在迷你系列“页岩气神话和现实”三部曲中的第二部分里，我想论述的问题是围绕页岩气这一新型资源的一系列核心问题中的一个：页岩气究竟是便宜还是贵？上周，在安得烈蒙特福德的“Bishop Hill”博客上的激烈讨论中，我声称页岩气是贵的，而非便宜。这一观点引发了一系列长篇大论的怀疑和反对。
    相反观点认为，页岩气便宜而且很便宜。因为使用页岩气还可以节省许多钻探和输送页岩气所需的钢管的费用，以及制造钢管所需的人工费。
    根据前期对页岩气成本所做的一些调查，我认为保本价格可能在4美元到8美元/千立方英尺之间（每一千立方英尺的价格大致相当于每百万英制热量单位的价格，即美元/百万btu）。一个应注意到的极其重要的情况是：如果是在欧洲，目前4美元到8美元的价格是便宜的；如果是在日本则是非常便宜的；但是如果是在北美，这个价格很贵（图1）。因此，对全生命周期生产成本简单地做出贵或便宜的结论不是一个明智的方式。

图1  全球天然气年平均价格的变化（据英国石油公司）

北美页岩气开发、福岛核事故和液化天然气的短缺是推动价格变化的几个主要因素。右边的灰色栏显示美国页岩气保本价格的最小值、最大值和中值（据贝克研究所Ken Medlock）。如果是在日本，这3种价格都非常便宜，但在美国却会被认为是很高的价格，基本上仍然高于美国当前的现货价格（每百万英热量单位3.85美元）。
   

    在对已公布的页岩气全生命周期盈亏成本估计数字进行更详细的分析前，这里将首先非常简要地概述美国页岩气生产的历史和页岩气产量惊人的增长速度。因为了解过去，有助于理解现在，并有可能预见未来。

   一、美国页岩气产量

    图2显示了David Hughes编制的美国页岩气产量增长的历史。可以看出，美国页岩气主要产自Haynesville、Barnett、Marcellus和Fayetteville这4个地区（图2和图3）。页岩气产量已经从2007年每天约40亿立方英尺增长到2012年每天约260亿立方英尺！页岩气产量的增长对美国天然气总产量有实质的影响，美国天然气总产量从1995年～2002年每月2万亿立方英尺的稳定水平增长到2012年每月2.5万亿立方英尺（图4）。一些人认为这是美国向能源独立的迈进，然而也有人认为受成本和递减率的影响，这可能是一个能源泡沫。

图2  2000～2012年美国各地区页岩气产量累计
（产量从21世纪初的停滞状态到现在惊人的每天250亿立方英尺）

图3  美国和加拿大主要页岩气和石油产地（资料来源：美国能源信息署）

图4  自1993年以来美国不同类型天然气产量的变化（基于美国能源信息署数据制作）
2006年数据系列的异常是因为页岩气数据的引入。在此之前，页岩气产量包括在传统的干气产量中。2011年末，页岩气占美国天然气总产量的32%。据David Hughes的调查结果，页岩气产量到2012年末已占美国天然气总产量的40%（图2）。

    美国页岩气产量的超常增长并不是偶然发生的。从2003年开始美国钻探工业进入超速发展期，到2008年夏天钻探设备总数是2003年的两倍多，达到2000台（图5）。大多数钻探设备是开采天然气的，把图5、图2和图4结合起来，就会明显地看到越来越多的钻机把开采页岩气作为目标，这是以常规天然气产量的减少为代价的，其维持多年的稳定水平从2007年开始下降（图5）。2008年8月金融危机爆发后，钻探活动急剧减少，因为当时所有人都在评估今后全球金融体系的格局。美国的钻探活动在2009和2010年迅速恢复。随后又开始了从页岩气开采向页岩油开采的大转移（图5）。金融危机以前，大约有400台石油钻机，1600台天然气钻机。现在是大约1400台石油钻机，400台天然气钻机。

