和折现率的设定范围综合了 Marcellus页岩气区带东北和西南两个核心区的数据,其中操作本钱的设定范
8、围为13 $/103ft3,折现率的设定范围为 7.5% 12.5%。同理,井距的范围设定为60120英亩/井。2.3 单井经济性测算现金流量分析是从现金的流入和流出情况来分析把握企业或工程在一定期间内的经营、投资和筹资活动所产生的现金流量。本次研究中,采用的计算现金流量方法简化为:现金流量=总收入-资源税-开发本钱-操作本钱-税收,即NCF =GR -ROY -CAPEX -OPEX -TAX式中 NCF 表示现金流量;GR 表示总收入,等于产量与气价之乘积;ROY 表示资源税,是最主要的矿区资源使用本钱,资源税率上下由政府规定;CAPEX 表示开发本钱,以单井为单位,以钻井、完井本钱为主,
9、还包括土地征用、开采设备、管道建立等费用;OPEX 表示操作本钱,包括生产本钱、综合管理费等,操作本钱与产量密切相关;TAX 表示向政府交纳的税费。本研究采用 NPV 作为页岩气经济分析的指标,NPV 的计算方法为:NPV =NCFt/(1+k)t式中 NCF 表示现金流量,k 表示基准折现率,在研究中取10%,t表示时间。2.4 主控因素确实定为了确定影响 NPV 值的参数(即主控因素)及其作用程度,本研究在分析现金流量的根底上,以 NPV为指标进展各参数敏感性分析,根据不同参数的变化所带来的 NPV 的变化(率)而确定其主控因素。敏感性分析基准方案为:气价4$/千ft3,单井初始产量5百万
10、ft3/d,操作本钱1.5 $/103ft3,开发本钱5 $/千ft3,资源税率15%,根据基准方案而计算的 NPV为1.02百万$。把气价、初始产量、操作本钱、开发本钱和资源税率的参数值分别进展20%、40%、60%的上下变化,计算由此导致的 NPV 的变化,分析结果如表4及图3所示。基于上述敏感性分析,按ki =ai/5i=1ai 关系,分析每种因素对 NPV 的影响程度,其中ki为影响程度,ai为NPV 变化率的绝对值。根据表4的计算,各因素的影响程度依次为:页岩气价格,对 NPV 的影响程度达38%;本钱,包括开发本钱与操作本钱,对NPV 的影响程度达34%,其中开发本钱的影响程度为1
11、9%,操作本钱的影响程度为15%;初始产量,对NPV 的影响程度为24%;资源税率,对 NPV 的影响程度仅为4%。由此确定出影响页岩气开发经济价值的3大主控因素为价格、本钱和初始产量。2.5 经济评价图版建立经济评价图版的构建是指通过敏感性分析不确定性因素带来的经济效果的变动,寻找经济边界,绘制出包含这种经济边界的图示模版。显然上述3大主控因素都属于不确定性因素,此外虽然资源税率对 NPV的影响程度只有4%,但由于其人为可控性使得对资源税率的研究能指导政府相关政策的制定。因此,本研究也把资源税率也作为不确定性因素,一并构建评价图版。此外,本研究对产量这一不确定性因素进展分析时,是基于所划分的
12、3个资源等级而建立经济评价图版的。2.5.1 气价开发本钱的经济评价图版气价开发本钱的 NPV 敏感性分析:在不同气价下,3个资源等级的页岩气开发本钱不同时的 NPV变化如表5所示。基于表5绘制的气价开发本钱经济评价图版如图4所示。当气价为2$/千ft3 时,只有 P10井在开发本钱小于2.5百万$时才具经济性;当气价为3 $/千ft3 时,P10井在开发本钱小于6百万$、P50井在开发本钱小于3百万$、P90井在开发本钱小于2.6百万$时具有经济性;气价为4$/千ft3时,P10井在开发本钱小于9百万$、P50井在开发本钱小于4.8百万$、P90井在开发本钱小于4.6百万$时具有经济性;气价
13、为5 $/千ft3 时,P10井全部具经济性、P50井在开发本钱小于6.6百万$、P90井在开发本钱小于4.6百万$ 时具经济性;气价为6$/千ft3时,P10井全具经济性、P50井在开发本钱小于8.6百万$、P90井在开发本钱小于6.5百万$时具经济性。2.5.2 气价操作本钱的经济评价图版用同样的方法,确定在不同天然气价位下,3 个资源等级的页岩气井在不同操作本钱时的 NPV 变化,绘制气价操作本钱的经济评价图版(图5)。当气价为2 $/千ft3 和3 $/千ft3 时,3个资源等级的页岩气井都不经济;当气价为4 $/千ft3 时,只有P10资源等级的页岩气井经济,P50、P90资源等级的
14、井都不经济;当气价为5 $/千ft3 时,P10资源等级的井都经济,P90资源等级的井都不经济,而 P50资源等级的井在操作本钱低于2.4 $/千ft3 时经济;当气价为6 $/千ft3时,P10、P50 资源等级的井都经济,而 P90资源等级的井在操作本钱低于2.6 $/千ft3时经济。2.5.3 气价资源税的经济评价图版在不同天然气价位下,3种资源等级的页岩气在不同资源税率下的净现值的变化,绘制相应的气价资源税经济评价图版,如图6所示。气价为2 $/千ft3 和3 $/千ft3 时,所有资源等级的井都不经济;当气价为4 $/千ft3 时,P10资源等级的井在资源税率低于28%时经济,但P5
15、0、P90资源等级的井都不经济;当气价为5 $/千ft3时,P10资源等级的井经济,P50资源等级的井在资源税率低于15%时经济,P90资源等级的井不经济;气价为6$/千ft3 时,P10、P50资源等级的井都经济,P90资源等级的井只在资源税率低于12%时经济。2.6 Marcellus区带经济性分析为了提醒整个 Marcellus页岩气区带的经济性,根据 EIA(2013年)公布的2011年2012年美国的页岩气价格的波动情况,以气价为3.5 $/千ft3 和4.5$/千ft3 为代表,分析整个区带 NPV 分布并测算出NPV 的期望值,如图7所示。当气价为3.5$/千ft3时,Marcellus页岩气资源的 NPV 的期望值为-0.37百万$(SD=1.32),其中 P10资源等级的井都经济,P50资源等级的井仅有40%经济,P90资源等级的井只有24%经济;当气价为4.5 $/千ft3 时,Marcellus页岩气资源的 NPV 的期望值为1.62百万$(SD=2),P10和 P50资源等级的井都经济,P90资源等级的井有82%经济。3 结论与建议3.1 页岩气资源的经济分析1)页岩气资源经济性分析不同于常规天然气,不仅要通过净现金流量法来计算是否具有经济效益,更重要的是需通过敏感性分析确定经济边界。其经济评价流程为:依据单井初始产量对页岩气井进展分组;确定影
