低渗透天然气田项目环境评价方法探究

陈 健 王 杨 李志学

(1.西安石油大学 油气资源经济管理研究中心，陕西 西安 710065;2.陕西延长石油(集团)有限责任公司 研究院，陕西 西安 710075)

0 引 言

为了提高油气开发项目投资决策的科学性，进一步完善油气开发项目实施的可行性[1]3-11，中国石油规划总院与住房和城乡建设部标准定额研究所在2002、2005、2007、2010年间不断制定和完善《油气勘探开发建设项目经济评价方法与参数》来规范中国石油及天然气建设项目的经济评价工作[2]7-10。我国住房和城乡建设部所颁布的《油气勘探开发建设项目经济评价方法与参数》中明确规定，评价油气开发项目是否可行、是否具有投资前景，必须要进行财务评价和国民经济评价两方面的分析才可以判定项目是否具有可行性[2]7-10。但低渗透天然气田项目的经济评价工作，依旧是以财务评价为主，国民经济评价为辅，没有全面考虑生态环境因素对评价结果产生的重要影响。本文拟结合低渗透天然气田的开发特点，重新构建更加全面、科学的评价指标体系，以期对低渗透天然气田项目环境评价方法的研究有所裨益。

1 天然气资源的适用性分析

1.1 天然气资源的能耗效率

从化学成分角度来看，天然气资源相比煤炭、石油等化石燃料，其含氢元素的比例最高，因此在燃烧时，天然气资源的热效率最高，属于高热值能源。并且在使用天然气时不存在过多的中间再加工环节，生产和运送的能源效率可达90%以上，使得天然气的使用效率进一步加大。

大量数据显示：大型燃煤锅炉其可利用的效率为50%左右，而同类型的燃气锅炉，其可利用的效率高达70%以上；家用燃煤炉的效率约为20%，而家用燃气炉的效率约为55%；利用煤炭及石油发电的热效率约为 40%，而利用天然气进行循环发电的热效率则高达50%以上[3]64-82。

1.2 天然气资源使用的废弃物排放量

使用化石燃料会释放出大量的二氧化碳及二氧化硫，造成温室效应、臭氧空洞等各种自然灾害，威胁着人类有限的居住环境，给人类生存带来巨大的灾难。因此，新能源的有效利用将成为能源发展的新趋势，在现阶段的科学技术水平下，天然气资源无疑是最佳选择。各个国家都开始积极调整原有的能源结构，增加天然气等清洁能源的使用量，降低煤炭、石油等化石燃料的使用，扭转对环境不利的能源发展趋势。

从化学成分来说，煤炭及石油等化石燃料中含有大量的碳元素和硫元素，氢元素所占比例很小，因此在使用煤炭及石油等化石燃料时，会伴随大量二氧化碳和二氧化硫的排放。以石油为例，石油所含的碳元素与氢元素的比例约为1∶2，而天然气(主成分是甲烷—CH4)，其碳元素与氢元素的比例约为1∶4。若燃烧释放出的热量相同，天然气是其他几种化石燃料中排放二氧化碳量最少的能源，石油紧随其后，二氧化碳排放量最大的是煤炭。具体计算方法如(1)式：

M=3.667mc

(1)

(1)式中：在充分燃烧的条件下，M为二氧化碳量(kg)，m为燃料使用量(kg)，c为不同燃料的含碳量(%)。据此可得出不同类型燃料释放的单位热能的二氧化碳排放量。详见表1所示：

表1 不同类型燃料释放单位热能的二氧化碳排放量

从表1可知，使用天然气的二氧化碳排放量是最少的，进一步证明了利用天然气代替传统化石燃料可以有效改善环境质量，从而能够从源头上遏制环境的恶化。

另一方面，交通运输业的大发展除了给人类带来便利之外，也伴随着巨大的环境威胁，有害尾气的大量排放已成为摆在人类面前的又一大难题。为了遏制这种趋势，各国不惜牺牲原有交通便利的优点，实行限制汽车生产、限制出行等极端化的措施，以达到有效控制交通工具有害气体排放的目的，这无疑给经济发展及人民生活带来了巨大影响。因此，清洁能源汽车的大力发展将有效缓解这些压力，尤其是天然气汽车的大量使用将扭转这种不利的影响。

