程曉雯 伍泉霖 張黎

（1. 中石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610002）

（2. 中石油西南油氣田分公司資本運營部，四川 成都 610000）

一、引言

目前，世界上常用的天然氣經(jīng)濟(jì)評價方法主要有盈虧平衡分析模型、凈現(xiàn)值（NPV）模型和地質(zhì)資源模型。盈虧平衡分析模型被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)壽命期間天然氣產(chǎn)量的計算；NPV模型的原理是研究成本與收益之間的關(guān)系；地質(zhì)資源模型主要用于預(yù)測某一區(qū)域的天然氣供應(yīng)。

目前，我國天然氣資源評價的研究主要集中在地質(zhì)資源評價方面，其主要評價因素是地質(zhì)條件和工程技術(shù)，但一般不涉及生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素。隨著天然氣勘探開發(fā)的發(fā)展，天然氣開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益及其對生態(tài)環(huán)境的影響越來越受到重視。因此，有必要拓展天然氣評價鏈，即在地質(zhì)資源評價的基礎(chǔ)上，進(jìn)行天然氣資源的經(jīng)濟(jì)評價與生態(tài)和環(huán)境因素相結(jié)合。其意義在于明確天然氣資源在不同的天然氣價格條件下的經(jīng)濟(jì)價值，為企業(yè)和國家資源發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略部署提供參考。然而，目前對于天然氣企業(yè)和項目經(jīng)濟(jì)評價方面的研究工作相對較少。一方面是由于數(shù)據(jù)的保密性，另一方面是由于不同區(qū)塊和區(qū)域的差異性較大。因此，上述評價工作大多不能直接應(yīng)用或直接用現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)評價方法。基于上述原因，有必要建立一套天然氣動態(tài)經(jīng)濟(jì)評價方法，通過分析地質(zhì)條件、工程技術(shù)、生態(tài)環(huán)境對天然氣資源經(jīng)濟(jì)價值的影響程度，對天然氣企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價。

當(dāng)前對常規(guī)天然氣資源的經(jīng)濟(jì)評價手段包括圖表法、類比法和現(xiàn)金流量法。圖表法主要基于天然氣資源的豐富程度與經(jīng)濟(jì)系數(shù)之間的關(guān)系，可以通過建立圖表來評估評價區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)資源量。類比法可以通過將現(xiàn)有的、成熟的區(qū)域與評估區(qū)域進(jìn)行比較來評估經(jīng)濟(jì)資源量。現(xiàn)金流量法不僅用于評估常規(guī)油氣資源，還用于當(dāng)前非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)項目中的分析。它通過估計現(xiàn)金流入的現(xiàn)值（收入）和未來現(xiàn)金流出的現(xiàn)值（支出）之間的差來獲得現(xiàn)金流，然后根據(jù)風(fēng)險大小將其轉(zhuǎn)換為凈現(xiàn)值以評估經(jīng)濟(jì)性。針對上述問題，本文提出了基于產(chǎn)量邊際遞減規(guī)律的天然氣資源動態(tài)經(jīng)濟(jì)評價方法。

二、動態(tài)經(jīng)濟(jì)評價方法

（一）天然氣資源經(jīng)濟(jì)評價的思路

以往通過對生產(chǎn)區(qū)及鄰近生產(chǎn)區(qū)的鉆探，壓裂和試氣數(shù)據(jù)對生產(chǎn)區(qū)的天然氣經(jīng)濟(jì)資源進(jìn)行評估，其主要目的是從企業(yè)角度評估天然氣開發(fā)和生產(chǎn)項目的經(jīng)濟(jì)效益和財務(wù)可行性。

然而，由于缺乏經(jīng)濟(jì)評價數(shù)據(jù)，可供類比的領(lǐng)域有限，也不可能用類比的方法來評價經(jīng)濟(jì)資源，現(xiàn)有的評價方法（如現(xiàn)金流量折現(xiàn)法）無法更為準(zhǔn)確估計天然氣產(chǎn)氣區(qū)的價值。因此，為了提高天然氣資源評價結(jié)果的價值，有必要將資源評價結(jié)果從地質(zhì)資源和技術(shù)可采資源擴(kuò)展到生態(tài)資源，進(jìn)而擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)資源層面。通過綜合分析地質(zhì)條件、工程技術(shù)和生態(tài)環(huán)境對天然氣資源經(jīng)濟(jì)價值的影響，最終將經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果落實到全面的價值評估而非僅僅是企業(yè)項目收益中去。

