生產評價周期對項目投資收益的影響

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摘要：產量是決定頁巖氣開發項目投資收益的主要因素，頁巖氣開發井有其特有的產量遞減規律，如何確定合理的生產周期也就成為決定頁巖氣項目投資成敗的關鍵，也是頁巖氣投資項目最大的風險點。目前業內普遍采用20年的生產運營期來規劃設計方案，如此長的生產評價期是否具有現實可行性、能否實現投資收益最大化需要進一步研究。過長的生產周期會帶來遠期不確定性風險，不利于頁巖氣開發項目的降本增效。不論是頁巖氣井的實際產量遞減規律還是不同情景下的經濟評價對比分析，都不支持頁巖氣井20年的生產運營期。通過對比分析不同情境下不同生產周期方案的收益率變化規律，結合已開發井的生產數據，建議頁巖氣井在規劃設計階段采用10年的生產運營期來設計，投產后根據邊際利潤理論來核定生產運營期，實現頁巖氣投資項目的收益最大化。

關鍵詞：頁巖氣；生產周期；收益

1前言

國內頁巖氣開發投資以國有企業為主，各單位在頁巖氣投資決策開展經濟評價時，采用的理論與方法主要依據的是國家發展和改革委員會和原建設部聯合的《建設項目經濟評價方法與參數》，兩部委要求有關部門(行業)根據國家的《建設項目經濟評價方法》與《建設項目經濟評價參數》，結合行業特點制定實施細則，并報國家發展和改革委員會與建設部審批[1]。國內建設項目經濟評價在理論和方法上需要與兩部委的規定保持一致，以項目現金流為計算基礎，以財務內部收益率為核心指標。不同行業、不同企業、不同項目在具體開展經濟評價工作時，只是在具體的參數選取時有所區別，國內油氣行業投資經濟評價工作也是如此。關于頁巖氣經濟評價的研究也主要圍繞參數的選取展開，一般使用敏感性分析法分別測算單一參數的變動對項目效益的影響程度[2]，使用蒙特卡洛方法模擬多參數隨機變動時評價結果的概率分布，確定影響單井經濟性的多種因素[3]。有學者將實物期權方法引入頁巖氣開發投資分析研究，將頁巖氣開發項目看作歐式看漲期權[4]，或分段看作美式看漲期權[5]，進行投資決策分析，但該方法因理論研究和實踐經驗較少，是否實用還有待進一步觀察。在以往國內頁巖氣投資分析中，主要關注單井綜合投資、單井EUR、氣價、經營成本等參數指標，沒有深入研究不同生產周期對投資收益的影響。產量是決定頁巖氣開發項目投資收益的主要因素，頁巖氣開發井有其特有的產量遞減規律，在相同的產量遞減規律下，生產評價周期的長短決定其最終的總產量，也就決定了其在運營期的總收益。一般情況下，在制定開發方案及項目投資決策時都是按照一定的遞減規律來安排產量，如何確定合理的生產周期也就成為決定頁巖氣投資成敗的關鍵，也是頁巖氣投資項目最大的風險點。目前行業內在基礎研究、預測最終產量及開發方案經濟評價時，頁巖氣單井普遍采用20年[6]的生產運營期來計算，有的將評價周期選為30年[7]。現實生產中，多采用控壓生產的方式，來達到延長生產期的目的，但國內外業界有關頁巖氣是否應采用控壓方式投產的討論由來已久[8]。即使控壓生產，20年以上的生產評價期是否具有現實可行性，是否采盡最后一立方米氣才能實現投資收益最大化，需要對比不同的生產周期對投資收益的影響，來確定最合理的生產評價期，保障投資收益的最大化。

2傳統的20年生產評價周期的收益率

本文以頁巖氣單井開發為例，來計算不同情景下的收益率。假設鉆井當年即產氣，主要經濟評價參數：單井平均投資按照7453萬元來計算，包含地面、地震、評價井等投資；天然氣價格按照每立方米1.275元來測算，扣除了稅費和管輸費；操作成本按照每立方米0.242元計算，管理及營業費用按照每立方米0.03元來計算；天然氣資源稅按照5.32%計算，城建稅率7%，教育附加稅稅率5%，企業所得稅稅率15%；折舊采用產量法安排折舊，不考慮財政補貼，主要參數見表1。最終可采儲量(EUR)按照11810×104m3計算，傳統方法按照20年來安排頁巖氣井的生產評價期，第1~3年年產EUR的16.7%，合計采出EUR的50%；第4年遞減50%，第5年遞減30%，第6年遞減18%，第7年遞減15%，第8年遞減11%，其余年份均環比遞減10%(見表2)。按照以上參數評價，稅后財務內部收益率是10.93%，財務凈現值970.1萬元，投資回收期5.69年(見圖1)。

