1、煤层气开发经济模型【摘要】与常规天然气井相比，同样深度和产能的煤层气井的投资和生产成本都高一些，当天然气销售价偏低时，导致煤层气井投资回收额也较低。在经济萧条时，为了保护煤层气开发工程项目，美国国会制定了非常规燃料第 29 号税收优惠法案，当气价坚挺时，煤层气开发工程项目的投资回收额也较高。 阿拉巴马州的黑勇士盆地迄今是世界上含煤盆地中煤层气开发项目最多的盆地。从 1980 年起，24 个不同钻井作业队在该区域钻探了 3800 多口井，投入成本总计大约 15 亿美元。其中绝大多数井是获得美国国会颁布的特殊非常规燃料税收优惠资格后于 19891990 年钻探的，有关钻井项目一直持续到 1990
2、年底。到 1991 年10 月，已有 2714 口井投入生产。尽管很多井还没有排水，日产总量已达到 0063亿 ，截止到 1991 年 11 月 1 日，累计产量达 5247 亿 。当全部煤层气井经完全排水生产后，1994 年黑勇士盆地煤层气的最高日产量将达到 0149 亿 。随着对黑勇士盆地煤层气资源开发工程项目的投资，这些有效资源已经进入到民用消费市场。下面假设有一个 250 口井的开发工程项目，开发初期的气价采用实际销售气价，我们将对该工程项目进行经济分析。当黑勇士盆地煤层气着手开发时的销售气价明显低于预测气价时，即使采用最高产量进行上述项目的经济分析也需要使用非常规燃料第 29 号税收
3、优惠法案的扶持，以提供一个较可行的投资回收方案。1 有关的理论方法首先，应从在该盆地进行煤层气开发的一些大、小生产公司收集勘探开发投资、生产成本方面的数据，还要从阿拉巴马州和参与该项研究的公司处收集那些现有的历史产量数据。杉树湾( )地区位于阿拉巴马州托斯卡卢萨()县的东南部，我们选择该区块作为模拟研究区。从有一年以上生产期的 150 多口煤层气井、有 18 个月生产期的 50 多口及 36 个月生产期的 25 口煤层气井的以往生产数据中，可以得到煤的平均开发生产率，利用这些数据能够得到煤层气、抽出水的平均最高产率。假设在 1988 年租用一块 35000 英亩的土地上，按当时的勘探程序建立一
4、个勘探开发投资模型。根据实际的历史产量数据、假定的煤层总厚、单井控制地质储量、期望生产率和理论上的生产递减率及采收率，能够得到煤层气、抽出水的单井期望产量。对一个工程项目的经济评价就是利用投资模型及气、水产量和以往生产成本进行计算机模拟计算的过程。我们以 1988 年项目开始时的气价期望值和实际气价以及现在的气价期望值为基础来确定气价。2 有关模拟的数据资料准备表 1 展示了模拟项目的投资成本和工期。该工程预定开工时间是1988 年初，完成时间是四年，中间分三个阶段：勘探阶段(表 1)：时间二年，总投资 64 百万美元，具体包括：地质研究、土地租赁、5 口探井(每井深 3500 英尺)、7 口
5、取芯井即详探、煤芯测试井。第二阶段是只有 25 口井的小规模试验生产阶段，时间是 1218 个月，总计投资大约 920 万美元，目的是对大范围商业开发进行评估。试验阶段包括有限的生产装置成本投资，如集输管线、减压装置和水处理设备。随着试采工程项目的成功，接着就要进行大规模商业开发，在该区块需要再钻开发井 225 口，并完成相应的生产基础设施建设，投资金额 754 百万表 1 煤层甲烷开发模拟项目及成本第一阶段： 勘探阶段 地质研究 150000租用土地费(共 35000 英亩，85 美元英亩(土地租借费 75 美元/英亩，土地占用费 10 美元英亩) 2975000探井 个取芯和测试井 975
6、00 探井 5 口(265000 美元井) 1325000测试项目 地质测试(20000 美元井) 100000抽水实验(50000 美元井) 250000水处理(300桶/井，108000 美元井) 540000技术装备和管理费(45000 美元井) 225000意外事故费(45000 美元井) 225000小 计 58875001989 钻进和测试 6 口取芯井 钻井(52000 美元井) 315000岩芯实验室测试和小眼井测试(35000 美元井) 215000技术装备和管理费 30000意外事故费 30000小 计 590000第一阶段总计 6477500第二阶段：小规模试验生产阶段(
