楊紅昌 張 立

1.北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司投資中心 2.北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司

我國(guó)頁(yè)巖氣資源豐富，全國(guó)頁(yè)巖氣可采資源量為26×1012m3［1］，其中南方和西北是成藏條件有利區(qū)和主要富集區(qū)。作為非常規(guī)氣源的一種，隨著我國(guó)城市燃?xì)庀牡娜找嬖鲩L(zhǎng)才逐步進(jìn)入我們的視野。國(guó)家能源局發(fā)布的《頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011—2015年）》提出2015年我國(guó)的頁(yè)巖氣產(chǎn)量目標(biāo)65×108m3／a。為了鼓勵(lì)更多的企業(yè)參與頁(yè)巖氣區(qū)塊的勘探和開(kāi)發(fā)，盡快實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)化，2011年和2012年國(guó)土資源部推出一些相對(duì)成熟的區(qū)塊進(jìn)行頁(yè)巖氣區(qū)塊招標(biāo)，越來(lái)越的城市燃?xì)馄髽I(yè)和能源應(yīng)用企業(yè)愿意并積極參與到招標(biāo)當(dāng)中去。

目前尚未形成一套完善的頁(yè)巖氣優(yōu)選評(píng)價(jià)方法。中國(guó)石油、中國(guó)石化等國(guó)內(nèi)相關(guān)單位在目標(biāo)區(qū)優(yōu)選時(shí)制定了各自的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為建立區(qū)塊綜合優(yōu)選提供了參考。但是頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，地質(zhì)資源條件是前提，區(qū)塊所在地區(qū)離城市燃?xì)庳?fù)荷中心較遠(yuǎn)，投資規(guī)模和燃?xì)馐袌?chǎng)條件對(duì)于后期的開(kāi)發(fā)和利用至關(guān)重要，而關(guān)于后者的論述較少。因此對(duì)于參加投標(biāo)的大多數(shù)非常規(guī)油氣企業(yè)而言尚不足以用作投標(biāo)區(qū)塊選擇的依據(jù)。

本文參考文獻(xiàn)［2］較為系統(tǒng)地提出了頁(yè)巖氣區(qū)塊優(yōu)選方法，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中包含了資源地質(zhì)條件和開(kāi)發(fā)利用條件。但是對(duì)于較難量化的地形條件、市場(chǎng)需求和基礎(chǔ)設(shè)施等開(kāi)發(fā)利用條件作為一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了賦值，在綜合評(píng)價(jià)中被過(guò)度弱化，不能全面客觀地反映投資規(guī)模和燃?xì)馐袌?chǎng)條件在投標(biāo)區(qū)塊選擇中的作用和影響。

筆者以國(guó)土資源部第二輪頁(yè)巖氣招標(biāo)區(qū)塊為例，將投資規(guī)模和燃?xì)馐袌?chǎng)條件量化6個(gè)具體指標(biāo)，采用CRITIC客觀權(quán)重賦權(quán)方法，系統(tǒng)分析了投資規(guī)模和燃?xì)馐袌?chǎng)條件對(duì)于頁(yè)巖氣多區(qū)塊目標(biāo)綜合優(yōu)選結(jié)果的影響，提出了多指標(biāo)綜合優(yōu)選模型，并從投標(biāo)區(qū)塊競(jìng)爭(zhēng)熱度角度證明了該模型客觀合理，能夠較好地進(jìn)行投標(biāo)區(qū)塊綜合評(píng)價(jià)，為相關(guān)企業(yè)進(jìn)行后續(xù)的頁(yè)巖氣投標(biāo)區(qū)塊選擇提供了參考。

1 選取優(yōu)選指標(biāo)和影響條件

1.1 地質(zhì)資源稟賦優(yōu)選指標(biāo)

區(qū)塊的資源稟賦條件是進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，是進(jìn)行后續(xù)工作的前提。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)資源評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了深入研究［3－6］。

如國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）《頁(yè)巖氣資源潛力評(píng)價(jià)方法與有利區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)操作手冊(cè)》（討論稿）（2011）；中國(guó)石油化工股份有限公司《中國(guó)石化頁(yè)巖油氣資源評(píng)價(jià)及選區(qū)專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)方案》。

