第２９卷第３期

　２０２０年３月中　国　矿　业

ＣＨＩＮＡ　ＭＩＮＩＮＧ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．３

Ｍａｒ．　２０２０

收稿日期：２０１９－０３－１９　　责任编辑：赵奎涛

基金项目：国家自然基金项目资助（编号：７１８７４２０２；７１８７４２０１）

第一作者简介：胡紫阳，硕士，研究员，主要从事金融衍生品研发及国内外石油市场分析工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｚｉｙａｎｇ２０１４＠１６３．ｃｏｍ。

通讯作者简介：冯连勇，教授，博士生导师，主要研究方向为能源经济学、生态物理经济学、净能源、石油峰值，Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｌｙｅｎｅｒｇｙ＠１６３．ｃｏｍ。

引用格式：胡紫阳，孙竹，汪如朗，等．债务风险约束下的美国页岩气公司投资收益研究［Ｊ］．中国矿业，２０２０，２９（３）：４６－５２，７０．ｄｏｉ：１０．１２０７５／ｊ．

ｉｓｓｎ．１００４－４０５１．２０２０．０３．００２

债务风险约束下的美国页岩气公司投资收益研究

胡紫阳１，２，孙　竹１，汪如朗２，冯连勇１（１．中国石油大学（北京），北京１０２２４９；

２．浙江国际油气交易中心有限公司，浙江 舟山３１６０００）

摘　要：美国页岩气的发展得益于高油气价格，在此背景下，美国页岩气公司通过大量借款来扩大生产。

在高油价时期，页岩气产业的高负债经营得以维持，随着油气价格下跌，债务风险开始显现，债务已经成为

制约页岩气发展的重要因素。在评价方法上，基于Ｓｔｉｎｅ模型，量化了债务风险水平，并在此基础上构建了

投资收益模型，同时选择了３２家美国页岩气上市公司实际运营数据，来分析不同类型的页岩气公司在债

务约束下的投资收益。经过分析发现，在目前较低的天然气价格水平下，美国大型页岩气公司更容易存活

下来，中型页岩气公司将面临严重的挑战，小型页岩气公司很可能被市场淘汰。如果气价长期维持在该价

格水平，页岩气产业很可能从以中小型页岩气公司为主体的市场结构向以大型页岩气公司为主体的市场

结构转变。

关键词：页岩气；债务风险；投资收益；页岩气公司

中图分类号：Ｆ４１６．２２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４－４０５１（２０２０）０３－００４６－０７

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｉｎｃｏｍｅ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓｕｎｄｅｒ　ｄｅｂｔ　ｒｉｓｋ　ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ

ＨＵ　Ｚｉｙａｎｇ１，２，ＳＵＮ　Ｚｈｕ１，ＷＡＮＧ　Ｒｕｌａｎｇ２，ＦＥＮＧ　Ｌｉａｎｙｏｎｇ１

（１．Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２２４９，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｍｅｒｃａｎｔｉｌｅ　Ｅｘｃｈａｎｇｅ，Ｚｈｏｕｓｈａｎ　３１６０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｂｅｎｅｆｉｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｉｇｈ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｐｒｉｃｅｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｃｏｎｔｅｘｔ，Ａｍｅｒｉｃａｎ

ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｅｘｐａｎｄｅｄ　ｔｈｅｉｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｂｏｒｒｏｗｉｎｇ　ｈｅａｖｉｌｙ．Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｏｉｌ　ｐｒｉｃｅ，ｔｈｅ

ｈｉｇｈ　ｄｅｂｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗａｓ　ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ．Ｂｕｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｃｌｉｎｅ　ｏｆ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｐｒｉｃｅｓ，ｄｅｂｔ　ｒｉｓｋ

ｂｅｇａｎ　ｔｏ　ａｐｐｅａｒ．Ｎｏｗ，ｄｅｂｔ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆａｃｔｏｒ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ．Ｔｈｉｓ

