煤層氣開發(fā)經(jīng)濟(jì)模型

煤層氣開發(fā)經(jīng)濟(jì)模型【摘要】與常規(guī)天然氣井相比，同樣深度和產(chǎn)能的煤層氣井的投資和生產(chǎn)成本都高一些，當(dāng)天然氣銷售價偏低時，導(dǎo)致煤層氣井投資回收額也較低。在經(jīng)濟(jì)蕭條時，為了保護(hù)煤層氣開發(fā)工程項目，美國國會制定了非常規(guī)燃料第29號稅收優(yōu)惠法案，當(dāng)氣價堅挺時，煤層氣開發(fā)工程項目的投資回收額也較高。

阿拉巴馬州的黑勇士盆地迄今是世界上含煤盆地中煤層氣開發(fā)項目最多的盆計大約15億美元。其中絕大多數(shù)井是獲得美國國會頒布的特殊非常規(guī)燃料稅收優(yōu)

惠資格后于1989～1990年鉆探的，有關(guān)鉆井項目一直持續(xù)到1990年底。到1991年

10月，已有2714口井投入生產(chǎn)。盡管很多井還沒有排水，日產(chǎn)總量已達(dá)到0063當(dāng)全部煤層氣井經(jīng)完全排水生產(chǎn)后，1994年黑勇士盆地煤層氣的最高日產(chǎn)量

將達(dá)到0149億ｍ３。

隨著對黑勇士盆地煤層氣資源開發(fā)工程項目的投資，這些有效資源已經(jīng)進(jìn)入

到民用消費市場。下面假設(shè)有一個250口井的開發(fā)工程項目，開發(fā)初期的氣價采

用實際銷售氣價，我們將對該工程項目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。當(dāng)黑勇士盆地煤層氣著手

開發(fā)時的銷售氣價明顯低于預(yù)測氣價時，即使采用最高產(chǎn)量進(jìn)行上述項目的經(jīng)濟(jì)

分析也需要使用非常規(guī)燃料第29號稅收優(yōu)惠法案的扶持，以提供一個較可行的投

資回收方案。

1有關(guān)的理論方法

首先，應(yīng)從在該盆地進(jìn)行煤層氣開發(fā)的一些大、小生產(chǎn)公司收集勘探開發(fā)投

資、生產(chǎn)成本方面的數(shù)據(jù)，還要從阿拉巴馬州和參與該項研究的公司處收集那些

現(xiàn)有的歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

杉樹灣(ＴｈｅＣｅｄａｒＣｏｖｅ)地區(qū)位于阿拉巴馬州托斯卡盧薩(

Ｔｕｓｃａｌｏｏｓａ)縣的東南部，我們選擇該區(qū)塊作為模擬研究區(qū)。從有一

年以上生產(chǎn)期的150多口煤層氣井、有18個月生產(chǎn)期的50多口及36個月生產(chǎn)期的2

5口煤層氣井的以往生產(chǎn)數(shù)據(jù)中，可以得到煤的平均開發(fā)生產(chǎn)率，利用這些數(shù)據(jù)

能夠得到煤層氣、抽出水的平均最高產(chǎn)率。

假設(shè)在1988年租用一塊35000英畝的土地上，按當(dāng)時的勘探程序建立一個勘

探開發(fā)投資模型。根據(jù)實際的歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)、假定的煤層總厚、單井控制地質(zhì)儲

量、期望生產(chǎn)率和理論上的生產(chǎn)遞減率及采收率，能夠得到煤層氣、抽出水的單

井期望產(chǎn)量。

對一個工程項目的經(jīng)濟(jì)評價就是利用投資模型及氣、水產(chǎn)量和以往生產(chǎn)成本

進(jìn)行計算機(jī)模擬計算的過程。我們以1988年項目開始時的氣價期望值和實際氣價

以及現(xiàn)在的氣價期望值為基礎(chǔ)來確定氣價。

2有關(guān)模擬的數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備

表1展示了模擬項目的投資成本和工期。該工程預(yù)定開工時間是1988年初，

完成時間是四年，中間分三個階段：

勘探階段(表

1)：時間二年，總投資64百萬美元，具體包括：地質(zhì)研究、

土地租賃、5口探井(每井深3500英尺)、7口取芯井即詳探、煤芯測試井。第二階美元，目的是對大范圍商業(yè)開發(fā)進(jìn)行評估。試驗階段包括有限的生產(chǎn)裝置成本投

