天然氣勘探開發動態價值評估方法應用

程曉雯 伍泉霖 張黎

（1. 中石油西南油氣田分公司勘探開發研究院，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濟評價方法主要有盈虧平衡分析模型、凈現值（NPV）模型和地質資源模型。盈虧平衡分析模型被廣泛應用于經濟壽命期間天然氣產量的計算；NPV模型的原理是研究成本與收益之間的關系；地質資源模型主要用于預測某一區域的天然氣供應。

目前，我國天然氣資源評價的研究主要集中在地質資源評價方面，其主要評價因素是地質條件和工程技術，但一般不涉及生態環境和經濟因素。隨著天然氣勘探開發的發展，天然氣開發的經濟效益及其對生態環境的影響越來越受到重視。因此，有必要拓展天然氣評價鏈，即在地質資源評價的基礎上，進行天然氣資源的經濟評價與生態和環境因素相結合。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濟價值，為企業和國家資源發展規劃和戰略部署提供參考。然而，目前對于天然氣企業和項目經濟評價方面的研究工作相對較少。一方面是由于數據的保密性，另一方面是由于不同區塊和區域的差異性較大。因此，上述評價工作大多不能直接應用或直接用現有的經濟評價方法。基于上述原因，有必要建立一套天然氣動態經濟評價方法，通過分析地質條件、工程技術、生態環境對天然氣資源經濟價值的影響程度，對天然氣企業進行經濟評價。

當前對常規天然氣資源的經濟評價手段包括圖表法、類比法和現金流量法。圖表法主要基于天然氣資源的豐富程度與經濟系數之間的關系，可以通過建立圖表來評估評價區域內的經濟資源量。類比法可以通過將現有的、成熟的區域與評估區域進行比較來評估經濟資源量。現金流量法不僅用于評估常規油氣資源，還用于當前非常規天然氣勘探開發項目中的分析。它通過估計現金流入的現值（收入）和未來現金流出的現值（支出）之間的差來獲得現金流，然后根據風險大小將其轉換為凈現值以評估經濟性。針對上述問題，本文提出了基于產量邊際遞減規律的天然氣資源動態經濟評價方法。

二、動態經濟評價方法

（一）天然氣資源經濟評價的思路

以往通過對生產區及鄰近生產區的鉆探，壓裂和試氣數據對生產區的天然氣經濟資源進行評估，其主要目的是從企業角度評估天然氣開發和生產項目的經濟效益和財務可行性。

然而，由于缺乏經濟評價數據，可供類比的領域有限，也不可能用類比的方法來評價經濟資源，現有的評價方法（如現金流量折現法）無法更為準確估計天然氣產氣區的價值。因此，為了提高天然氣資源評價結果的價值，有必要將資源評價結果從地質資源和技術可采資源擴展到生態資源，進而擴展到經濟資源層面。通過綜合分析地質條件、工程技術和生態環境對天然氣資源經濟價值的影響，最終將經濟評價結果落實到全面的價值評估而非僅僅是企業項目收益中去。

（二）評價方法的基本原理

由于可直接獲得的評價參數有限，因此對整個勘探開發區的評價難度較大。相比之下，天然氣單井數據相對完整可靠。此外，天然氣單井產量是評價天然氣經濟資源最重要的因素。因此，可以從單井到整個評價區域進行經濟資源評價。目前，Arps雙曲遞減曲線模型被廣泛用于天然氣單井產量的評估。它可以能通過擬合現有的動態生產數據，生成產量遞減曲線來評價單井天然氣產量。

因此，利用上述模型可以得到研究區內天然氣單井累計產量的變化規律。根據累計產量的變化規律，通過分析單井累計銷售收入和累計投入成本的變化規律，以動態評價單井成本恢復期、最終經濟壽命和最終經濟資源。累計產量趨勢如下圖1所示。