图5  美国贝克休斯油田服务公司提供的美国钻机数与美国能源信息署提供的天然气总产量对比

    1995年以来，美国钻探队伍的规模已经从大约700台钻探设备增长到2000台。在很长一段时间里，美国增长的钻探工作量仅仅能够弥补减少的工作量，从而维持总体工作量不下降的局面，直至钻探行业把目标转向页岩。与开采非常成熟的常规天然气相比，新的页岩气开采项目显然给公司带来了更高的产量回报。是否页岩气开采也能给公司带来更高的经济回报尚待分晓。有证据显示天然气总产量在过去的24个月里始终维持在一个稳定水平上。
    油气公司从开采天然气转向开采石油的原因很简单。页岩气的生产过剩使价格从2008年6月的超过13美元/千立方英尺下降到2012年4月的不到2美元/千立方英尺（图6）。在相同的时间段里，石油价格要高得多，从而激励了页岩气开采向页岩油开采的大转移。不到2美元/千立方英尺的天然气价格对于美国消费者和经济增长来说是一个异想天开的数字，但却导致了埃克森美孚公司首席执行官Rex Tillerson的著名宣告：“今天我们的财产全部化为乌有”。他在纽约外交关系理事会的一次发言里说，“我们没赚到钱，账面上都是红色赤字。”

图6  亨利中心天然气现货价格（资料来源：美国能源信息署）

    欧洲和亚洲各国政府对美国的低价格羡慕不已，因为福岛核事故和2012年液化天然气供应量的下降导致了国际市场上天然气短缺，使价格飙升到历史最高水平，同时也导致了不同地区天然气价格的巨大差距（图1）。美国天然气价格下降到小于2美元/千立方英尺的情况制造了一个错觉，即页岩气是便宜的。但实际上是生产过剩使得美国天然气价格大跌至公司可以获益的水平以下。这种情况对社会是不利的，因为社会的生存有赖于可以赢利的能源工业，但社会没有意识到这一点。

   二、页岩气的实际成本是多少？

    在北美，页岩气的全生命周期实际生产成本是多少？没有单一的和简单的回答，有大量的变量需要考虑：
     1. 气井的最终回收率（EUR）
     2. 钻井的沉没成本
     3. 土地成本
     4. 管道、加工设备和运输至市场的成本
     5. 税和权利金
     6. 付出利息和利率
     7. 公司日常管理费
    不同州之间在某些变量上的差异是很大的，例如税制，北美和欧洲之间税制差异更大。在以下给出的各种各样的评估结果里，在某些情况下还不清楚是否使用了全生命周期经济评估法或“远期点”（point-forward）经济评估法。下面是莱斯大学贝克研究所能源研究中心资深总监Ken Medlock的评估结果。
    “一些井每千立方英尺只投入2.65美元成本就可以盈利，其它的需要投入8.10美元……中值是4.85美元。”

图7  Ruud Weijermars在其学术论文中指出，美国不同产地的页岩气最低价格在每千立方英尺4到6美元之间。

左图：2007～2011年美国主要的页岩气产区的产量；右图：美国主要页岩气产区的盈亏平衡点边际价格

    图1中已标示了上述3个价格。图7引自一项学术研究的结果，显示最低成本为每千立方英尺4到6美元。
    页岩气分析和评论家Arthur Berman在其2012年的论文中指出，按8%的贴现率计算，美国Barnett、Fayetteville和Haynesville三地生产的页岩气的全生命周期成本超过了8美元。Berman认为公司一直在高估最终回收率，因此相对成本实际上比公司公布的要高。按天然气的现价计，美国所有页岩气产区都是非盈利的。
   一家主要石油公司的前首席执行官说：一切都取决于页岩气的价格。如果价格在每千立方英尺4～5美元，则页岩气产量会很高。
    总之，情况似乎很明显，如果价格低于每千立方英尺2美元，则整个页岩气行业就无利可图。现有的证据表明，贝克研究所Ken Medlock对页岩气价格的估计是比较合理的。各个公司的利润率取决于他们总体业务的质量。只有时间能够证明Weijermars和Berman估计的高价格是否会因页岩气产量低于当前的预测量而实现。但这是一个极端不稳定和活跃的行业，效率一直在提升，因此对成本，尤其是今后成本的预测极其困难。

