李 軍，蔡利學

(中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長，對能源的需求不斷增加，油氣在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中有著舉足輕重的地位。但是，目前待探明油氣資源的位置大多地處偏遠、自然條件惡劣的地區(qū)，地面條件相對惡化，施工難度加大。地下地質(zhì)條件比較復雜，目標隱蔽性增強，勘探難度越來越大，勘探風險不斷增加。

隨著石油地質(zhì)理論的發(fā)展，特別是油氣成藏理論的深入發(fā)展以及數(shù)學地質(zhì)學和計算機技術的廣泛應用，油氣勘探風險分析技術得到快速發(fā)展。油氣勘探風險分析是認識一個地區(qū)地質(zhì)規(guī)律的過程，是油氣資源綜合評價的一部分，同時，也為各級決策部門制定下一步油氣勘探計劃或規(guī)劃以及為勘探部署提供科學依據(jù)。因此，勘探風險分析是指鉆前評價過程中對有利目標的不確定性因素和風險的定量或數(shù)值化評價。

目前，大多數(shù)外國石油公司都建立了常規(guī)的勘探風險分析和管理制度，在規(guī)避風險、降低成本和提高效益方面正發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 國外現(xiàn)狀

風險分析最早起源于歐洲銀行業(yè)，但在20世紀30年代，美國為應對經(jīng)濟危機對企業(yè)經(jīng)營的影響，開展了風險分析和管理研究，上世紀70年代以后，開始在全球各行各業(yè)風行，石油行業(yè)也不例外。

對于石油行業(yè)而言，風險的種類很多，如地質(zhì)風險(勘探開發(fā)干井的風險)、工程技術風險、政治風險、經(jīng)濟風險、未來價格預測風險、環(huán)境風險、投資者破產(chǎn)風險等等[1－2］。但對于油氣勘探項目和勘探人員而言，更注重油氣勘探的地質(zhì)風險，主要體現(xiàn)在地質(zhì)評價、資源量估算和決策分析的整個評價過程中，風險分析亦隨著勘探形勢和技術的發(fā)展而發(fā)展。

在20世紀60年代以前，石油公司的油氣勘探活動主要集中在局部構(gòu)造簡單地區(qū)，伴隨著油氣資源綜合評價技術的發(fā)展，主要采用地質(zhì)成藏條件靜態(tài)研究與油氣資源量的簡單估算進行地質(zhì)風險分析，從而評價油氣勘探目標，當時的勘探發(fā)現(xiàn)以大構(gòu)造為主。

20世紀60年代，隨著數(shù)學地質(zhì)學和計算機開始在油氣勘探領域應用，開始采用成藏條件動態(tài)研究方法進行勘探目標地質(zhì)評價，主要應用地質(zhì)類比法，研究油源、儲層、蓋層、圈閉、保存等地質(zhì)條件及其時空配套條件，加強了油氣成藏時空配置關系的研究。同時，開始應用單儲系數(shù)法、容積法、熱模擬法、沉積巖體積豐度法等多種方法計算勘探目標資源量，但資源量計算參數(shù)為定值，且很少考慮資源的經(jīng)濟性。1960年Grayson等[3］開始了早期的風險分析在勘探投資決策方面研究;1962年Kaufman[4］發(fā)表了有關對數(shù)正態(tài)分布在勘探目標評價和投資決策中的應用的著作，他們的研究為勘探風險分析在油氣勘探實際中應用奠定了基礎。

20世紀70年代，由于1973年中東石油禁運及油價大幅上漲引起的“石油危機”，直接影響了世界經(jīng)濟，以美國為代表的發(fā)達國家開始了全球性的油氣資源研究和勘探目標評價。伴隨著地質(zhì)理論和勘探技術的進步，以及數(shù)學地質(zhì)學和計算機在油氣工業(yè)中的廣泛應用，開始了真正意義上的地質(zhì)風險分析，Newendorp[5］和 Capen[6］等采用統(tǒng)計學和概率論理論分析勘探目標含油氣的可能性。同時，由于人們對地下油氣資源認識的不確定性，開始應用統(tǒng)計概率方法，采用與地質(zhì)類比相結(jié)合的面積產(chǎn)率法和體積產(chǎn)率法計算資源量，結(jié)果以累計概率形式來表達[7－8］，并開始考慮資源的經(jīng)濟性。隨著70年代早期勘探風險分析在Exxon、Shell、Arco公司中開始系統(tǒng)應用，到70年代后期，Chevron、BP、Elf等石油公司以及某些政府機構(gòu)(加拿大地質(zhì)調(diào)查局、法國石油研究院和美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局)也開始在勘探評價和投資中常規(guī)應用勘探風險分析。