ｐａｐｅｒ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ｑｕａｎｔｉｆｉｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｂｔ　ｒｉｓｋ　ｌｅｖｅｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｓｔｉｎｅ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｂｕｉｌｄｓ　ａｎ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｒｅｔｕｒｎ　ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ

ａｃｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　ｏｆ　３２Ａｍｅｒｉｃａｎ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｌｉｓｔｅｄ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ａｒｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ

ｒｅｔｕｒｎｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｄｅｂｔ　ｒｉｓｋ　ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ａｔ　ｔｈｅ

ｐｒｅｓｅｎｔ　ｇａｓ　ｐｒｉｃｅ．Ｌａｒｇｅ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ａｒｅ　ｍｏｒｅ　ｌｉｋｅｌｙ　ｔｏ　ｓｕｒｖｉｖｅ．Ｗｈｉｌｅ，ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｆａｃｅ

ｓｅｒｉｏｕｓ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｅａｓｉｌｙ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ．Ｉｆ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｐｒｉｃｅ　ｒｅｍａｉｎｓ　ｕｎｃｈａｎｇｅｄ　ｆｏｒ　ａ

ｌｏｎｇ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｉｓ　ｌｉｋｅｌｙ　ｔｏ　ｓｈｉｆｔ　ｆｒｏｍ　ｓｍａｌｌ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ

ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｔｏ　ｌａｒｇｅ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈａｌｅ　ｇａｓ；ｄｅｂｔ　ｒｉｓｋ；ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｉｎｃｏｍｅ；ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｙ

０　引　言

２０００年以后国际油气价格高涨和美国宽松的货币政策对美国页岩气行业的发展起到了重要的促进作用。在货币宽松政策的背景下，投资者投资石

第３期 胡紫阳，等：债务风险约束下的美国页岩气公司投资收益研究

油企业的意愿增强，使得石油公司更容易筹集到资金，造成债务水平大幅度提升。自２００８以来，全球石油企业纷纷向银行和债券市场借款。石油和其他能源公司发行债券的速度远远超过其他行业的整体发行量。仅美国油气勘探开发企业长期债务就从

２００７年的１　２１５亿美元增长到２０１７年的２　１２７亿美元，１０年间几乎增长了一倍。在这些增长的长期债务中，有很大一部分是由较小的公司发行的，特别是那些从事页岩油气勘探和生产的公司。这些公司往往在现金流为负的情况下，为了扩大生产能力而大量借贷。然而随着２０１４年油价下跌，高负债经营的页岩油气公司将会面临很多问题，有的已经到了破产清算的边缘。

页岩气行业的发展成功与否主要受两个因素的制约：一是开采成本；二是页岩资源的价格。页岩气行业原本因开发成本高不具有经济性，但高油气价格使得页岩气开采成为可能。在高油气价格时代，吸引了大量资金涌入页岩气行业，同时也积累了大量的债务［１］，使得美国页岩气行业存在大量的泡沫［２］，给美国页岩气行业的发展带来许多不确定性［３］。高负债经营的页岩气公司，在高油气价格时代尚可以维持，但随着油价下跌，当利润不足以弥补债务成本时就会爆发债务风险。

１　页岩气公司债务风险水平分析

１．１　债务风险量化模型美国页岩气行业存在大量的不稳定因素，这些

不稳定的因素通常源自于资产价格和负债水平。当油气价格处于较高水平时，页岩气公司将获得超额收益，超额收益鼓励了页岩气公司大量借贷以增加投资扩大生产，所以在页岩油气产量增长的同时，也伴随着债务的增长。在这种情况下，资本收益依赖于油气价格的波动，当资本收益随着油价下跌收缩或变为负值时，实际债务水平开始超过最优水平，债务风险上升，从而可能产生向下的放大效应［４］。因此在分析页岩气投资收益时，债务风险是必须要考虑的一个重要因素。