本文參考文獻(xiàn)［2］提出了資源豐度、有效厚度、有機(jī)質(zhì)豐度、成熟度、滲透率、原地應(yīng)力、吸附量、裂縫發(fā)育程度等八項(xiàng)指標(biāo)，相關(guān)指標(biāo)在多個(gè)文獻(xiàn)中都有詳細(xì)論述［6－8］，筆者不再詳述。

綜合考慮各指標(biāo)的重要性和備選區(qū)塊的基礎(chǔ)資料的翔實(shí)度，選取巖層厚度、有機(jī)質(zhì)含量（TOC）、硅質(zhì)含量、儲(chǔ)層物性（孔隙度）、含氣量、有機(jī)質(zhì)成熟度（Ro）等6項(xiàng)作為頁(yè)巖氣優(yōu)選分析的主要資源稟賦條件指標(biāo)。

以2012年國(guó)土資源部發(fā)布的第二輪頁(yè)巖氣探礦權(quán)招標(biāo)公告數(shù)據(jù)為例，此次招標(biāo)共推出20個(gè)招標(biāo)區(qū)塊，分布在8個(gè)省（市），每個(gè)區(qū)塊面積從369.23～2 306.71km2不等，總面積超過(guò)2×104km2。

選擇其中的10個(gè)典型區(qū)塊作為備選樣本，其中上揚(yáng)子地區(qū)貴州綏陽(yáng)、岑鞏、重慶酉陽(yáng)、湖南花垣區(qū)塊，中揚(yáng)子地區(qū)湖南保靖、湖北鶴封區(qū)塊，中揚(yáng)子地區(qū)江西修武、安徽南陵、浙江臨安區(qū)塊，南華北地區(qū)河南溫縣區(qū)塊。指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1所示，對(duì)于區(qū)間值數(shù)據(jù)，取平均值，定義各評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為F1、F2……F6。

表1 區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

1.2 投資規(guī)模影響分析

在我國(guó)，頁(yè)巖氣的儲(chǔ)藏層較深，區(qū)塊一般所處區(qū)域多丘陵山地，同時(shí)不同區(qū)塊地質(zhì)條件也差別較大，這些指標(biāo)對(duì)于后期開(kāi)采的投資影響較大。

1.2.1 頁(yè)巖氣含氣層埋深

美國(guó)目前獲得商業(yè)性氣產(chǎn)量的開(kāi)發(fā)深度一般小于3 000m，過(guò)深則目前的開(kāi)采技術(shù)成本過(guò)高，不具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，商業(yè)規(guī)模開(kāi)發(fā)的五大含氣頁(yè)巖系統(tǒng)埋藏深度為183～2 591m［5－6］。埋藏越深，投入越大，因此該指標(biāo)為負(fù)指標(biāo)。

1.2.2 區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造條件

在頁(yè)巖氣勘探開(kāi)采的過(guò)程中，地質(zhì)構(gòu)造條件對(duì)于鉆井和開(kāi)發(fā)的影響較大，復(fù)雜條件可能導(dǎo)致鉆井或是壓裂、排采失敗，產(chǎn)氣無(wú)法達(dá)到預(yù)期甚至采不出氣。

根據(jù)區(qū)塊條件賦值，就目前推出的頁(yè)巖氣區(qū)塊而言，地質(zhì)構(gòu)造越復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)投入越大，賦值越小，復(fù)雜構(gòu)造賦值60，較復(fù)雜構(gòu)造賦值80，中等條件賦值100，該指標(biāo)為正指標(biāo)。

1.2.3 區(qū)塊所在地形地貌

筆者選取的區(qū)塊涵蓋了上、中、下?lián)P子地區(qū)以及南華北地區(qū)，所在區(qū)域包括山地、丘陵、平原等多種地形地貌，開(kāi)采條件和開(kāi)發(fā)難度各不相同。

根據(jù)區(qū)塊條件賦值，平原條件最好，按滿分100賦值，地形越復(fù)雜，投入越大，賦值越小，丘陵賦值80，山地賦值60，該指標(biāo)為正指標(biāo)。

