美国Marcellus页岩气资源的经济性分析

美国Marcellus页岩气资源的经济性分析文/高世葵朱文丽殷诚，中国地质大学据美国能源信息署(EIA)2021年的资料,中国页岩气技术可采资源量为万亿m3,居世界首位,进展潜力较大。随着2021年中国页岩气“十二五”计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冲破,中国华电、国开投、神华等企业也踊跃投身页岩气勘探开发并取得了部份矿权,四川、重庆、辽宁等地址政府那么迅速组建了相关机构力求有所进展。由此可见,国内页岩气热已成必然趋势。对项目进行经济分析,不仅能够为投资决策提供科学合理的依据,在项目或比选中起到重要的作用,而且还能够增进产业政策的实现、促使产业结构与规模结构合理化,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,在投资油气资源项目时,需要进行经济分析。与常规油气资源相较,作为超级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、生产进程产量递减快、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,科学决策加倍不易。因此,对页岩气资源的经济性分析就显得尤其重要。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,进行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开发页岩气资源的价值和风险。1Marcellus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,页岩面积约万km2。该区带分为2个核心区:东北核心区要紧产干气;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万亿m3,可供给全美20连年的天然气消费量。Marcellus页岩气区带的第2Marcellus页岩气经济性分析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页岩气本研究以净现值(NPV,NetPresentValue)为经济评判指标,进行现金流量分析,在此基础之上,进区带在北美拥有技术可采资源量最大、产量增加最快的特点,迄今为止已吸引了120多家大大小行灵敏性分析,分析流程如图1所示。小的能源公司参与页岩气勘探开发。本次研究选取了Marcellus页岩气区带内的11家要紧能源公司(1),对这11家具有典型代表性的能源公司从2020年第二季度到2021年第三季度的页岩气开采数据进行了系统搜集与分析,最终取得了Marcellus页岩气区带的经济参数简表(表2)。开发本钱以单井为单位计算,在本研究中计为单井投资,依照Marcellus页岩气区带中11家要紧公司的统计数据,开发本钱平均为百万$,综合考虑该区带内众多其他公司及整个北美地域的页岩气单井投资情形,将开发本钱的范围设定为百万百万$。气价是阻碍页岩气经济成效的最重要因素之一,它具有极大的不稳固性,会受到季节、供需及其他事件(如地震、飓风等)等的阻碍。依照EIA发布的2020年—2021年的天然气价的波动情形,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域的资源税率,将页岩气资源税率变更范围设定为10%~30%。操作本钱2.1样本分组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,其中操作本页岩气的资源品级本身确实是阻碍其经济性的全然因素之一。单井初始产量是页岩气资源品级钱的设定范围为1~3$/103ft3,折现率的设定范围为7.5%~12.5%。同理,井距的范围设定为划分的标准之一,也是判定页岩气井可否收回投资最要紧的因素,因此对单井初始产量递补减规60~120英亩/井。律的准确预测十分重要,因此需要对其进行专门的分析。2.3单井经济性测算依照Marcellus页岩气区带内11家要紧能源公司大量的单井30天的平均初始产量的散布绘制现金流量分析是从现金的流入和流出情形来分析把握企业或项目在一按期间内的经营、投资和其初始生产量(IP)概率散布图(图2)。