資，如集輸管線、減壓裝置和水處理設(shè)備。

隨著試采工程項目的成功，接著就要進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)開發(fā)，在該區(qū)塊需要再

鉆開發(fā)井225口，并完成相應(yīng)的生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，投資金額754百萬

表1煤層甲烷開發(fā)模擬項目及成本

第一階段：勘探階段

１９８８地質(zhì)研究150000

租用土地費(共35000英畝，85美元／英畝(土地租借費75美元/英畝，土地占用

費10美元／英畝)

2975000

探井

１個取芯和測試井97500測試項目

地質(zhì)測試(20000美元／井)100000

抽水實驗(50000美元／井)250000

水處理(300×１８０桶/井，108000美元／井)

540000

技術(shù)裝備和管理費(45000美元／井)225000

意外事故費(45000美元／井)225000

小計5887500

1989鉆進(jìn)和測試6口取芯井

鉆井(52000美元／井)315000

巖芯實驗室測試和小眼井測試

(35000美元／井)

215000

技術(shù)裝備和管理費30000

意外事故費30000

小計590000

第一階段總計6477500

第二階段：

小規(guī)模試驗生產(chǎn)階段

(25口井的開發(fā)項目--5口探井，20口開發(fā)井)

1989

20口開發(fā)井(鉆探、完井、裝備)(265000美元／井)

5300000

集輸系統(tǒng)(25×１２０００美元)937500

供電系統(tǒng)(25×12000美元）３０００００

起動費用(25口)625000

壓縮(租用費，3000美元／井/年)75000

水處理到河流

3英里長、直徑10英寸的管道150000

容量50000桶的處理池400000

監(jiān)測站200000

小計7987500

一般管理和行政監(jiān)督費(5%)399375

意外事故費用(10%)798750第三階段：開發(fā)階段

(另打225口開發(fā)井，共計250口井的開發(fā)項目)

1990~91

225口井的鉆探、完井和裝備(260000美元/井)

58500000

氣和水的集輸(37000美元／井)8437500水處理(9800美元／井)2205000一般管理和行政監(jiān)督費(5%)3592125

第三階段總計75434625

累計工程投資91097750

美元，整個階段累計需投資91百萬美元，在我們的模型中，每口3500英尺(1066

8ｍ)開發(fā)井的生產(chǎn)成本還要包括生產(chǎn)和水處理基礎(chǔ)設(shè)施費，總值為3193萬美

元。

租賃生產(chǎn)成本見表2。日常的監(jiān)控費用、動力費和一般行政管理費用比較固

定，每月按1000美元計，另外還有氣井的維修費用，該項費用在開始生產(chǎn)時要高

一些，因為在這期間需要排水，因而要考慮水處理費，同時需要定期對井泵進(jìn)行

檢修。

表2租賃生產(chǎn)投資費用

可變成本

壓縮(單位成本：53美元／ｋｍ３)

月產(chǎn)量，ｋｍ３每井月投資成本，美元

１７０９００

水監(jiān)測和處理(單位成本：005美元／桶)

生產(chǎn)年份月產(chǎn)量，桶每井月成本，美元

１７８００３９０

２３９００１９５

３３５１０１７６

４３１２０１５６

５２７３０１３７

井的維修(修理和替代)

生產(chǎn)年份每井年成本，美元每井月成本，美元

１１００００

２６０００

３~５４０００

６２０００３０５（６年平均)

固定成本

每井月成本，美元

日生產(chǎn)費(井泵、計量、計量審核)300

電力費用400

管理費300

經(jīng)過最初的3～5年后，氣井維修費用將明顯降低，這些變化的成本也包括氣

體壓縮成本(按53美元／ｋｍ３計算)、水處理費用(按015美元／桶計算)

。黑勇士盆地水處理費用相對較低，因為產(chǎn)出水礦化度較低，固體沉淀處理后可

以流入當(dāng)?shù)氐暮恿髦?。在頭三年的生產(chǎn)中，每口開發(fā)井的總模擬生產(chǎn)成本費在29

000～３３０００美元／年之間。

21生產(chǎn)情況

模擬區(qū)塊內(nèi)的BｌａｃｋＣｒｅｅｋ、ＭａｒｙLｅｅ、Ｐｒａｔｔ和Ｃ

ｏｂｂ煤層組中含有76ｍ厚的低揮發(fā)煙煤，一般需要多層完井。

從深層的BｌａｃｋＣｒｅｅｋ煤組到淺層的Ｃｏｂｂ煤組，單層煤平均

含氣量由849ｍ３／ｔ變化到1416ｍ３／ｔ。在我們的研究模型中，取制的煤層氣地質(zhì)儲量是0408億ｍ３。

托斯卡盧薩(Ｔｕｓｃａｌｏｏｓａ)縣東南部一些較好的生產(chǎn)井8～１２個

月達(dá)到最高產(chǎn)氣量5098～８４９０ｍ３/d，可持續(xù)高產(chǎn)6～１２個月，然后產(chǎn)