天然气汽车(CNG)以天然气为燃料，通过天然气与空气的完全融合，使其充分燃烧，为汽车提供动力。并且其有害气体的排放量很低，尤其是一氧化碳和微粒粉尘的排放是微乎其微。除此之外，它还具有噪音低，行驶平稳等特点，是传统汽车理想的替代品，具体地，将天然气汽车(CNG)与普通燃料汽车的排放物数量进行对比，结果见表2所示：

从表2可知，同其他燃料汽车相比，天然气汽车排放的污染物最少，并且最为清洁，是现阶段较理想的交通工具。

表2 天然气汽车与普通燃料汽车的排放物数量对比

综上所述，虽然在开发过程中，低渗透天然气项目无论是从投资，还是从成本角度来看，花费都高于煤炭、石油等化石燃料的开发，但天然气资源在使用效率及环保方面却远远优于其他化石燃料。因此，在对低渗透天然气项目进行论证评价时，要充分联系天然气资源的特点进行全面分析，以促进低渗透天然气项目健康快速地发展。

2 低渗透天然气项目的开发特点分析

低渗透是形容储层物性特征的地质概念，也被称为致密储层。具体为：一般低渗透(范围为：1～5mD)；特低渗透(范围为：0.1～1mD)；超低渗透(范围为：<0.1 mD)。

不同地质特征的天然气田其所涉及的开发技术及储存运送的方法也各不相同。为实现低渗透天然气资源高效率的开发，应当对不同类型的天然气田项目采用不同的经济评价体系，以达到经济评价精确化的要求。在对低渗透天然气田项目进行经济评价的过程中，不能单纯从成本、收益以及社会福利等方面考虑项目的可行性，因为这样做很容易忽视低渗透天然气田项目对于现阶段社会发展的适用性，忽视天然气资源自身巨大的使用效率优势及对环境的有效保护作用。

2.1 低渗透天然气田项目开发的特殊性

由于具有“低渗、低压、低丰度”的特性，使得低渗透天然气田与常规天然气田的开发方式有很大不同，且对开采区域的环境影响深远。主要有以下三个特点：

第一，单井的自然产能严重不足。迫使石油开采企业采用各种方法和设备来提升采气率，由此产生大量的工业三废被排入到自然环境中，造成环境的严重污染。

第二，由于我国地质条件复杂，使得影响注水井的环境因素增多。导致其吸水能力差，而注水的压力日益上升，最终形成了注水量急剧下降的情况，破坏了开采区原有的生态平衡及环境状况。

第三，由于开采过程中气井的采气指数和采液指数不断下降。即使高含水期的采液指数有回升趋势，但还是无法达到标准水平。用增加生产压差的方法来提高低渗透天然气田的产气量，常常事与愿违，还会进一步加剧投资收益失衡的状况。

因此，要想实现低渗透天然气资源的可持续利用，必须要正视低渗透天然气田在开发过程中所面临的各种问题，尤其是其中的环境问题，使低渗透天然气资源能够合理、高效的利用。

2.2 低渗透天然气田项目单位操作成本分析

随着开采的不断深入，低渗透天然气田项目的投入日益增多，开采难度日益增加。这是由于低渗透天然气田自身的地质特征使其在采气过程中的稳定性较差，很难控制气井的采气压力，致使气井的出气量越来越少，严重影响天然气的正常产出。为了使产气量达到收益标准，石油企业被迫增加投入，以增加低渗透天然气田的采气周期，由此导致单位操作成本居高不下。除此之外，低渗透天然气田常常分布在一些地质状况复杂、原始环境较好的地域，因此对于开采、施工和环保的要求非常高，这也带来了低渗透天然气田在开发中面临支出增加的问题。