   三、美国页岩气的未来

    有迹象显示，美国页岩气产量增长速度的急剧放缓已经开始导致美国天然气总产量增速放缓。在过去24个月内，美国天然气总产量始终稳定在一个水平上可能就是证据（图5）。令人惊奇的是开采速率下降之后，产气量继续上升。部分是由于开采与输送系统之间的时间滞差。气井需要等管道接通，任何时候都有储备的新井闲置在那里等待连接管道。而且钻井效率也提高了，水力压裂和完井技术也正在改善，类似宾夕法尼亚州Marcellus的一些地区，生产的热点地区正在被发现和钻探。以下这段话引自“傻瓜投资指南”网：
    根据贝克休斯的数据，相当多公司都在采用垫块钻井方法。因此北美地区2013年第三季度的钻井工作量比2012年第一季度高出15%不应该感到惊讶。
根    据美国能源信息署的数据，在美国北达科他州的巴肯页岩区，今年新井每台钻机的日产油量预计将提高将近一倍。去年的日产油量略高于250桶，而今年12月的日产油量估计可达到496桶。同样，在德克萨斯州的老鹰堡页岩区，新井每台钻机的日产量预计可从去年的约200桶增加至今年的413桶。
    这样一来，油气的供求似乎有可能实现平衡。400台钻机能够生产出足够多的石油以弥补天然气产量的下降。美国对廉价天然气的需求已经提高了，还需要从加拿大进口少量天然气。在现在市场条件下，很难想象还会有钻机从开采石油转向开采天然气。因此，合理的预测似乎是：石油产量的增长可能会停下来，甚至在中期可能逆转，这种情况将持续到天然气价格回升到某个水平上，足以使上述在巴肯和老鹰堡页岩区开采石油的钻机又转向开采页岩气。
    页岩气开采效率的惊人增长速度肯定会在达到某个水平后放缓。从长远看，产量将取决于能够发现多少高效和高产的气井。只要新井的质量继续高于老井，那么页岩气的奇迹似乎将永远继续下去。
    根据上面的分析，美国天然气价格可能将继续上涨，并在短期内升至每千立方英尺5美元。市民可能会因此而抱怨，但应该认识到只有把价格维持在这个水平，页岩气开采业才有可能至少在一段时期内繁荣发展，美国经济才会受益。按照5美元/立方英尺的价格，那些拥有低成本、高效率气井的公司可以赚许多钱，而那些只有高成本、低效率气井的公司则可能无利可图。

   一、前 言

    气候变化和石油价格大幅上涨是国际社会面临的两大中长期能源问题。当前许多油田正在枯竭，新发现的石油资源在数量上不足以弥补源源不断采出的石油资源，致使全球石油资源总量呈现不断减少的趋势。目前一些大石油公司正在向海洋挺进，为寻找化石能源而加大挖掘的深度。有几家公司甚至开始在北冰洋进行石油勘查活动。在恶劣的地理环境中工作对勘查公司来说似乎已经习以为常，但这无疑会使勘查成本增加，进而导致化石燃料的生产成本提高。在这样严峻的形势下，人们认为开发利用页岩气至少能够暂时缓解能源供不应求的压力。天然气价格在过去10年间攀升到了创纪录的高位，因而重新燃起了企业开发诸如煤层气、致密地层天然气和页岩气等“非常规”天然气资源的兴趣。
    在日益严峻的能源供不应求的形势下，印度与其他国家一样，积极开发所有可能被利用的能源资源。而包括页岩气在内的非常规天然气资源有可能在今后几十年间大大缓解能源供应的紧张局面。页岩是由粘土或泥土层形成的岩石的通称。在周围地质体的作用下，这些粘土或泥土层被压实成细粒的沉积岩。被圈闭在这类岩石建造中的气体被称作“页岩气”。就其化学成分而言，页岩气通常是以甲烷为主要成分的干性气体。
    在许多含有机质页岩储气层中，天然气是储存在裂隙中的游离气体。所有岩石都有可以储存水或天然气的孔隙，而页岩因粒度细且结构致密，水或气体穿过这类岩石运移的空间极小。为释放出气体，尤其是商业用量的气体，页岩中必须有自然裂隙或人工制造的裂隙，才能具有合适的渗透性。
    页岩中存在气体是世界各地早已发现的事实。但由于页岩渗透率低，开采其中的天然气被认为不具经济可行性。低渗透率导致气体不易流动，因此也就难以被开采出来。20世纪，勘查者把很大一部分精力都放在寻找高渗透率的砂岩和石灰岩层上。
    情况在20世纪90年代出现了转机。人们现在可以采用新的开采技术，用高压将水注入致密页岩矿床建造中，使其产生裂隙。水与砂混合在一起可以保持裂隙的开放状态，从而增加了储气层的渗透率，使气体流动。页岩矿床具有深度不大但覆盖面积大的特点，垂直打钻仅能控制20～30米的页岩带，因此每口井的产气量很小。钻进技术在过去20多年间取得了新的进步，今天人们已经可以用水平钻井的方法开采页岩气。水平气井可以控制几百米的页岩带，从而大大增加了每口气井的产气量。技术的进步提高了页岩气的经济开采价值，也完全改变了美国天然气市场的状况。