1.3 市場(chǎng)條件影響分析

天然氣作為一種清潔能源，由于目前常規(guī)天然氣的開(kāi)采在西部地區(qū)，中東部各省份在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和節(jié)能減排的壓力推動(dòng)下，都不同程度地提出了天然氣發(fā)展規(guī)劃。因此區(qū)塊所在省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、管網(wǎng)輸配條件以及市場(chǎng)缺口對(duì)于非常規(guī)的頁(yè)巖氣的后期開(kāi)發(fā)將會(huì)產(chǎn)生一定影響。

在我國(guó)同屬于非常規(guī)天然氣的煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展早于頁(yè)巖氣，煤層氣目標(biāo)區(qū)優(yōu)選評(píng)價(jià)方法對(duì)于頁(yè)巖氣而言具有很強(qiáng)的借鑒性。本文參考文獻(xiàn)［9－10］在考慮煤層地質(zhì)資源條件的同時(shí)也考慮了開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)條件等因素。本文參考文獻(xiàn)［11］將煤層氣目標(biāo)區(qū)的因素分為五類(lèi)，主要包括幾何因素、煤儲(chǔ)層因素、封閉因素、資源因素及開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)因素，其中開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)因素包括：地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、與中心城市距離、地形地貌。

綜上，本文選取了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、現(xiàn)有管網(wǎng)條件、市場(chǎng)需求等3個(gè)因素作為市場(chǎng)條件進(jìn)行分析。

1.3.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平

由于我國(guó)各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，天然氣的價(jià)格相比煤炭仍然相對(duì)較高，越是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，對(duì)于天然氣的接收程度越大，天然氣的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)難度越小。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)塊所在省份2011年人均GDP進(jìn)行了排名，排名越靠前，說(shuō)明天然氣的消費(fèi)潛力越大，為負(fù)指標(biāo)。

1.3.2 現(xiàn)有管網(wǎng)條件

頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)一般都遠(yuǎn)離市區(qū)，頁(yè)巖氣開(kāi)采出來(lái)以后需要通過(guò)管輸至下游用戶(hù)，因此需要進(jìn)行管道敷設(shè)，若周邊已有天然氣主干管道，則可以將開(kāi)發(fā)出的天然氣直接供入天然氣主干網(wǎng)，將大大縮短頁(yè)巖氣的產(chǎn)銷(xiāo)時(shí)間差，加快燃?xì)馐袌?chǎng)的推廣。

該條件需要對(duì)區(qū)塊周邊天然氣干網(wǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，區(qū)塊與干網(wǎng)距離越近，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)越有利，為負(fù)指標(biāo)。

1.3.3 市場(chǎng)需求

根據(jù)區(qū)塊所在省份《天然氣發(fā)展規(guī)劃》，并根據(jù)現(xiàn)狀供氣情況，計(jì)算出區(qū)塊所在省份某一年度的天然氣需求缺口，天然氣缺口越大，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)越有利，為正指標(biāo)。

選擇第二輪招標(biāo)中的10個(gè)區(qū)塊，結(jié)合招標(biāo)文件提供的數(shù)據(jù)如表2所示，定義各評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為F7、F8……F12。其中F7、F9為根據(jù)區(qū)塊不同的構(gòu)造條件、地形地貌條件給予的人為賦值，F(xiàn)10、F11、F12為根據(jù)區(qū)塊不同的地域分布，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值。

2 CRITIC客觀權(quán)重賦權(quán)法模型

矩陣綜合決策方法［12］、層次分析與模糊決策相結(jié)合的優(yōu)選評(píng)價(jià)方法［13］被用于煤層氣地質(zhì)資源條件指標(biāo)的評(píng)價(jià)。本文參考文獻(xiàn)［2］采用層次分析法確定權(quán)重，但是層次分析法在構(gòu)造各層因素的權(quán)重判斷矩陣時(shí)，需要分級(jí)定量法賦值，容易造成同一系統(tǒng)中一因素是另一因素的5倍、7倍，甚至9倍，從而影響權(quán)重的合理性［14］。