量開始遞減。一些最好的井日產(chǎn)量達(dá)283萬ｍ３，但這種井是相當(dāng)少見的。

在低滲透率煤層區(qū)，一些產(chǎn)氣較差的井最高日產(chǎn)量低于1115ｍ３。在我們

的模型中，假定生產(chǎn)井在生產(chǎn)十一個月內(nèi)達(dá)到平均最高日產(chǎn)量5660ｍ３，持續(xù)

高產(chǎn)6個月后產(chǎn)量開始遞減。該地區(qū)煤層氣井的產(chǎn)水量相對較高。在投入生產(chǎn)第

一個月內(nèi)，295口井的初期平均排水量是425桶／d。12個月后，平均日產(chǎn)水量下

降到211桶，48個月以后，單井日排水量小于100桶。

22財務(wù)模擬的假設(shè)

我們的經(jīng)濟(jì)模擬著眼于經(jīng)濟(jì)收益，這里的經(jīng)濟(jì)收益是指在支付占總數(shù)額15%

的資源補償費后的全部經(jīng)營所得，煤層氣總產(chǎn)量應(yīng)該減去進(jìn)行氣體加壓收縮而消

耗的份額，按6%計算。每年的煤層氣純產(chǎn)量再乘以工業(yè)銷售氣價就是年總產(chǎn)值。

總產(chǎn)值減去租借生產(chǎn)成本、無形的鉆井成本、阿拉巴馬州的資源開采稅以及

托斯卡盧薩縣的貨物稅就是凈收益，不包括經(jīng)營收入所得稅?？烧鞫愂杖氲挠嬎?/p>

是在凈收益減去礦藏儲量衰竭減稅率和依據(jù)單位產(chǎn)量法制定的工程投資折舊費后

的收入。另外34%的公司稅率也包括在這部分純可征稅收入內(nèi)。

最后，假定適于第29條法案的全部稅收優(yōu)惠額也算在當(dāng)年的收益中。1980年

通過的這項優(yōu)惠法案是為了鼓勵非常規(guī)燃料的商業(yè)化開發(fā)而制定的，象瀝青砂、

頁巖和煤層氣。1990年的優(yōu)惠數(shù)額是3074美元／ｋｍ３，優(yōu)惠額隨著通貨膨

脹率的浮動作相應(yīng)調(diào)整，一直到2002年為止。

23氣價

我們假定模擬工程項目于1988年開始建設(shè)，黑勇士盆地煤層氣的銷售價格每我們對其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。糟糕的是，由于經(jīng)濟(jì)蕭條以及天然氣生產(chǎn)的供大于求，

天然氣的銷售價格從1990年至今一直呈下降趨勢。以實際的平均銷售價格為基準(zhǔn)

進(jìn)行二次經(jīng)濟(jì)分析，并與上述假設(shè)價格的情況相比較研究，以展示低于最初預(yù)測

氣價的實際銷售氣價對模型預(yù)測所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響。

表3列出了在模擬現(xiàn)金流量和經(jīng)濟(jì)分析中用到的一些經(jīng)濟(jì)參數(shù)。

3經(jīng)濟(jì)模擬結(jié)果的分析

在我們假想的開發(fā)工程項目中，按預(yù)想的情況每口煤層氣開發(fā)井應(yīng)該生產(chǎn)25

36Ｍｍ３氣，占單井控制面積內(nèi)地質(zhì)儲量的62%(或采收率62%)，生產(chǎn)壽命超

過30年。表4列出了每口井的產(chǎn)量和儲量。在這個250口井開發(fā)項目中，預(yù)計在項

目開發(fā)期的第六年達(dá)到最高產(chǎn)量，即133Ｍｍ３／ｄ。

表3黑勇士盆地開發(fā)的有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

經(jīng)營利率100%

凈收益率085

燃料消耗6%(總產(chǎn)量)