    二、学习美国经验

    美国发现页岩气资源迄今已有相当长的时日，页岩气开采技术也经多年努力研发出来，但此技术过去不具有经济上的吸引力。由于天然气价格低，投资者不愿意把资金投放在一个尚处于初始阶段的产业上。
    使页岩气产业在近年来具有经济吸引力的三大因素是：一是水平钻进技术取得进步；二是水力压裂技术取得进步；三是天然气价格在过去几年间因需求量增加而大幅上涨。
    Fort Worth Barnett、Fayetteville、Antrim、Arkoma、Woodford、Marcellus和Haynesville是美国的一些页岩盆地，页岩气产业在这些地区已十分兴旺。支持美国页岩气产业取得成功的主要因素是：有利的地质条件，充足的可供使用的资源，以及在美国能源部支持下持续进行的改进页岩气回收技术的研发工作。此外，市场化的天然气价格、发达的管道输送系统、成熟的天然气市场、稳定的财税体制、精简的租约管理制度以及税收抵免政策等，都是推动页岩气产业走向繁荣的因素。
    美国的页岩气产业经历了一系列的变革。今天，美国在技术和经济上都具有页岩气生产的优势。页岩气革命使美国从天然气进口国转变成天然气出口国（向日本出口），目前全球90%的页岩气都是美国生产的。