多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題關(guān)鍵在于如何合理確定各指標(biāo)的權(quán)重。筆者選擇CRITIC客觀權(quán)重賦權(quán)法進(jìn)行分析。CRITIC法是由Diakoulaki提出的另一種客觀權(quán)重賦權(quán)方法［15］。它的基本思路是確定指標(biāo)的客觀權(quán)數(shù)以?xún)蓚€(gè)基本概念為基礎(chǔ)。本文參考文獻(xiàn)［16］在對(duì)3種不同的客觀權(quán)重法進(jìn)行了對(duì)比分析后指出CRITIC法是一種能夠比較客觀反映指標(biāo)客觀權(quán)重的計(jì)算方法。CRITIC法的基本思路是確定指標(biāo)的客觀權(quán)數(shù)以評(píng)價(jià)指標(biāo)間的對(duì)比強(qiáng)度和沖突性為基礎(chǔ)，該法既考慮了指標(biāo)變異大小對(duì)權(quán)重的影響，又考慮了各指標(biāo)間的沖突性。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差一定時(shí)，指標(biāo)間的沖突性越小，權(quán)重越小；沖突性越大，權(quán)重也越大［16］。

表2 投資規(guī)模及市場(chǎng)條件指標(biāo)匯總表

2.1 標(biāo)準(zhǔn)無(wú)量綱處理

設(shè)已獲得m個(gè)區(qū)塊樣本的n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的初始數(shù)據(jù)矩陣，對(duì)樣本的初始數(shù)據(jù)做無(wú)量綱化處理。

定義標(biāo)準(zhǔn)無(wú)量綱指標(biāo)dij，若指標(biāo)越大越好則為正指標(biāo)，反之則為負(fù)指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

本文中fij表示第i個(gè)區(qū)塊的第j項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)選取的區(qū)塊樣本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)無(wú)量綱化處理，無(wú)量綱化處理后的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣為：D ＝ ｛dij｝m×n。

2.2 CRITIC法計(jì)算［16］

式中σj為第j項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。

Cj越大，第j項(xiàng)指標(biāo)所包含的信息量越大，該指標(biāo)的相對(duì)重要性就越大。

第j指標(biāo)的權(quán)重為：

2.3 綜合評(píng)價(jià)值排序

定義綜合評(píng)價(jià)值為Vi，計(jì)算出備選頁(yè)巖氣區(qū)塊Vi，計(jì)算公式如下：

對(duì)各樣本區(qū)塊的綜合評(píng)價(jià)值Vi的數(shù)值大小進(jìn)行排序，排序結(jié)果即可作為綜合優(yōu)選依據(jù)。

3 優(yōu)選排序模型分析

3.1 評(píng)價(jià)值指標(biāo)影響分析

根據(jù)指標(biāo)的不同設(shè)定3種不同情況，對(duì)排序結(jié)果進(jìn)行分析。

情況一：根據(jù)式（3）和（4）首先計(jì)算出樣本區(qū)塊資源稟賦指標(biāo)的Cj和權(quán)重Wj，如表3所示。

表3 各指標(biāo)的Cj和權(quán)重Wj表

根據(jù)式（5），可以計(jì)算出10個(gè)樣本區(qū)塊的綜合評(píng)價(jià)值Vi，根據(jù)Vi的由大到小進(jìn)行排序，即為優(yōu)選結(jié)果。

情況二：選取僅有市場(chǎng)條件3項(xiàng)指標(biāo)。

情況三：投資規(guī)模及市場(chǎng)條件指標(biāo)6項(xiàng)指標(biāo)。分別計(jì)算出指標(biāo)的Cj和權(quán)重Wj，對(duì)樣本區(qū)塊進(jìn)行排序，結(jié)果如圖1所示。

由圖1中可以看出，3種不同的情況，排序結(jié)果差別較大。在資源稟賦指標(biāo)排序中貴州岑鞏區(qū)塊排序第一，而情況二和情況三中該區(qū)塊排在第十位，表明該區(qū)塊盡管資源稟賦條件較好，但是貴州燃?xì)馐袌?chǎng)條件較差，一定程度上將抵消資源稟賦條件的優(yōu)勢(shì)；浙江臨安在資源稟賦指標(biāo)排序中位列第五，而情況二和情況三中該區(qū)塊排在第一位，表明浙江良好的燃?xì)馐袌?chǎng)應(yīng)用條件將提升該區(qū)塊的競(jìng)爭(zhēng)力。