从图2能够看出:约65%的井IP>4百万筹资活动所产生的现金流量。本次研究中,采纳的计算现金流量方式简化为:ft3/d(1ft3=0.0283168m3,下同),约40%的井IP>6百万ft3/d,只有不到8%的井IP>8百万ft3/d,不到3%的井IP>10百万ft3/d。现金流量=总收入-资源税-开发本钱-操作本钱-税收,即将单井初始产量按由高到低的序列排列,并取其第10%、50%、90%的初始产量数据为节点,把页NCF=GR-ROY-CAPEX-OPEX-TAX岩气资源划分为P10、P50、P90这3个品级。其中P10为高产井,IP为百万ft3/d,对应EUR(最式中NCF表示现金流量;GR表示总收入,等于产量与气价之乘积;ROY表示资源税,是最要紧的终采收量)为90亿ft3;P50为中等产量井,IP为百万ft3/d,对应EUR为亿ft3;P90为低产井,IP矿区资源利用本钱,资源税率高低由政府规定;CAPEX表示开发本钱,以单井为单位,以钻井、完为百万ft3/d,对应EUR为亿ft3。以此3个资源品级展开如下页岩气经济性分析如图1所示。井本钱为主,还包括土地征用、开采设备、管道建设等费用;OPEX表示操作本钱,包括生产本钱、2.2经济参数范围设定综合治理费等,操作本钱与产量紧密相关;TAX表示向政府交纳的税费。为进行页岩气资源的灵敏性分析,需要对相关的经济参数的范围设定。依照Marcellus页岩气区带中11家公司的统计数据并结合整个北美的情形,相关经济参数的设定范围如表3所示。本研究采纳NPV作为页岩气经济分析的指标,NPV的计算方式为:NPV=∑NCFt/(1+k)t式中NCF表示现金流量,k表示基准折现率,在研究中取10%,t表示时刻。2.4主控因素的确信由此确信出阻碍页岩气开发经济价值的3大主控因素为价钱、本钱和初始产量。为了确信阻碍NPV值的参数(即主控因素)及其作用程度,本研究在分析现金流量的基础上,以2.5经济评判图版成立NPV为指标进行各参数灵敏性分析,依照不同参数的转变所带来的NPV的转变(率)而确信其主经济评判图版的构建是指通过灵敏性分析不确信性因素带来的经济成效的变更,寻觅经济边界,控因素。灵敏性分析基准方案为:气价4$/千ft3,单井初始产量5百万ft3/d,操作本钱1.5绘制出包括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信性因素,另外尽管资$/103ft3,开发本钱5$/千ft3,资源税率15%,依照基准方案而计算的NPV为百万$。把气价、源税率对NPV的阻碍程度只有4%,但由于其人为可控性使得对资源税率的研究能指导政府相关初始产量、操作本钱、开发本钱和资源税率的参数值别离进行20%、40%、60%的上下转变,计算政策的制定。因此,本研究也把资源税率也作为不确信性因素,一并构建评判图版。另外,本研究由此致使的NPV的转变,分析结果如表4及图3所示。对产量这一不确信性因素进行分析时,是基于所划分的3个资源品级而成立经济评判图版的。2.5.1气价—开发本钱的经济评判图版气价—开发本钱的NPV灵敏性分析:在不同气价下,3个资源品级的页岩气开发本钱不同时的NPV转变如表5所示。基于表5绘制的气价—开发本钱经济评判图版如图4所示。当气价为2$/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$、P50井在开发本钱小于百万$、P90井在开发本钱小于百万$时具有经济性;气价为5$/千ft3时,P10井全数具经济性、P50井在开发本钱小于百万$、P90井在开发本钱小于百万$时具经济性;气价为6$/千ft3时,P10井全具经济性、P50井在开发本钱小于百万$、P90井在开发本钱小于百万$时具经济性。基于上述灵敏性分析,按ki=ai/∑5i=1ai关系,分析每种因素对NPV的阻碍程度,其中ki为阻碍程度,ai为NPV转变率的绝对值。依照表4的计算,各因素的阻碍程度依次为:①页岩气价钱,对NPV的阻碍程度达38%;②本钱,包括开发本钱与操作本钱,对NPV的阻碍程度达34%,其中开发本钱的阻碍程度为19%,操作本钱的阻碍程度为15%;③初始产量,对NPV的阻碍程度为24%;④资源税率,对NPV的阻碍程度仅为4%。