    三、印度的页岩气勘查工作

    虽然页岩气资源自20世纪50年代就被标示在全球能源地图上，但直至20世纪90年代这种天然气的开发利用才具有技术和经济上的可行性。2000年以来，天然气价格上涨以及水力压裂和水平钻井技术的进步使得页岩气开采项目有利可图。目前纽约商品交易所的天然气价格为4～6美元/mmBTu（百万英热单位）左右，这使得页岩气成为能源公司的重要资产。
    目前的石油价格为每桶70～75美元，并有可能再次上涨到2008年的峰值——每桶150美元。天然气价格目前是4～6美元/mmBTu，但在2008年6月，纽约商品交易所的天然气价格达到了13美元/mmBTu的峰值。近年来，常规化石燃料市场价格变化无常，更凸显出页岩气对于一个国家能源供应安全和实现能源自给自足的重要性。按照印度新勘探许可政策（NELP），产自Krishana Godavari盆地的天然气定价为4.2美元/mmBTu，C-系列天然气的价格则是5.25美元/mmBTu。进口液化天然气（LNG）的价格则是随着国际市场天然气价格波动情况不断变化的，曾经高达16美元/mmBTu。鉴于页岩气价格大大低于国际市场天然气的价格，印度的页岩气资源又很有潜力，可以预计，印度的页岩气开发业将兴旺发达。能源安全对于印度在今后几十年内的经济可持续增长至关重要，这在很大程度上是因为印度是一个石油进口国。为缓解能源供应不足的问题，印度已经把大力发展页岩气开发产业列入规划。
    印度计划于2011年底对外开放页岩气勘查投资项目。最近与美国就页岩气开发签订的谅解备忘录将有助于推动印度某些页岩气盆地的储量评价工作。
    从理论上说，印度的一系列沉积盆地，如位于恒河平原、古吉拉特邦、拉贾斯坦邦、安得拉邦及其他沿海地区的沉积盆地，包括Cambay、Assam-Arkana和Damodar等含油气盆地，都有大型页岩矿床。虽然不能说所有的页岩矿床都适合于页岩气勘查，但总体看来，这些盆地的页岩气勘查潜力不容小觑。技术合作将有助于使用精密的模型筛选出最有潜力的页岩气富集区，并在这些地区进行钻探勘查。
   1. 制定鼓励政策
    印度国内的天然气产量有限，对进口天然气的依存度高，因而制约了印度的天然气消费。
    根据印度现行的能源政策，石油公司只能开采其所持有的勘查区块内发现的常规石油和天然气。开发非常规能源被认为是获取额外之财，因此必须通过单独的招投标程序，申请到新的许可证后才能开采。石油公司在打石油钻井过程中有时会发现厚层的煤和页岩，但他们对此不感兴趣，因为印度政府不允许他们开采这些在现有许可证限定条件以外的能源。
鉴于此，印度政府应尽快考虑制定以下政策：
 允许石油公司在开发常规石油和天然气的同时，勘查和生产页岩气和煤层气。这一政策可能会使一些被宣布为不具商业可行性的老油井恢复生机，并提高印度的能源产量。
 制定有力的页岩气开发鼓励政策，并进行地震勘查以查明潜力大的页岩气区块。
 制定市场驱动的天然气定价模型。
 政府通过制定优惠政策帮助国营和私营公司引进国外先进的页岩气技术。
  2. 通过国际合作争取他国帮助
    页岩气的开发在美国起到了扭转局面的作用。因为有了页岩气，美国在过去10年间从天然气进口国变成了天然气出口国。世界著名能源经济学家，普利策奖获得者丹尼尔=耶金指出，页岩气开发技术“是近10年来能源领域最重要的创新”。世界各地的石油公司目前都在寻求投资页岩气产业的机会，将其视为有利可图的行业。

表1  某些拥有丰富页岩气储量的地区

    为获得可靠的页岩气供应，印度公司已经进入美国和澳大利亚等国从事页岩气开发活动（表1）。与澳大利亚、欧洲、新西兰和中国等国建立的战略合作关系将在近期被证明是有益的。上述国家都拥有页岩气开发方面的先进技术和经过检验的商业模型，可以在技术上帮助印度开发本国的页岩气资源。印度公司与外国公司的战略合作关系也有助于为印度的页岩气产业吸引更多的国内外投资。
   3. 页岩气和碳信用额
    与煤和原油相比，天然气属于清洁能源，开发利用天然气有助于减轻环境退化的压力。目前世界各国都在按照哥本哈根气候变化峰会达成的协议致力于减少碳排放量。以中国和印度为代表的新兴发展中国家的碳排放量被认为在全球碳排放总量中占的份额最大。因此，发达国家投入必要的资金和技术帮助新兴国家快速发展页岩气开发利用产业具有十分重要的意义。开发利用天然气可以抵消原油和煤炭工业的CO2排放量，有助于人类建设清洁和绿色的世界。
  4. 国产和进口页岩气
    根据初步估计，印度的页岩气储量可能大于常规天然气储量。因此页岩气有可能成为重要的新型天然气供应源。印度天然气供应量满足不了日益增长的需求，预计到2015年，印度的天然气需求量将从2010年的620亿立方米增长到1200亿立方米。
在这样的形势下，印度政府和企业应该携起手来，开发利用比进口天然气更经济实惠的本国天然气资源。
  5. 收集技术情报以赢得竞争优势
    收购海外页岩气勘查项目是帮助印度公司获取经营页岩气开发项目技术诀窍和技能的重要途径。印度在吸引国际大公司投资本国油气项目方面，过去一直不十分成功。因此，在印度无成熟经验可供借鉴。对所有有兴趣开发页岩气的印度公司来说，到海外勘查开发页岩气最符合他们的利益。信实工业公司（印度最大的私营企业）率先采取了行动，他们花几十亿美元收购了美国境内的几处页岩气资源地40%～60%的股权。Bharat石油资源公司也与澳大利亚的Norwest能源公司就购买澳大利亚佩斯盆地两处页岩气区块的股权达成了协议。其他印度公司也在寻求投资收购页岩气开发方面的情报和资产。