本文在量化债务风险时基于ＳＣＨＬＥＥＲ等［４］和

ＡＧＥＶＯＲＫＹＡＮ等［３］的研究成果，引入了ＳＴＥＩＮ［５］

最优债务比率模型，以实际债务水平与最优债务水平之间的差值表示债务风险水平。ＳＴＥＩＮ最优债务比率反映的是在某个时间内，为实现公司快速发展所需要的最优债务水平。最优债务比率并不是一个常数，而是直接随收益、利率和风险变化而变化的，是资本收益和利率随机变动的重要驱动力。

ＳＴＥＩＮ在对数效用简化的情况下，直接推导出最

优债务比率。最优债务比率ｆ＊（ｔ）定义见式（１）。

ｆ＊（ｔ）＝

（ｒ－ｉ）＋β（ｔ）－αｙ（ｔ）－１２σ

２ｒ＋ρσｉσ［ ］ｒ ／σ２ （１）

　　最终，债务风险水平Ｌｅ等于实际债务比率ｆ（ｔ）减去最优债务比率ｆ＊（ｔ），计算见式（２）。

Ｌｅ＝ｆ（ｔ）－ｆ＊（ｔ） （２）

　　总资产采用股票价格和股票数量的乘积来表示，ｒ用总资产增长率表示，ｉ用美国五年期国债的收益率表示，β（ｔ）用一定时期内获得的报酬总额与资产平均总额的比率表示。ρ是ｒ和ｉ的相关系数。在式（１）中ｒ、ｉ、β（ｔ）、αｙ（ｔ）均为变量，σ、σｉ、σｒ 和ρ均为恒定值；实际债务比率ｆ（ｔ）采用长期债务总量与总资产的比值表示；ｉ选择的是美联储公布的２０１０～２０１７年美国五年期国债平均收益率。

在样本选择上，本文选择了２０１０～２０１７年美国

３２家页岩气上市公司实际经营数据。截止到２０１７年１２月底，样本数据中的３２家上市公司经营的页岩气井达到 ４０　２３５ 口，占美国运营井总数的

５４．５％，日产量达到２０．７亿ｆｔ３，占美国页岩气日产总量的５７．４％，因此３２家上市公司样本数据可以代表美国一半以上的页岩气行业。为了更好地分析美国页岩气公司的债务风险情况，按照总资产划分为大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司，大型页岩气公司资产规模大于２００亿美元，中型页岩气公司大于５０亿美元小于２００亿美元，小型页岩气公司小于５０亿美元（表１）。其中，ｒ、ｉ、β（ｔ）、

αｙ（ｔ）等参数选用３２家样本公司历年的财务数据计算得出，并依据各公司在所在大类中总资产所占比重进行加权平均，得出对应的经济数据。经过计算分别得出大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司的实际债务水平和最优债务水平。

１．２　债务风险分析由图１可知，近年来，大型页岩气公司最优债务

水平持续下跌，反映了大型公司发展能力正在逐渐减弱；到２０１５年已经处于负值水平，说明此时债务并不能给公司带来收益，反而会拖累公司发展。通过对比实际债务水平可知，在２０１４年以前，大型页岩气公司的实际债务水平是低于最优债务水平运转的，当油气价格水平很高时，大型公司能够获取丰厚的收益，不需要大量借贷就能保证新井的开采和业务的扩张。但在２０１４年以后，油气价格开始下降，市场恶化，公司盈利水平下降，债务水平上升，实际债务水平开始超过最优债务水平，债务风险开始显现。

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中 国 矿 业 第２９卷

表１　美国页岩气上市公司的基本情况Ｔａｂｌｅ　１　Ａｍｅｒｉｃａｎ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｌｉｓｔｅｄ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｂａｓｉｃ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ

分类 证券代码 证券简称 总资产／十亿美元 页岩井数／口 页岩气产量／（ｍｃｆ／ｄ）

ＸＯＭ．Ｎ 埃克森美孚 ３４９．４２７　 ２　７６２　 １　１０９　７７１

ＣＶＸ．Ｎ 雪佛龙 ２５５．１６０　 ６０７　 ５４７　６７７

ＣＯＰ．Ｎ 康菲石油 ７４．８６１　 １　８８９　 ５２４　３１２

ＡＰＣ．Ｎ 阿纳达科石油 ４３．１２８　 １　８７７　 ８７５　１６８

大型公司 ＯＸＹ．Ｎ 西方石油 ４１．４４３　 １２４　 ２１　０３９

ＥＯＧ．Ｎ　 ＥＯＧ能源 ２８．８０５　 ５　０１３　 １　１１６　７９２

ＤＶＮ．Ｎ 戴文能源 ２７．５５９　 ３　０２４　 ８７８　３８９

ＭＲＯ．Ｎ 马拉松石油 ２２．９４７　 ２　０３５　 ４３５　５３７

ＡＰＡ．Ｎ 阿帕奇石油 ２１．８３５　 １　１１５　 ２６９　２２７

ＮＢＬ．Ｎ 诺布尔能源 ２１．６４９　 １　２５１　 ４６１　９２０

ＰＸＤ．Ｎ 先锋自然资源 １６．４６５　 １　４９８　 ５１６　４３４

ＥＱＴ．Ｎ　 ＥＱＴ能源 １５．９８５　 ５６９　 １　２９３　３２９

ＣＬＲ．Ｎ 大陆能源 １３．９９５　 １　６６２　 ２３２　２１２

ＣＸＯ．Ｎ 康休 １３．４８２　 １　２３８　 ４６７　０４６

ＣＨＫ．Ｎ 切萨皮克能源 １１．９８１　 ３　３３１　 ３　３３６　７７３

ＲＲＣ．Ｎ 山脉资源集团 １１．６３８　 １　１７３　 １　６４０　０４４

中型公司 ＷＬＬ．Ｎ　 ＷＨＩＴＩＮＧ石油 ８．５０３　 １　７５２　 ２６９　８２７

ＱＥＰ．Ｎ　 ＱＥＰ资源 ７．３４７　 ５９０　 ３１７　５４５

ＦＡＮＧ．Ｏ　 ＤＩＡＭＯＮＤＢＡＣＫ能源 ７．２８８　 ２９８　 ７８　８７９

ＳＷＮ．Ｎ 西南能源 ７．２０２　 ５３５　 １　３４７　５３８

ＳＭ．Ｎ　 ＳＭ能源 ６．１７９　 ８２９　 ５２３　４１８

ＣＯＧ．Ｎ 卡伯特油气 ５．１２９　 ７５４　 １　９５８　０５５

ＸＥＣ．Ｎ　 ＣＩＭＡＲＥＸ能源 ４．７６９　 ６０７　 ４３６　０２１

ＴＥＰ．Ｎ　 ＴＡＬＬＧＲＡＳＳ能源 ３．９０５　 １　１３０　 ４３２　０６０

ＣＲＺＯ．Ｏ 卡里索油气 ２．７４６　 ７３８　 ２５９　７２７

ＳＮ．Ｎ　 ＳＡＮＣＨＥＺ能源 ２．２４０　 １　８６７　 １５４　９７０

小型公司 ＨＫ．Ｎ　 ＨＡＬＣＯＮ能源 ２．１６３　 ３４０　 ５４　３３０

ＥＶＥＰ．Ｏ　 ＥＶ能源合作伙伴 １．４７９　 ２４３　 ４０６　７５４

ＲＥＳ．Ｎ　 ＲＰＣ　 １．１４９　 ３６３　 ３８４　６７６

ＣＲＫ．Ｎ 康斯托克能源 ０．９００　 ３２４　 １８５　３７８

ＰＶＡＣ．Ｏ　 ＰＥＮＮ　ＶＩＲＧＩＮＩＡ　 ０．５６２　 ３１４　 １７　８１６

ＳＢＲ．Ｎ　 ＳＡＢＩＮＥ矿权 ０．００６　 ３８３　 １１５　２４７

资料来源：Ｗｉｎｄ资讯和ＳｈａｌｅＰｒｏｆｉｌｅ　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ

图１　２０１０～２０１７年美国大型页岩气公司最优债务比率和实际债务比率走势

Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｂｔ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｒｅａｌ　ｄｅｂｔ　ｒａｔｉｏ　ｆｏｒｌａｒｇｅ－ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｆｒｏｍ

２０１０ｔｏ　２０１７ｉｎ　ＵＳ

　　由图２可知，对中型页岩气公司来说，２０１４年以前最优债务水平变化不大，但从２０１４年开始迅速下跌，到２０１５年已经跌到０值以下，表明在低油气价格严重削弱的中型页岩气公司的盈利能力，此时通过借贷来开展业务只能让公司经营变得更糟。通过对比实际债务水平可知，中型页岩气公司在２０１４年以前是按照高于最优债务水平借贷的，但一直保持着稳定水平，在这段时间内高油气价格尚可以支撑债务成本和新井的开采，但２０１５年油气价格的持续下跌，造成财务水平恶化，资产大幅贬值，为了维持公司的正常运营，需要发行更多的债券来满足公

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第３期 胡紫阳，等：债务风险约束下的美国页岩气公司投资收益研究

司的资金需求，实际债务水平迅速上升并加速偏离最优债务水平。

由图３可知，小型页岩气公司最优债务水平一直处于０值附近，这说明通过负债来扩大业务发展的模式并不适合小型页岩气公司，但事实上却一直是保持高负债运营的，且实际债务水平远高于最优债务水平。在高油气价格时期，小型页岩气公司尚能够维持债务和收益之间的平衡，因此在２０１４年以前实际债务水平并未出现显著增长。然而随着油价的持续下降，小型页岩气公司盈利能力越来越差，油气价格降低造成公司资产价格下降，用以抵押的资产变少，同时债务增加，造成实际债务比率迅速增长，债务风险水平逐渐提高。

图２　２０１０～２０１７年美国中型页岩气公司最优债务比率和实际债务比率走势

Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｂｔ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｒｅａｌ　ｄｅｂｔ　ｒａｔｉｏｆｏｒ　ｍｅｄｉｕｍ－ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ

ｆｒｏｍ　２０１０ｔｏ　２０１７ｉｎ　ＵＳ

图３　２０１０～２０１７年美国小型页岩气公司最优债务比率和实际债务比率走势

Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｂｔ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｒｅａｌ　ｄｅｂｔ　ｒａｔｉｏ　ｆｏｒｓｍａｌｌ－ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｆｒｏｍ

２０１０ｔｏ　２０１７ｉｎ　ＵＳ

通过对大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司的债务风险量化可知（图４），大型页岩气公司债务风险水平最小，在２０１４年以前一度处于负值水平，表明大型页岩气公司的实际债务水平是按照低于最优债务水平运营的，并未实现公司发展的债务最优化。中页岩气公司、小型页岩气公司的债务风险水平显著高于大型公司；对于中小型公司来说，过度的债务风险水平必然会影响其收益水平，

在高油气价格下，这种状况尚可维持，而随着油气价格下跌，债务风险对投资收益产生的不利影响将会显现。同时，在低油气价格水平下，中型页岩气公司、小型页岩气公司往往通过缩减实际资产来偿还债务，实际资产的缩减带来生产水平的降低，进而使市场份额的减少，这给未来中小型页岩气公司的发展带来一连串的不利影响。２０１５年以后大型页岩气公司和中型页岩气公司杠杆率水平开始出现一定的下降，而小型页岩气公司的杠杆化水平还在持续增长；截至２０１７年，大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型公司的债务风险水平分别为１７％、３４％和

６０％，债务风险水平的高低必定会对未来页岩气的投资收益产生影响。

图４　２０１０～２０１７年美国大型页岩气公司、中型页岩气公司和小型页岩气公司债务风险水平

Ｆｉｇ．４　Ｌａｒｇｅ－ｃｏｍｐａｎｉｅｓ，ｍｅｄｉｕｍ－ｃｏｍｐａｎｉｅｓ，ａｎｄｓｍａｌｌ－ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｏｖｅｒ－ｌｅｖｅｒａｇｅ