氣價美元／ｋｍ３美元／ｋｍ３

年份預(yù)測價實際價

199074157415199278744732

年增長率按5%計，最高價是12359美元／ｋｍ３

開采稅率，%4

礦區(qū)枯竭減稅和折舊率，%34(單位生產(chǎn)法)

公司稅率，%34

第29號法案稅優(yōu)惠數(shù)額(美元／ｋｍ３）

１９９０3072

19913178

19923319

年增長率是4%，直到2002年

凈現(xiàn)值貼現(xiàn)率，%15

表4煤層氣開發(fā)模擬項目的產(chǎn)量和儲量

黑勇士盆地煤層氣的多煤層完井

井深，m

煤層厚度,m

平均含氣量,m3/t

煤密度,t/m3

單井控制面積，m2

單井控制地質(zhì)儲量,Mm3

采收率，%

平均最高日產(chǎn)量,km3

在經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)的累計最高產(chǎn)量，Mm3

模擬采收率，%10668

762

1133

146

3237496

4078Ｍ

65

566

2537

62(30年)

31按原來預(yù)期氣價分析

我們假設(shè)模擬項目的大規(guī)模開發(fā)于1988年開始，預(yù)計氣價按每年5%的速度遞

增。在提高氣價的前提下，我們對這個假設(shè)的250口井開發(fā)項目進(jìn)行的模擬經(jīng)濟(jì)

分析得到以下結(jié)果：繳納聯(lián)邦收入稅以前的未貼現(xiàn)收入是244百萬美元，與投入按15%的貼現(xiàn)率計算凈現(xiàn)值198百萬美元。

如果沒有第29條稅收優(yōu)惠法案，稅后收入與投資比是34∶１；內(nèi)部收益率得稅收優(yōu)惠后，稅后收益是292百萬美元，收入投資比(P／I)是62∶1；內(nèi)部收

益率(IRR)上升到33%；按15%的貼現(xiàn)率計算凈現(xiàn)值是484百萬美元。

在這種情況下，既使沒有第29號稅收優(yōu)惠法案，這種低風(fēng)險的開發(fā)項目投資

在稅后也能獲益。如果這種稅收優(yōu)惠政策全面實施，煤層氣的勘探開發(fā)投資項目

將具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

32按實際氣價分析

然而，實際的天然氣銷售價格不是上升，而是從1990年起就一直下跌。如果收將明顯低于原來預(yù)計的數(shù)額。稅前未貼現(xiàn)收入下降到822百萬美元，收入投

資比只有17∶1；內(nèi)部收益率(IRR)是71%，按15%的貼現(xiàn)率計算凈現(xiàn)值是虧損

244百萬美元。如果沒有第29號稅收優(yōu)惠法案，稅后收入投資比只有11∶1，

內(nèi)部收益率是58%；如果第29號稅收優(yōu)惠政策全面實施，內(nèi)部收益率(IRR)上升

到227%，未貼現(xiàn)的收入-投資比(P／I)是39∶1，按15%的貼現(xiàn)率計算凈現(xiàn)值很明顯，如果沒有第29號稅收優(yōu)惠法案，開發(fā)項目的投資情況將非常差。相

反，有了這項稅收優(yōu)惠政策，這些開發(fā)項目的投資因風(fēng)險較小而變得可行。通過

對第29號稅收優(yōu)惠政策對開發(fā)模型經(jīng)濟(jì)的影響分析，明確地說明了實施這項優(yōu)惠

政策的必要性，有了它，開發(fā)項目就是可行的；否則，開發(fā)項目就不能進(jìn)行。

表5我們列出了不同的價格體系下，黑勇士盆

表5煤層氣開發(fā)項目稅收經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

稅前稅后稅優(yōu)后

按1990年的預(yù)期價格計算

收益／投資

52

34

62

內(nèi)部收益率211173330

15%貼現(xiàn)率凈現(xiàn)值(百萬美元)19860484收益／投資

17

11

39１５％貼現(xiàn)率凈現(xiàn)值(百萬美元)(-24

4)(-23

1)(19

2)

地煤層氣模擬開發(fā)工程項目稅前和稅后的有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

４投資回收討論

在黑勇士盆地煤層氣勘探開發(fā)項目和位于托斯卡盧薩東南部的模型開發(fā)項目

中，單井平均最高產(chǎn)氣率是2813m３/d，假定氣價接近或超過7067美元/km

3，則該產(chǎn)量應(yīng)該能提供較好的稅前及稅后投資回收率，但不顯著。當(dāng)氣價堅挺

時