    四、发展页岩气产业需要做的主要工作

    图1示出了印度页岩气开发的流程及其所涉及的和所需的相关技术和政策等。但在批准页岩气开发项目之前，政府必须对以下问题进行认真研究：
 解释地质条件：应明确解释什么是非常规条件，在考虑所有定义页岩气条件下碳氢化合物参数的基础上给出定义。有时在同一垂直带中可能既有页岩气也有常规碳氢化合物资源。在这样的情况下，政府给出的定义应该成为解决任何争议的明确指导原则。在定义非常规条件时，应考虑在全球范围内被接受的参数。

图1  页岩气开发流程图

 非常规天然气资源的类别：非常规天然气资源的形式多种多样，比如有致密地层天然气、煤层气和页岩气。但开发所有类型非常规资源所需的基础设施是相似的。因此把所有类型的非常规天然气归入一个单一类别可能有助于在规模化生产的基础上降低成本。
 选择页岩气开发商的标准：页岩气产业在印度尚处在起步阶段，在切实打出几眼气井之前，尚不能肯定页岩气是否具有经济效益。因此要选择经济上实力雄厚，技术上与国外机构有合作关系，有页岩气方面专家或掌握关键技术的公司从事页岩气开发工作。
 租地面积和租约期限：如果页岩气开发区块的面积低于所需面积的最低限度，可能会导致开发工作的草率从事，使开发商无法在资本市场上成为单一业务公司。因此页岩气开发区块的面积必须合理，否则吸引不了主要开发公司的兴趣。租约期限也应合理，使开发者有足够的时间完成区块内的勘查工作。虽然与从常规碳氢化合物储集层开采天然气相比，开采页岩气更易控制，但租约期限也应足够长，使生产商有足够的时间认真完成商业开采工作。
 放宽管制：美国天然气价格放开政策出台是页岩气产业走向成功的转折点。因此，在印度境内完全放开对页岩气的价格控制也将是吸引大公司投资于页岩气开发项目的关键因素。
 财税制度：累进税制和针对投入的税收抵免政策，以及与时间相关联的权利金制度，都是对主要公司有吸引力的财税制度。鉴于租约时间长短和政府税收的需要，理想的情况是不免除所得税。但是，由于页岩气产业的经济效益在印度尚未得到验证，明智的做法是先实行优惠政策，待页岩气产业发展成熟后再把针对此行业的商业和财税制度固定下来。
 水供应和环境问题：由于需要进行水力压裂作业，页岩气生产需要使用大量的水。如果缺乏水源，页岩气项目就会面临很大的困难并需要投入更多的成本。制定防止含水层被污染的相关指导方针，以及采取限制人口密集地区井场和气井密度等措施最大限度地减少环境影响程度。

    五、结 论

    每一个关注页岩气产业动态的人都知道这种资源对于今后发展的重要性。开发页岩气显然是我们面临的机遇，如果这种资源得到有效的利用，国家能源供应的形势就会发生改变。页岩气开发将对国家经济产生深远的影响，因此我们必须充分重视这种资源。然而，只有在排除了某些障碍和研究解决了某些问题后，页岩气的开发利用才能发展成有实际经济效益的产业。为此，企业和政府需要共同工作，制定出不仅能够鼓励外国投资，而且有利于本国经济增长的页岩气勘查开发政策。