ｆｒｏｍ　２０１０ｔｏ　２０１７ｉｎ　ＵＳ

２　债务风险对页岩气投资收益影响分析

２．１　债务风险约束下页岩气投资收益模型构建在评价页岩气投资收益时，净现值分析法是国

内外学者普遍认可的方法［６－１０］。因此，在构建债务风险约束下页岩气投资收益模型时，基于净现值理论，首先对公司的债务结构进行分析，把债务结构纳入到净现值理论体系之中，以内部投资收益率来反应投资收益情况。考虑到不同公司的债务融资模式具有多样性，本研究采用典型的五年期付息债券的方式进行分析，即从第一年开始付息，债券到期时再归还本金和当期的利息。经过推导，最终公式见式（３）～（５）。

ＮＰＶ ＝－ＤＣ（１－Ｌｅ）＋

∑７

ｔ＝０

ｑｔＢｐｔ（１－ｉｔ）＋ｉｔ×τＤＣ（ ）８ ＋ｉｔ×Ｌ－ＯＣ

（１＋ｒ）ｔ ＋

∑Ｔ

ｔ＝８

ｑｔＢＰｔ（１－ｉｔ）＋ｉｔ×Ｌ－ＯＣ（１＋ｒ）ｔ －

∑５

ｔ＝１

ＩＮｔ（１＋ｒ）ｔ－

ＤＣ×Ｌｅ（１＋ｒ）５

（３）

９４

中 国 矿 业 第２９卷

Ｒｔ＝ｑｔ｛Ｐｔ（１－ｒｓ）－ｒｙ（Ｐｔ－ＣＳ）｝－ＩＮｔ≤５ ＝ｑｔＢｐｔ －ＩＮｔ≤５ （４）

ＩＮｔ≤５ ＝ＤＣ×Ｌｅ×ｒｉ （５）

式中：ＮＰＶ为净现值；ＤＣ为初期投入的总成本；Ｒｔ为ｔ年的净收入；ＯＣ为运营成本；ｒ为折现率；ｑｔ 为页岩气年产量；Ｐｔ为页岩气价格；ｒｓ 为开采税率；ｒｙ为矿权税率；Ｃｇ 为单位页岩气的收集成本；ｒｉ 为ｉ类型公司发行债券的利率；ＩＮｔ≤５为项目运行第１～５年每年需要支付的利息；Ｌｅ为债务风险水平；ｉｔ为

所得税率；τ ＤＣ（ ）８ 为８年折旧的资本成本有形部分

支付（包括：管道、井的套管和衬管、生产设备、地面设施等）；Ｌ为在生产期内折耗资本成本无形部分支付（包括：租赁费用、服务费用、劳务费、支撑剂及压裂液等）。

２．２　经济参数

２．２．１　样本选择美国共有七大页岩气区带，资源分布极不均匀，

其中 Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ页岩气区带拥有的页岩气资源储量最为丰富，占美国页岩气储量的５４．７％，同时也是美国最大的页岩气供应区，供应量占美国页岩气总供应量的６０％，是当前美国页岩气开发最活跃的地区，该地区９０％以上为纯气井，页岩油产量很少，自然地剔除了页岩油所产生的经济影响。同时３２家样本公司在该领域均有业务开展，因此本文以

Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ地区为样本来进行经济性分析。本文选择 Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ地区２０１１～２０１７年间开

采的实际页岩气井作为样本数据①，经过计算得出每年新增井的产量走势（图５），进而推算出页岩气新增井的平均递减率，前六年递减率分别为３６．６２％、

图５　２０１１～２０１７年 Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ地区每年新增井平均产量走势Ｆｉｇ．５　Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ　ａｎｎｕａｌ　ａｖｅｒａｇｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｗｅｌｌｓ　ｆｒｏｍ　２０１０ｔｏ　２０１７

（资料来源：ＳｈａｌｅＰｒｏｆｉｌｅ　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）

图６　Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ地区页岩气单井平均产量走势Ｆｉｇ．６　Ａｖｅｒａｇｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ　ｓｉｎｇｌｅ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｗｅｌｌ

０５

① 选择了 Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ地区２０１１～２０１７年间开采的７　１３５口页岩气井，其中，２０１１年（１　００６口井）、２０１２年（１　３３４口井）、２０１３年（１　３４９口井）、２０１４年（１　１８８口井）、２０１５年（９９８口井）、２０１６年（６６４口井）、２０１７年（５９６口井）。

第３期 胡紫阳，等：债务风险约束下的美国页岩气公司投资收益研究

２５．８１％、１９．９２％、１５．６％、１１．２８％以及６．３９％，此后基本上保持每年６％的速率递减。

本文以２０１７年新增井在第一年的平均产量作为此后新开井第一年的产量，并按照平均递减率递减，则可得出平均单口井的产量走势，假设项目运行期为２０年，美国行业气井平均产量走势如图６所示。

２．２．２　经济参数范围设定在公司发行债券的利率方面，根据 Ｗｉｎｄ资讯

２０１８年公布的数据显示，大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司的发债成本分别为

３．３％、６％和１０．４％。在债务风险水平方面采用

２．２部分计算的结果。在页岩气开发成本方面，涉及的问题比较复杂，不同的地质构造、不同的深度、不同的运营模式、不同的完井设计导致开发成本变化很大。美国 Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ页岩气区带页岩气井开发成本范围变化范围从４．７～７．８百万美元不等，其平均开采成本约为６．２百万美元［１１］。其中，钻井成本占３０％～４０％、完井成本占５５％～７０％、地面设施费用占７％～８％。按照成本类型来分，有形成本约占 ５２％，无 形 成 本 约 占 ４８％。通 过 对 美 国

Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ页岩气区带的成本分析，可以得出页岩气项目开发方案的具体估计参数，见表２。

２．３　债务风险下页岩气的投资收益分析经过计算得出大型页岩气公司、中型页岩气公

司、小型页岩气公司，在不同的天然气价格水平下的投资内部收益率，同时加入无债务风险约束情景作

为对比，计算结果如图７所示。其中，大型页岩气公司盈亏平衡点介于２．４～２．８＄／ｍｃｆ之间，平均盈亏平衡点为２．５８＄／ｍｃｆ。中型页岩气公司盈亏平衡点介于２．５～２．９＄／ｍｃｆ之间，平均盈亏平衡点为

２．６４＄／ｍｃｆ。小型页岩气公司盈亏平衡点介于２．６～３．１＄／ｍｃｆ之间，平均盈亏平衡点为２．８３＄／ｍｃｆ。不考虑债务风险约束时，即当债务风险水平Ｌｅ为０时，页岩气项目盈亏平衡点介于２．４～２．７５＄／ｍｃｆ之间，行业平均盈亏平衡点为２．５５＄／ｍｃｆ。受债务

表２　Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ地区页岩气开发投资的成本参数Ｔａｂｌｅ　２　Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ

ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｃｏｓｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

变量 参数值

最高 ７．７

开采成本和完井成本／百万美元 平均 ６．２

最低 ４．７

地面工程成本／百万美元 ０．２

土地租赁面积／英亩 ６０

单位土地租赁成本／（＄／英亩） ５　０００

运营成本／（＄／ｍｃｆ） ０．９

页岩气收集和运输成本／（＄／ｍｃｆ） ０．７

折旧率／％ １３

矿权税／％ １５

开采税率／％ ５

所得税率／％ ９．９０

折现率／％ １２

图７　不同情景下页岩气投资收益Ｆｉｇ．７　Ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｒｅｔｕｒｎｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｃｅｎａｒｉｏｓ

１５

中 国 矿 业 第２９卷

风险约束的影响，大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司的平均投资盈亏平衡点分别上升０．０３＄／ｍｃｆ、０．０９＄／ｍｃｆ和０．２８＄／ｍｃｆ。

通过对比不同类型页岩气公司的平均投资收益发现（图８），债务风险对投资收益的影响显著。一方面，在债务风险约束下，不同类型的页岩气公司均有自身最优的竞争力区间。当天然气价格低于