（二）評價方法的基本原理

由于可直接獲得的評價參數(shù)有限，因此對整個勘探開發(fā)區(qū)的評價難度較大。相比之下，天然氣單井?dāng)?shù)據(jù)相對完整可靠。此外，天然氣單井產(chǎn)量是評價天然氣經(jīng)濟(jì)資源最重要的因素。因此，可以從單井到整個評價區(qū)域進(jìn)行經(jīng)濟(jì)資源評價。目前，Arps雙曲遞減曲線模型被廣泛用于天然氣單井產(chǎn)量的評估。它可以能通過擬合現(xiàn)有的動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生成產(chǎn)量遞減曲線來評價單井天然氣產(chǎn)量。

因此，利用上述模型可以得到研究區(qū)內(nèi)天然氣單井累計產(chǎn)量的變化規(guī)律。根據(jù)累計產(chǎn)量的變化規(guī)律，通過分析單井累計銷售收入和累計投入成本的變化規(guī)律，以動態(tài)評價單井成本恢復(fù)期、最終經(jīng)濟(jì)壽命和最終經(jīng)濟(jì)資源。累計產(chǎn)量趨勢如下圖1所示。

圖1 單井累計產(chǎn)量隨時間變化情況

其中，橫軸表示單井的期數(shù)，縱軸表示累積產(chǎn)量。累積產(chǎn)量將隨時間上升而上升，但受邊際產(chǎn)量遞減規(guī)律的影響，當(dāng)?shù)絫M期時，累計產(chǎn)量將存在一階條件的極大化，此時的產(chǎn)量為QM，即為該井的最大經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

由于我國國情決定，天然氣的價格在一定時期中相對固定。因此，單井的累積產(chǎn)量函數(shù)也可近似看作其累積銷售收入函數(shù)。另一方面，由于單井在初期存在固定成本投入，因此初期的累積成本投入存在截距項。同時，在初期由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)對開采難度的影響相對較小，同時邊際產(chǎn)量遞減規(guī)律影響較弱，因此，初期的變動成本較??；隨著單井投入開采的時間越長，將使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)對天然氣開采的影響效應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致單井的開采變動成本加大。因此，在開發(fā)的中后期，雖然固定成本及其折舊的影響變?nèi)?，但開采變動成本將逐步增大。從如下示意圖2可以看出。

圖2

其中，橫軸代表期數(shù)，縱軸代表累積的銷售收入和累積成本投入。在t1期時，累積銷售收入曲線與累積成本投入曲線相交，此時即意味著累計銷售收入逐步大于累計成本，當(dāng)單井的生產(chǎn)在t1期之后將逐步具有經(jīng)濟(jì)性。在t2期時，累積銷售收入曲線與累積成本投入曲線再次相交，此時即意味著單井的累積成本投入逐步大于累積銷售收入，即單井在t2期之后的生產(chǎn)將不具有經(jīng)濟(jì)性。

（三）評價方法的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)

根據(jù)Arps雙曲遞減曲線模型，可以預(yù)測單個天然氣井的產(chǎn)量趨勢。公式如式（1）所示：

式（1）中，Q為單口天然氣井累計產(chǎn)量，qi為初始穩(wěn)定試井日產(chǎn)量，Di為遞減速率；n為遞減指標(biāo)，t是單井的有效生產(chǎn)周期，對區(qū)塊而言，即該井的投產(chǎn)期與關(guān)停期之差。

基于單井的累積生產(chǎn)通過公式（1），累計銷售收入的趨勢單天然氣井在生產(chǎn)經(jīng)營階段可以被累積的基本原理預(yù)測單一天然氣井的生產(chǎn)（單一的天然氣井的累計銷售收入=（天然氣價格+財政補(bǔ)貼）×累計生產(chǎn)單天然氣井）。公式如下：

在公式（2），M是累計銷售收入的單一的天然氣井，f是天然氣商品利率，PS（t）是第t期天然氣價格，Pb（t）是第t期天然氣的財政補(bǔ)貼，Q是累計單天然氣井的生產(chǎn)，tp的結(jié)束時間是單井投產(chǎn)期，td的結(jié)束時間是單井的關(guān)停期。