3不同生產周期情境下的收益率對比

不同生產周期情境與原有傳統方案區別主要在產量上，其他參數不變。相對于20年的生產評價期，縮短生產評價周期有三種情景：一是原有的排產計劃不變，也就是原有的遞減率不變，這將造成總產量的減少；二是比較理想的情景，改變現有控壓生產的模式，通過技術手段提高前幾年的產量，保持總產量不變；三是比較可能的情景，改變現有控壓生產的模式，通過技術手段提高前幾年的產量，總產量介于第一種場景和第二種場景之間，為了比較方便選取兩者之間的平均數來計算。下面以頁巖氣井單井開發為例，分析不同生產評價周期對投資收益的影響。①第一種情景，原有遞減率不變，原有的排產計劃不變，總產量在20年周期方案中按年份減少。這種情景下與傳統的20年方案相比年產量遞減規律不變，主要變化的是總產量，分別按照17年、14年、11年、8年、5年的生產周期計算產量(見表3)。17年生產評價期的總產量是11057×104m3，14年周期的總產量是10373×104m3，11年生產評價期的總產量是9781×104m3，8年生產評價期的總產量是9051×104m3，5年生產評價期的總產量是7578×104m3。經過計算，此情景下20年、17年、14年、11年、8年、5年生產評價期的財務內部收益率分別為10.9%、10.4%、9.5%、8.3%、6.1%、-2.1%；財務凈現值分別為970.06萬元、877.69萬元、717.66萬元、454.17萬元、9.82萬元、-747.81萬元；投資回收期分別為5.7年、5.6年、5.5年、5.4年、5.2年、∞年，主要指標見表4。生產評價期由20年到5年呈現逐年減少的趨勢，20年縮短至17年方案收益率差別不大，14年以內的收益率變化較大(見圖2)。②第二種情景，改變現有生產的模式，等比例提高前幾年的產量，總產量與20年周期方案相比不變，這是一種十分理想的極限情景。這種情景下，20年、17年、14年、11年、8年、5年方案的總產量都為11810×104m3，生產周期短的方案年產量會逐漸增加，最高年產量分別為1968×104m3、2038×104m3、2142×104m3、2303×104m3、2569×104m3、3068×104m3(見表5)。經過計算，此情景下20年、17年、14年、11年、8年、5年生產評價期的財務內部收益率分別為10.9%、12.1%、13.7%、16.5%、21.2%、31%；財務凈現值分別為970.06萬元、1113.17萬元、1291.04萬元、1519.30萬元、1785.06萬元、2081.77萬元；投資回收期分別為5.7年、5.2年、4.6年、3.9年、3.2年、2.6年，主要指標見表6。生產評價期由20年縮短到5年，收益率呈現逐年增加的趨勢，周期越短增長率越大(見圖3)。此情景下，應該縮短生產評價期，提高投資收益率。③第三種情景，改變現有生產的模式，等比例提高前幾年的產量，總產量取前兩種情景的平均值，也就是總產量減少前兩種情景差值的一半。這種情景下，生產周期短的方案年產量會逐漸減少，20年、17年、14年、11年、8年、5年方案的總產量分別為11810××104m3、11609×104m3、11332×104m3、10952×104m3、10430×104m3、9694×104m3；縮短生產評價期后，年產量介于前兩種情景之間，最高年產量分別為1968×104m3、2003×104m3、2055×104m3、2136×104m3、2268×104m3、2518×104m3(見表7)。經過計算，此情景下20年、17年、14年、11年、8年、5年生產評價期的財務內部收益率分別為10.9%、11.4%、11.9%、12.7%、13.5%、13.6%；財務凈現值分別為970.06萬元、995.62萬元、1004.73萬元、987.12萬元、899.45萬元、670.30萬元；投資回收期分別為5.7年、5.4年、5.0年、4.6年、3.9年、3.2年，主要指標見表8。此情景下，生產周期越短，財務內部收益率越大，但是財務凈現值最高值出現在14年周期方案附近，計算結果證明應該縮短生產評價期，提高投資收益率。綜合考慮財務凈現值指標，8~14年周期方案較為有利，兩項指標交叉點出現在10年周期左右(見圖4)。此情景下，計算結果證明10年周期方案最為有利。