３＄／ｍｃｆ时，大型页岩气公司相对于中型页岩气公司、小型页岩气公司来说可以获得更大的投资收益，在市场竞争中更具有优势；当天然气价格位于３～３．４＄／ｍｃｆ时，中型页岩气公司可以获得更大的投资收益，在市场竞争中更具有优势；当气价高于

３．４＄／ｍｃｆ时，小型页岩气公司可以获得更大的投资收益，在市场竞争中更具有优势。另一方面，债务是把双刃剑，既可以放大收益，也可以放大损失。通过对比无债务风险的情况可知，当气价低于

２．８＄／ｍｃｆ时，大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司内部投资收益率均低于无债务风险约束的情况，债务风险减少了投资收益，随着气价的降低，债务风险对损失放大的作用越来越显著。当气价高于３．３＄／ｍｃｆ时，大型页岩气公司、中型页岩气公司、小型页岩气公司内部投资收益率均超过无债务风险的情况，达到了１２％以上，意味着页岩气项目投资存在着超额收益，债务风险对收益起放

大效应，并且这种放大效应随着天然气价格的增长而越来越突出。

图８　四种情境下投资收益率对比分析Ｆｉｇ．８　Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＲＯＩ　ｕｎｄｅｒ　ｆｏｕｒ　ｓｃｅｎａｒｉｏｓ

由图９可知，当前美国天然气价格大多在２．５～３＄／ｍｃｆ的范围，在此价格区间，对页岩气公司来说页岩气投资并不具有吸引力，但仍然有盈利的可能。大型页岩气公司相对中小型页岩气公司来说更具有竞争力，更能承受油气价格长期低迷的风险，更容易存活下来。然而中小型页岩气公司将面临严重的挑战，尤其是小型页岩气公司，因资产价值低、债务风险水平高、融资成本高等原因，很难保证有足够的资金来应对债务风险，更容易在天然气价格低迷时被市场所淘汰。如果气价长期维持在低价格水平，页岩气行业很可能从以中小型页岩气公司为主体的市场结构向以大型页岩气公司为主体的市场结构转变。

图９　２０１０～２０１８年美国天然气价格走势图Ｆｉｇ．９　ＵＳ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｐｒｉｃｅ　ｔｒｅｎｄ　ｆｒｏｍ　２０１０ｔｏ　２０１８

３　结　语通过研究发现，不同类型页岩气公司的投资收

益，受债务风险约束产生的影响不同。总体来讲，大型页岩气公司受债务风险约束产生的影响最小，中型页岩气公司受到的影响其次，小型页岩气公司受到的影响最大。债务是把双刃剑，既可以在油气价格高涨时扩大收益，也可以在油气价格下跌时放大损失。当前美国天然气价格仍然处于２．５～３＄／ｍｃｆ的低价格水平，在此价格水平下，中小型页

岩气公司相对于大型页岩气公司来讲更难获得收益，更容易在长期的低价格水平下被市场所淘汰，长期的低价格水平将促使页岩气行业向着以大型页岩气公司为主体的市场结构转变。

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２６７－２８６．

（下转第７０页）

２５

中 国 矿 业 第２９卷

半功倍。

６　结　语自然资源部发布的各类文件表明，地质资料工

作正在逐步向“全国统一”的标准靠近，包括目录数据采集标准、服务目录的发布标准等，都是依托于大量地质资料目录信息采集工作。这就意味着在全国范围内采用统一或相对统一的目录著录规则具有十分重要的意义。采集规则的巨大差异，难以实现全国范围的共享互通，可能会导致出现一批“死”目录或“残缺”目录，相对应之前的目录信息采集工作就可能出现投入浪费或补充，必然会造成一定程度的经济损耗。所以，全国统一标准可避免地质资料目录著录工作各自采集、规则混乱的局面，间接提高因此产生的经济效益。

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１０２－１０８．

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ｄｒｉｌｌｉｎｇ／．

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