常规天然气田在开采过程中的单位操作成本与低渗透天然气田的差异非常大。首先，常规天然气资源存在于物性较好的储层中，采气压力稳定，不需要复杂的方法和后期大量的投入就能够开采。反观低渗透天然气资源，采气压力衰减迅速，采气速率变化非常大，不经过特殊的压裂酸化，很难有效开采天然气资源；其次，常规天然气田多为达西渗流，低渗透天然气田则非达西渗流，存在启动压力梯度，有效躯替压力系统难以建立，躯替压力梯度大。导致其开发难度及后期投入较大。由此可见，低渗透天然气田的单位操作成本较大，如对低渗透天然气田不特殊对待，将对国家和项目本身带来较大的影响。

3 改进低渗透天然气田项目环境评价的路径

目前，我国在低渗透天然气田项目的经济评价工作中，对生态环境的评价虽有所涉及，但仅停留在定性说明阶段[4]2-11，没有将生态环境因素真正考虑进来，仅以辅助内容的方式简要说明，系统性不强，证明力弱。为此，积极构建低渗透天然气田项目对于环境因素的综合评价体系，就显得非常重要。

3.1 低渗透天然气田项目环境——经济综合评价的内容

大范围的环境破坏和资源的过度消耗是低渗透天然气田项目在开发过程中面临的主要问题，因此要在低渗透天然气田项目的经济评价中加入相应环境因素评价，以便更清晰地管理项目的开发投资。为了更全面地对低渗透天然气田项目进行经济评价，本文综合已有研究成果，提出绿色社会贡献、社会福利和生态环境承载力作为低渗透天然气田项目环境——经济综合评价体系的三个重要指标。

3.1.1 绿色社会贡献

过度追求项目带来的经济增长、经济福利增加以及居民生活水平的提高，会使项目开发者自觉或不自觉地只追求项目的眼前收益，给地球生态环境造成巨大的影响。因此要全面考虑项目在开发过程中所消耗的各种成本，综合测算出绿色社会贡献，以便真正评价出低渗透天然气田项目的实际价值[5]10。

3.1.2 社会福利

人类经济发展和社会进步的最终目标是总福利的增加，而不是个人福利的增加。但大多数情况下，低渗透天然气田项目的目标同追求高收益或高产气量画上了等号，产生了低渗透天然气田项目盲目追求经济效益的现象。中国低渗透天然气田项目必须要改变目前以收益增长为目标的发展方式，避免一味地追求经济增长的情况。

3.1.3 生态承载力

地球是一个封闭的系统，只有能量的传递，没有与外界的物质交换。面对这样一个复杂的系统，各种项目所带来的经济增长是有极限的，也就是说自然生态系统对于项目开发的可承受力是有限的，这就是生态承载力。任何项目活动都不能超出这个界限，否则就会带来各种严重的自然灾害，威胁人类赖以生存的环境。

3.2 低渗透天然气田项目环境——经济综合评价指标体系的核算

3.2.1 绿色社会贡献的核算

绿色社会贡献指标的加入，实际是对低渗透天然气田项目的国民经济评价原有账户的全面补充，使其充分体现出资源资产数量的变化情况。绿色社会贡献一般分为环境资源消耗成本和环境资源保护性支出两部分。其中，资源资产耗减成本和环境质量恶化成本组成环境资源消耗成本；资源补偿支出和环境保护支出组成环境资源保护性支出[6]45-64。综合起来可得到其核算方法：