7、25 口井的开发项目-5 口探井，20 口开发井)198920 口开发井(钻探、完井、装备)(265000 美元井) 5300000集输系统(25美元) 937500供电系统(2512000 美元） 起动费用(25 口) 625000压缩(租用费，3000 美元井/年) 75000水处理到河流 3 英里长、直径 10 英寸的管道 150000容量 50000 桶的处理池 400000监测站 200000小 计 7987500一般管理和行政监督费(5%) 399375意外事故费用(10%) 798750第二阶段总计 9185625第三阶段： 开发阶段 (另打 225 口开发井，共计 250 口井
8、的开发项目)199091225 口井的钻探、完井和装备(260000 美元/井) 58500000气和水的集输(37000 美元井) 8437500供电、电耗(12000 美元井) 2700000水处理(9800 美元井) 2205000小 计 71842500一般管理和行政监督费(5%) 3592125第三阶段总计 75434625累计工程投资 91097750美元，整个阶段累计需投资 91 百万美元，在我们的模型中，每口 3500英尺(10668 )开发井的生产成本还要包括生产和水处理基础设施费，总值为3193 万美元。租赁生产成本见表 2。日常的监控费用、动力费和一般行政管理费用比较固定
9、，每月按 1000 美元计，另外还有气井的维修费用，该项费用在开始生产时要高一些，因为在这期间需要排水，因而要考虑水处理费，同时需要定期对井泵进行检修。表 2 租赁生产投资费用可变成本压缩(单位成本：53 美元 )月产量， 每井月投资成本，美元 水监测和处理 (单位成本：005 美元桶) 生产年份 月产量，桶 每井月成本，美元 井的维修(修理和替代)生产年份 每井年成本，美元 每井月成本，美元 （年平均)固定成本 每井月成本，美元日生产费(井泵、计量、计量审核) 300电力费用 400管理费 300经过最初的 35 年后，气井维修费用将明显降低，这些变化的成本也包括气体压缩成本(按 53 美元
10、 计算)、水处理费用(按 015 美元桶计算)。黑勇士盆地水处理费用相对较低，因为产出水矿化度较低，固体沉淀处理后可以流入当地的河流中。在头三年的生产中，每口开发井的总模拟生产成本费在 29000美元年之间。21 生产情况模拟区块内的 B 、 L、和煤层组中含有 76 厚的低挥发烟煤，一般需要多层完井。从深层的 B 煤组到浅层的煤组，单层煤平均含气量由 849 变化到 1416 。在我们的研究模型中，取加权平均值 1132 ，单井控制面积为 80 英亩。由此可计算得到单井控制的煤层气地质储量是 0408 亿 。托斯卡卢萨()县东南部一些较好的生产井8个月达到最高产气量 5098 /d，可持续高
11、产 6个月，然后产量开始递减。一些最好的井日产量达 283 万 ，但这种井是相当少见的。在低渗透率煤层区，一些产气较差的井最高日产量低于1115 。在我们的模型中，假定生产井在生产十一个月内达到平均最高日产量5660 ，持续高产 6 个月后产量开始递减。该地区煤层气井的产水量相对较高。在投入生产第一个月内，295 口井的初期平均排水量是 425 桶d。12 个月后，平均日产水量下降到 211 桶，48 个月以后，单井日排水量小于 100 桶。22 财务模拟的假设我们的经济模拟着眼于经济收益，这里的经济收益是指在支付占总数额 15%的资源补偿费后的全部经营所得，煤层气总产量应该减去进行气体加压收缩而消耗的份额，按 6%计算。每年的煤层气纯产量再乘以工业销售气价就是年总产值。总产值减去租借生产成本、无形的钻井成本、阿拉巴马州的资源开采税以及托斯卡卢萨县的货物税就是净收益，不包括经营收入所得税。可征税收入的计算是在净收益减去矿藏储量衰竭减税率和依据单位产量法制定的工程投资折旧费后的收入。另外 34%的公司税率也包括在这部分纯可征税收入内。最后，假定适于第 29 条法案的全部税收优惠额也算在当年的收益中。1980 年