一般而言，單井的投入成本包括勘探成本、開發(fā)成本、作業(yè)成本和稅收。由于上述評價方法中包含了生態(tài)環(huán)境因素，因此在評價過程中將生態(tài)恢復(fù)成本加入投入成本中?？碧匠杀景ㄌ烊粴饪碧诫A段的地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、鉆探等相關(guān)工作的成本。開發(fā)資金成本包括開發(fā)井、地基工程和其他相關(guān)活動的成本。此外，開發(fā)井的資金成本還包括鉆前工程成本、鉆井工程成本和試氣工程成本。地面工程項目的成本包括征地成本、管道建設(shè)成本、供電輸電成本、道路建設(shè)維護(hù)成本。運營成本包含開發(fā)、銷售和管理過程中的生產(chǎn)成本和期間費用。

生產(chǎn)成本包括材料成本、油氣加工費、安全生產(chǎn)成本、員工福利支出。期間費用是指財務(wù)費用、管理費用、銷售費用等）。由于天然氣勘探開發(fā)過程會影響到天然氣產(chǎn)地周圍的植被覆蓋、地形地貌、水系分布等生態(tài)環(huán)境因素。生態(tài)恢復(fù)成本是指天然氣勘探開發(fā)過程后的圍墾和綠色恢復(fù)成本，包括恢復(fù)地形地貌、周邊水系和植被覆蓋度。稅收是指國家政府對開采油氣資源的銷售按規(guī)定征收的費用，主要包括增值稅、資源稅、城市維護(hù)建設(shè)稅、教育增值稅、石油非凡收益費、企業(yè)所得稅等。累計單井投入成本的趨勢可以通過對單井投入成本進(jìn)行積分和求和來預(yù)測。公式如式（3）所示：

式（3）中，C為單井累計投入成本。Cet勘探成本，Cdt開發(fā)成本，Cot是運營成本，Tt是稅收，Crt生態(tài)修復(fù)成本，te的結(jié)束時間是天然氣勘探階段，tP的結(jié)束時間是天然氣生產(chǎn)經(jīng)營階段，td的結(jié)束時間是單井投產(chǎn)期，tr是包含生態(tài)修復(fù)階段的關(guān)停期。

（四）評價區(qū)域的最終經(jīng)濟(jì)資源

根據(jù)基本原理，評估區(qū)的最終經(jīng)濟(jì)資源等于單井的最終經(jīng)濟(jì)資源乘以評估區(qū)可部署的天然氣井?dāng)?shù)量，評估區(qū)的最終經(jīng)濟(jì)資源可以等于在不同的天然氣價格條件下進(jìn)行評估。公式如式（4）所示：

在公式（4），Qp評價區(qū)域的最終經(jīng)濟(jì)資源，λ為可在評價區(qū)域內(nèi)部署的天然氣井?dāng)?shù)量，Qs為單井的最終經(jīng)濟(jì)資源。

三、研究結(jié)論

由于在相關(guān)研究中，可用的經(jīng)濟(jì)評估數(shù)據(jù)和可比的天然氣生產(chǎn)區(qū)域有限。因此，本文提出的天然氣資源動態(tài)經(jīng)濟(jì)評價方法，綜合分析了開發(fā)資金成本、運營成本、生態(tài)修復(fù)成本和稅收對天然氣經(jīng)濟(jì)評價的影響。該方法通過考慮Arps產(chǎn)量遞減模型，動態(tài)分析了單天然氣井累計產(chǎn)量、累計銷售收入和累計投入成本的變化規(guī)律和相關(guān)性；同時分析單井的生態(tài)恢復(fù)期、經(jīng)濟(jì)有效期，并在不同的天然氣價格下評估了最小的累計投入成本、最大的累計銷售收入和最終經(jīng)濟(jì)價值。

該方法不僅充分考慮了中國天然氣勘探開發(fā)的現(xiàn)狀，而且還分析了生態(tài)和經(jīng)濟(jì)因素對天然氣資源評價的影響，可以進(jìn)一步完善天然氣價值評估的種類和影響因素。但是，由于天然氣的地質(zhì)含量并非均勻分布，即使在相同的評價區(qū)域內(nèi)，天然氣產(chǎn)量的下降規(guī)律也有所不同。因此，該方法在評價過程中存在一定局限性，在后續(xù)研究中，應(yīng)結(jié)合實際數(shù)據(jù)進(jìn)一步完善單井產(chǎn)量下降規(guī)律的相關(guān)研究。