圖1 不同評(píng)價(jià)指標(biāo)情況下的排序結(jié)果圖

3.2 綜合優(yōu)選模型

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的不同，構(gòu)建三個(gè)優(yōu)選評(píng)價(jià)模型，即，模型一：僅考慮資源稟賦條件；模型二：考慮資源稟賦條件＋投資規(guī)模；模型三：資源稟賦條件＋投資規(guī)模＋市場(chǎng)條件。

模型一、模型二、模型三分別考慮了6項(xiàng)、9項(xiàng)、12項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，將各區(qū)塊排序離散點(diǎn)連接成三種模型折線，如圖2所示。

圖2 3種模型的優(yōu)選排序結(jié)果圖

從圖2中可以看出，投資規(guī)模和市場(chǎng)條件的引入影響了排序，但是模型二和模型三總趨勢(shì)相近，排序差不超過(guò)二。而模型一指標(biāo)較模型三少一半，排序折線存在較大波動(dòng)。

圖3中貴州和湖南分別有兩個(gè)區(qū)塊，雖屬同一省份，模型中以省為單位的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件評(píng)價(jià)指標(biāo)趨于相近，但是因投資規(guī)模和資源稟賦條件差異較大，進(jìn)而對(duì)優(yōu)選排序結(jié)果產(chǎn)生較大影響。

對(duì)于排名靠后的區(qū)塊，由于資源稟賦條件的影響降低，三種模型排序趨于相同，但是鑒于每家企業(yè)投標(biāo)區(qū)塊不超過(guò)兩個(gè)，除非從投標(biāo)技巧角度考慮，否則仍以排序考前的區(qū)塊為優(yōu)選結(jié)果。對(duì)前四名進(jìn)行排序，作為備選目標(biāo)區(qū)塊。模型一：貴州岑鞏＞江西修武＞貴州綏陽(yáng)＞湖南保靖；模型二：江西修武＞湖南保靖＞浙江臨安＞貴州岑鞏；模型三：浙江臨安＞江西修武＞湖南保靖＞湖北鶴封。

在本輪投標(biāo)中，來(lái)自全國(guó)各地共83家企業(yè)參與了20個(gè)區(qū)塊的角逐，其中湖北鶴峰和湖南保靖區(qū)塊參與投標(biāo)的單位最多為11家，浙江臨安、江西修武參與投標(biāo)的單位也緊隨其后為8家，安徽南南陵2家。從區(qū)塊競(jìng)爭(zhēng)熱度來(lái)看，模型三匹配度較高，前四名區(qū)塊資源稟賦條件并非最好，處于中等偏上的水平。因此該模型綜合考慮其他因素，能客觀全面地反映實(shí)際情況。

4 結(jié)論

隨著國(guó)家對(duì)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的大力支持，企業(yè)對(duì)于頁(yè)巖氣區(qū)塊招投標(biāo)的熱度與日俱增，頁(yè)巖氣區(qū)塊的選擇將逐漸趨于科學(xué)和理性。

筆者從非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)企業(yè)的角度出發(fā)，在充分考慮地質(zhì)資源稟賦條件的基礎(chǔ)上，提出并量化得出投資規(guī)模和燃?xì)馐袌?chǎng)條件等6項(xiàng)指標(biāo)，采用CRITIC客觀權(quán)重賦權(quán)方法，對(duì)備選區(qū)塊地質(zhì)資源稟賦條件、投資規(guī)模和燃?xì)馐袌?chǎng)條件因素進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

1）資源稟賦條件是頁(yè)巖氣區(qū)塊優(yōu)選的主要原則，但是投資規(guī)模、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件等因素也對(duì)頁(yè)巖氣投標(biāo)區(qū)塊的選擇排序產(chǎn)生較大影響。

2）同一省份或地理位置接近的區(qū)塊，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件相近的情況下，投資規(guī)模和資源稟賦條件較好的區(qū)塊更具有投資價(jià)值。

3）在多因素影響條件下的頁(yè)巖氣區(qū)塊優(yōu)選中，采用CRITIC客觀權(quán)重賦權(quán)法構(gòu)建的3方面因素綜合優(yōu)選模型具有較好的適用性。

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