自20世紀80年代以來，世界油氣勘探的發(fā)現(xiàn)規(guī)模逐漸變小，發(fā)現(xiàn)油氣田的預探井并沒有明顯地隨時間而變化，預探井成功率平均為25.25%，而發(fā)現(xiàn)大于100百萬桶油當量儲量的井由60、70年代的4%以上減少至90年代的1.9%[9］，勘探的難度在逐漸增大。盡管技術可以降低由于勘探難度增加的地質(zhì)不確定性，但卻不能排除風險。尤其勘探的研究對象在地下，具有隱蔽性，一些概念只能建立在“假設”的基礎上，不確定的因素較多，例如地下情況復雜、地質(zhì)資料不足等。加之人們對復雜事物的認識不可能一次完成，更增加了勘探項目的風險性。因此，20世紀80年代以來，不僅計算機在石油勘探研究和評價中得到了普遍應用，勘探目標風險分析和經(jīng)濟評價也更加受到重視。勘探風險分析與決策研究在石油工業(yè)上的應用飛速發(fā)展，勘探風險分析和管理在國外大中型石油公司得到廣泛認同和應用[10－15］，許多小石油公司和國家石油機構(gòu)也紛紛應用該技術。如何利用有限的投資最大限度地獲得商業(yè)或經(jīng)濟儲量成為勘探家所面臨的重要課題[16－17］。每個油公司都形成了自己的評價體系，并擁有專業(yè)評價人員。

發(fā)展至今，勘探風險分析技術愈加成熟，運用統(tǒng)計學、概率論和效用理論的原理，在綜合研究油氣成藏要素的基礎上，采用地質(zhì)風險概率法，將獨立的地質(zhì)成藏概率因子(一般4～5個，最多可達14個)連乘評價油氣成藏的可能性[18－22］;并采用統(tǒng)計法和類比法估算儲量參數(shù)分布范圍，采用地質(zhì)類比法(包括單儲系數(shù)法、容積法、最小經(jīng)濟規(guī)模界限法等)、主觀評價法(專家評價法、特爾菲法)、統(tǒng)計分析法(或歷史經(jīng)驗外推法，包括油田規(guī)模序列法)、成因法(或地球化學物質(zhì)平衡法，包括盆地模擬法、氯仿瀝青“A”法、熱模擬法等)和綜合法(地質(zhì)模型與計算模型相結(jié)合的地質(zhì)風險概率法)五大類國際通用方法，應用蒙特卡洛模擬預測油氣規(guī)模[23－27］;同時，考慮工程技術的適應性，采用現(xiàn)金流法評估資源的經(jīng)濟性[28－31］，估算不同意義的成功概率，對不同勘探目標進行分級和排序，并在此基礎上，從公司的發(fā)展戰(zhàn)略目標出發(fā)，進行風險—投資優(yōu)化，最終篩選和編制出年度投資組合[32－40］。

目前，在全球普遍使用且最具有代表性的評價系統(tǒng)包括美國地質(zhì)調(diào)查所研制的FASPU(石油快速評價系統(tǒng))、挪威Geoknowledge公司研制開發(fā)的GeoX(資源—經(jīng)濟分析系統(tǒng))、美國Decisioneering公司研制的Crystal Ball、美國Landmark公司研制開發(fā)的TERAS(經(jīng)濟與風險分析系統(tǒng))。

2 國內(nèi)現(xiàn)狀

自20世紀80年代，我國開展對外合作勘探，將勘探風險分析的一般概念和方法引入中國，在學習借鑒國外有關地質(zhì)風險概率方法、分析油氣成藏經(jīng)驗的基礎上，結(jié)合中國地質(zhì)特點，國內(nèi)學者總結(jié)了國內(nèi)勘探目標評價流程和基本方法[41－43］。這些方法和經(jīng)驗很快在海域盆地的目標評價優(yōu)選中應用，提高了海域鉆探目標成功率，有力地推動了海域油氣資源勘探。另外，1986年我國第一次資源評價初步采用了資源量概率曲線形式表示[44－46］，所報道的787×108t就是P50的資源量[47］。

隨著90年代初期第二次油氣資源評價的展開，勘探家更加關注勘探目標的地質(zhì)風險分析和資源的經(jīng)濟性，并在一些盆地做了有價值的嘗試。例如，根據(jù)大慶、勝利等已有油氣發(fā)現(xiàn)凹陷的儲量和經(jīng)濟門限統(tǒng)計，計算了不同凹陷類型的經(jīng)濟系數(shù)，提出了“經(jīng)濟資源量”的概念。同時，對一些關鍵問題展開了研究，如成功率的定義、風險分析與經(jīng)濟評價的關系等，初步形成了風險概率法[48－53］，并在圈閉和區(qū)帶優(yōu)選預探中發(fā)揮了較好作用。隨著風險分析技術在資源量計算中得到進一步發(fā)展，勘探家還總結(jié)了5種常見的油氣藏分布模型，并按照統(tǒng)一的統(tǒng)計檢驗標準進行校驗[54］。