圖1 單井累計產量隨時間變化情況

其中，橫軸表示單井的期數，縱軸表示累積產量。累積產量將隨時間上升而上升，但受邊際產量遞減規律的影響，當到tM期時，累計產量將存在一階條件的極大化，此時的產量為QM，即為該井的最大經濟產量。

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，單井的累積產量函數也可近似看作其累積銷售收入函數。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，在初期由于地質結構對開采難度的影響相對較小，同時邊際產量遞減規律影響較弱，因此，初期的變動成本較小；隨著單井投入開采的時間越長，將使得地質結構對天然氣開采的影響效應增強，進而導致單井的開采變動成本加大。因此，在開發的中后期，雖然固定成本及其折舊的影響變弱，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，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，當單井的生產在t1期之后將逐步具有經濟性。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期之后的生產將不具有經濟性。

（三）評價方法的數學模型和參數

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

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

基于單井的累積生產通過公式（1），累計銷售收入的趨勢單天然氣井在生產經營階段可以被累積的基本原理預測單一天然氣井的生產（單一的天然氣井的累計銷售收入=（天然氣價格+財政補貼）×累計生產單天然氣井）。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期天然氣的財政補貼，Q是累計單天然氣井的生產，tp的結束時間是單井投產期，td的結束時間是單井的關停期。

一般而言，單井的投入成本包括勘探成本、開發成本、作業成本和稅收。由于上述評價方法中包含了生態環境因素，因此在評價過程中將生態恢復成本加入投入成本中。勘探成本包括天然氣勘探階段的地質調查、地球物理勘探、鉆探等相關工作的成本。開發資金成本包括開發井、地基工程和其他相關活動的成本。此外，開發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、管道建設成本、供電輸電成本、道路建設維護成本。運營成本包含開發、銷售和管理過程中的生產成本和期間費用。

生產成本包括材料成本、油氣加工費、安全生產成本、員工福利支出。期間費用是指財務費用、管理費用、銷售費用等）。由于天然氣勘探開發過程會影響到天然氣產地周圍的植被覆蓋、地形地貌、水系分布等生態環境因素。生態恢復成本是指天然氣勘探開發過程后的圍墾和綠色恢復成本，包括恢復地形地貌、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定征收的費用，主要包括增值稅、資源稅、城市維護建設稅、教育增值稅、石油非凡收益費、企業所得稅等。累計單井投入成本的趨勢可以通過對單井投入成本進行積分和求和來預測。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開發成本，Cot是運營成本，Tt是稅收，Crt生態修復成本，te的結束時間是天然氣勘探階段，tP的結束時間是天然氣生產經營階段，td的結束時間是單井投產期，tr是包含生態修復階段的關停期。

（四）評價區域的最終經濟資源

根據基本原理，評估區的最終經濟資源等于單井的最終經濟資源乘以評估區可部署的天然氣井數量，評估區的最終經濟資源可以等于在不同的天然氣價格條件下進行評估。公式如式（4）所示：

在公式（4），Qp評價區域的最終經濟資源，λ為可在評價區域內部署的天然氣井數量，Qs為單井的最終經濟資源。

三、研究結論

由于在相關研究中，可用的經濟評估數據和可比的天然氣生產區域有限。因此，本文提出的天然氣資源動態經濟評價方法，綜合分析了開發資金成本、運營成本、生態修復成本和稅收對天然氣經濟評價的影響。該方法通過考慮Arps產量遞減模型，動態分析了單天然氣井累計產量、累計銷售收入和累計投入成本的變化規律和相關性；同時分析單井的生態恢復期、經濟有效期，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濟價值。

該方法不僅充分考慮了中國天然氣勘探開發的現狀，而且還分析了生態和經濟因素對天然氣資源評價的影響，可以進一步完善天然氣價值評估的種類和影響因素。但是，由于天然氣的地質含量并非均勻分布，即使在相同的評價區域內，天然氣產量的下降規律也有所不同。因此，該方法在評價過程中存在一定局限性，在后續研究中，應結合實際數據進一步完善單井產量下降規律的相關研究。