2.5.2气价—操作本钱的经济评判图版2.5.3气价—资源税的经济评判图版用一样的方式,确信在不同天然气价位下,3个资源品级的页岩气井在不同操作本钱时的NPV在不同天然气价位下,3种资源品级的页岩气在不同资源税率下的净现值的转变,绘制相应的气转变,绘制气价—操作本钱的经济评判图版(图5)。当气价为2$/千ft3和3$/千ft3时,3个价—资源税经济评判图版,如图6所示。气价为2$/千ft3和3$/千ft3时,所有资源品级的资源品级的页岩气井都不经济;当气价为4$/千ft3时,只有P10资源品级的页岩气井经济,P50、井都不经济;当气价为4$/千ft3时,P10资源品级的井在资源税率低于28%时经济,但P50、P90资源品级的井都不经济;当气价为5$/千ft3时,P10资源品级的井都经济,P90资源品级的P90资源品级的井都不经济;当气价为5$/千ft3时,P10资源品级的井经济,P50资源品级的井井都不经济,而P50资源品级的井在操作本钱低于2.4$/千ft3时经济;当气价为6$/千ft3在资源税率低于15%时经济,P90资源品级的井不经济;气价为6$/千ft3时,P10、P50资源品级时,P10、P50资源品级的井都经济,而P90资源品级的井在操作本钱低于2.6$/千ft3时经济。的井都经济,P90资源品级的井只在资源税率低于12%时经济。3结论与建议3.1页岩气资源的经济分析1)页岩气资源经济性分析不同于常规天然气,不仅要通过净现金流量法来计算是不是具有经济效益,更重要的是需通过灵敏性分析确信经济边界。其经济评判流程为:①依据单井初始产量对页岩气井进行分组;②确信阻碍页岩气经济开发的主控因素;③通过主控因素分析寻觅经济边界,成立主控因素经济评判图版。2)阻碍页岩气资源经济价值的主控因素为气价、单井初始产量和本钱(包括开发本钱和操作本钱)。页岩气(单井初始产量)的资源品级是阻碍经济性的全然因素,初始产量是判定页岩气井可否收回投资的关键因素,对其准确预测显得十分重要。3.2Marcellus页岩气区带经济评判结果1)通过Marcellus页岩气区带中11家公司的2020年—2021年度页岩气井的开采数据统计,确信了Marcellus页岩气区带的经济参数及取值范围,成立了一套基础数据表。2)通过Marcellus页岩气区带经济灵敏性分析,构建了Marcellus页岩气区带在不同气价、开发本钱、操作本钱和资源税负下的经济评判模板,确立了各个不确信因素的经济边界,指出在当2.6Marcellus区带经济性分析前开采条件下,当气价为5$/千ft3时,P50资源品级的井具有经济性的条件是资源税率必需低为了揭露整个Marcellus页岩气区带的经济性,依照EIA(2021年)发布的2020年—2021年美于15%。国的页岩气价钱的波动情形,以气价为3.5$/千ft3和4.5$/千ft3为代表,分析整个区带NPV3)通过Marcellus页岩气区带经济期望值预测,明确了目前Marcellus页岩气区带的页岩气井散布并测算出NPV的期望值,如图7所示。当气价为3.5$/千ft3时,Marcellus页岩气资源的在不同气价下的经济性,认为当气价为3.5$/千ft3时,Marcellus页岩气区带只有NPV的期望值为百万$(SD=1.32),其中P10资源品级的井都经济,P50资源品级的井仅有40%经不到一半的页岩气井经济,当气价为4.5$/千ft3时,Marcellus页岩气区带的大多数井都具经济,P90资源品级的井只有24%经济;当气价为4.5$/千ft3时,Marcellus页岩气资源的NPV的济性。期望值为百万$(SD=2),P10和P50资源品级的井都经济,P90资源品级的井有82%经济。3.3存在问题及政策建议1)存在问题:由于本次研究所用数据仅为2020年—2021年两年内的数据,时刻跨度并非大。因此纵向转变规律和动态性研究还不够深切。2)政策建议:①为鼓舞在中国进展页岩气,政府可制定一个较为适合的资源税率,以吸引各类资本的投入;②参与页岩气开发的各企业,在取得单井初始产量后,可利用本研究提供的经济评判思路和评判模型来估算显现行本钱和气价条件下页岩气井的经济性,以期更科学合理地指导投资决策。