绿色社会贡献=项目总产出—(资源资产耗减成本+环境质量恶化成本)—(资源补偿支出+环境保护支出)—中间消耗

3.2.2 社会福利的核算

由于经济福利是社会福利的主要构成部分，因此，本文采用国民净福利指标(NEW)来核算经济福利[6] 45-64。具体的核算方法如下：

国民净福利指标(NEW)=项目净收益—以破坏环境为代价而得到的产出+为改善环境状况的投入+闲暇时间的活动价值

对于上述核算方法中闲暇时间的理解，假设一周工作48小时与工作35小时进行对比，若职工一周的收入相等，在同等工作情况下，显然工作35小时的生活质量优于前者，并且其从多余的空闲时间中得到了更多满足，福利自然就上升[7]600-605。

3.2.3 生态环境承载力的核算

研究低渗透天然气田项目的产量增长是否超过了自然环境所承受的极限或者说整个地球的承载力，以此作为调整项目开发的依据[8]12-22。本文采用生态足迹指标来进行判断。

生态足迹(Ecological Footprint，简称：EF)，是利用人类消耗天然气资源量和低渗透天然气田项目在开发过程中所排放废弃物需占用的生态生产性土地面积，与人口区域生态承载力标准进行比较，来评价项目地区是否达到了可持续性发展的要求。其核算方法为：首先统计出人均年耗费低渗透天然气的数量值Ci(单位：kg)；其次，以生态生产性土地面积为基准统计出低渗透天然气田项目的产气量Ai(单位：hm2/人)。第三，利用低渗透天然气田项目的产气量计算出项目生态足迹的总和(ef)；然后测算出项目开采区域总人口(N)的生态足迹EF，公式为：EF=N×(ef)。最后，将结果与全球生态足迹(即全球生态标杆)标准对比，根据对比结果判断项目是否满足可持续性发展要求[9]57-59。

3.3 改进后的低渗透天然气田项目环境评价优势

第一，需要核算的资产范围扩大，使得评价内容更为完整，核算更为清晰；第二，明确了环境成本的概念，使环境成本不像从前那样被忽略，无法进行有效核算[10]16-18。将环境成本分为自然资源消耗和环境恶化的虚拟成本两部分，不但计量更为简便，而且理解更为明确。第三，利用绿色社会贡献指标来全面、科学地评价低渗透天然气田项目总体的发展水平，将传统国民经济评价中忽视的生态环境“成本”进行补充，有效地提高了评价精度[11]40-42。

4 结 论

环境——经济综合评价体系的加入使中国低渗透天然气田项目的经济评价工作更加科学、合理。尤其是增加了绿色社会贡献、社会福利和生态环境承载力三个重要指标更能够全面体现出生态环境因素对于项目的重要影响[12]34-39，使项目的经济评价真正发挥了其应有的作用，从而避免因为过度追求经济增长而忽视生态环境因素的行为，遏制“先污染后治理”现象造成的危害，加快低渗透天然气资源的高效利用。

[1] 中国石油天然气总公司计划局，中国石油天然气总公司规划设计院.石油工业建设项目经济评价方法与参数(第二版)[M].北京：石油工业出版社.2001.

[2] 国家发展改革委，建设部.建设项目经济评价方法与参数(第三版)[M].北京：中国计划出版社，2006.

[3] 师春元，向启贵.天然气勘探开发工程环境影响评价[J].石油与天然气化工，2011(4).

[4] 国家环境保护总局科技标准司.环境影响评价标准汇编[M].北京：中国环境科学出版社，2004.

[5] 应试指导专家组.环境影响评价技术方法[M].北京：化学工业出版社，2007.

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[8] Jing Yu，Zhongjun Zhang，Yifan Zhou.The sustainability of China's major mining cities[J].Resources Policy.2008(33).

[9] 周娟.论天然气经济评价指标体系的改进[J].天然气经济.2012(5).

[10] 夏左铎.矿产资源资产经济价值的研究[J].中国矿业.2002 (4).

[11] 罗东坤.油气勘探开发投资经济评价指标分析[J].国际石油经济，2012，10(12).

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