4合理確定頁巖氣單井生產評價期，提高投資收益確定性

前文對比了頁巖氣單井不同生產評價期的變化，很明顯情景二、三比情景一更有利，情景二周期短收益高是最理想的投資情景；情景一是最不利的情景，周期長、收益低、風險大。情景三比較接近真實的場景，因為在傳統的20年周期方案中，一般采取控壓生產的方式延長生產周期，人為使前期產量有所降低，如果不采取控壓生產的方式來排產，極有可能出現接近第三種情景下的情況。

4.1單井生產周期過長會帶來遠期不確定性風險

從投資的角度來講，項目的周期過長會有很多遠期的不確定風險。具體到頁巖氣投資項目，主要風險體現在三個方面。一是產量縮減的風險，20年的生產運營期的中后期，頁巖氣井是否還能如方案設計時設想的那樣能夠產氣具有很大的不確定性，如不能則項目總產量會減少，這是最大的風險點；二是天然氣價格變化的風險，隨著國內能源市場化步伐的加快，在遠期天然氣價格存在跨周期波動的風險，可能比預期的高也可能比預期的低，具有很大的不確定性，會帶來收益降低的風險；三是成本遞增的風險，隨著時間的增長，頁巖氣投資項目的變動成本可能會增加，增加程度與通貨膨脹系數相關，存在成本大于收入的風險。如果收益率相同的情況下，短周期比長周期對于投資方更有利，情景三比情景一更有利，也就是投資界常說的“落袋為安”原則。

4.2頁巖氣項目投資決策階段，適合采用10年左右的單井評價期

根據已投產頁巖氣井區生產實際來看，頁巖氣產量具有遞減快的特點，高產期主要集中在前3年，前三年基本采出預測EUR(最終可采儲量)的50%~60%，第四年開始遞減率都在15%以上，這就決定了在10年以后頁巖氣井的產量很少。目前在產的頁巖氣井，生產年限最長的在7年左右，同一井區的在產井數在7年間快速遞減(見圖5)，后期生產數據還需進一步觀察，但能夠維持20年生產期的概率較小。結合前面的情景對比，按照收益率大、風險低的原則，根據實際的生產經驗，在頁巖氣項目投資決策階段，采用10年的單井生產評價期比傳統的20年單井生產評價期更為合理可行。4.3頁巖氣井投產后，可用邊際利潤精確核定生產周期在頁巖氣井沒有投產之前，沒有真實的產量和財務數據，無法精確確定單井的最佳生產運營期，所以前文建議在方案設計和投資決策階段采用10年的單井生產評價期。在頁巖氣井投產之后，有了實際的產量數據和財務數據，即可以按照邊際利潤來精確確定最優的生產周期。邊際利潤是反映增加產品的銷售量能為企業增加的收益[9]。邊際利潤的計算公式為：邊際利潤=邊際收益-邊際成本。邊際收益是指增加一單位產品的銷售時所增加的收益，即最后一單位產品的售出所取得的收益。利潤最大化時邊際收益等于邊際成本，此時邊際利潤等于零，達到了利潤最大化(見圖6)。對于頁巖氣單井投資來講，在其他條件不變的前提下，隨著后期產量的逐漸減少，變動成本可能逐年上升從而帶動總成本的上升，邊際利潤逐年下降，在邊際利潤為零時及時停產關井是保障投資方利益最大化的必然選擇，并不是采盡最后一方氣才能達到利益最大化，也就是說并不是生長期越長對提高投資收益越有幫助。

5結論與建議

綜上所述，過長的生產周期會帶來遠期不確定性風險，不利于頁巖氣開發項目的降本增效。不論是頁巖氣井的實際產量遞減規律還是不同情景下的經濟評價對比分析，都不支持頁巖氣井20年的生產運營期。從獲得頁巖氣井投資收益最大化的角度出發，規劃設計階段沒有頁巖氣井真實的生產數據時，建議采用10年的生產評價期來規劃設計；投產后有了真實的生產數據之后，可以利用邊際利潤理論來精確核定每口井的生產運營期。

參考文獻：

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作者：史建勛 王紅巖 趙群 劉德勛 吝文 于榮澤 武瑾 蔚遠江 李小龍 單位：中國石油勘探開發研究院 國家能源頁巖氣研發