在90年代末，中國各大石油公司紛紛上市成功，提出了勘探“效益第一”的原則。為了提高鉆探成功率，尋找商業(yè)或經(jīng)濟的規(guī)模接替儲量，增加公司價值，各上市石油公司對來自全國或全球范圍內(nèi)的不同地區(qū)的風險目標進行評價和優(yōu)選，以便最終做出投資決策，為此均加強了地質(zhì)風險分析和經(jīng)濟評價[55－62］。近年來，勘探風險分析備受重視，三大石油公司均逐步建立各自的評價體系和系統(tǒng)[63－64］，先后涌現(xiàn)出具有代表性的 TrapDES、OE、PdSys等勘探目標風險分析、評價、優(yōu)選和決策系統(tǒng)，在油氣勘探規(guī)劃部署中起到了重要作用。

發(fā)展至今，勘探風險分析技術在地質(zhì)風險評價和經(jīng)濟評價方法上取得了長足進步。目前，主要采用類比法和統(tǒng)計法，對圈閉、油源、儲層、保存、運聚、匹配等成藏地質(zhì)條件進行分析，但是大多是按照成藏地質(zhì)條件的優(yōu)劣分級進行打分，然后將所有成藏條件因子得分相乘求得地質(zhì)綜合評價因數(shù)，即地質(zhì)把握程度，概念上等于1減去地質(zhì)風險因數(shù)。其中，各成藏條件因子則通過對其各關鍵地質(zhì)子因子加權(quán)求和或相乘獲得，無論子因子是否相關和獨立;而僅把資料因素理解為圈閉落實程度，作為圈閉條件的一個因子與其他成藏要素相乘，而對資料因素在勘探風險中的重要程度沒有足夠的認識。

勘探目標的資源量計算則采用類比法、成因法和統(tǒng)計法等國際通用方法，雖然各石油公司和研究機構(gòu)均提倡應用蒙特卡洛模擬等能夠體現(xiàn)風險分析的方法進行估算，但實際操作大多采用定值進行計算，而忽略了油氣勘探所具有的高度不確定性。

勘探目標的優(yōu)選決策方法很多，但目前國內(nèi)最通行的方法則是通過對勘探目標進行經(jīng)濟評價，從而選用不同經(jīng)濟指標求得經(jīng)濟評價系數(shù)，最終將地質(zhì)綜合評價系數(shù)和經(jīng)濟系數(shù)加權(quán)求和，得出勘探目標優(yōu)選評價值，最終進行排序優(yōu)選。這些優(yōu)選評價方法和系統(tǒng)突出了效益觀念，在勘探目標優(yōu)選評價中起到了重要作用[65］。投資組合優(yōu)選是另一種更能體現(xiàn)勘探風險的決策方法，雖然國內(nèi)也有研究[66］，但實際應用很少。因此，與國外相比，我國的勘探風險分析還相對比較粗放。

隨著我國油氣勘探領域的不斷擴大和勘探目標的不斷復雜化，勘探難度日益增加，則需要在前人研究的基礎上，進一步深化我國的勘探風險分析技術。

3 發(fā)展趨勢

油氣勘探大都是在不確定的情況下進行的，因而風險高，投入大?？碧斤L險分析作為勘探目標評價的主要內(nèi)容之一，它既是一項綜合性的研究過程，也是一個充分應用最新科技成果的評價過程。近年來許多人進行了積極探索，提出了一些新的方法[58］?？碧斤L險分析的發(fā)展趨勢如下:

3.1 地質(zhì)評價更加突出風險分析、重視資料信息的應用

地質(zhì)評價是勘探的首要任務之一，地質(zhì)風險分析技術通過幾十年的發(fā)展，為了更加適應當前的勘探形勢，使地質(zhì)評價更科學和合理，將從可能發(fā)現(xiàn)油氣的真正概率因素入手，進一步完善不同資料置信條件下的成藏條件評價標準。首先，選擇相互獨立的成藏概率因子或子因子，以便滿足“木桶短板”原理。其次，成藏因子或子因子概率賦值應重視資料的置信程度，即根據(jù)資料信息的相關程度、質(zhì)量和數(shù)量確定概率大小，而不是根據(jù)烴源巖、儲層等質(zhì)量的好壞評分，并將賦值標準盡量細化和明確，并與實際情況進行比對和校驗，增加地質(zhì)風險評價的可靠性。

3.2 風險分析技術與商業(yè)或經(jīng)濟儲量評價緊密結(jié)合進行勘探目標評價

勘探目標是油氣聚集的地質(zhì)單元，但并非所有的勘探目標都含有油氣，即使找到的含油氣目標也并非都有商業(yè)或經(jīng)濟價值。越來越高的勘探費用迫使人們反思，除了油氣發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)成功之外，在當前勘探難度越來越大、技術要求越來越高的情況下，我們獲得商業(yè)或經(jīng)濟儲量的可能性有多大?即油氣發(fā)現(xiàn)的商業(yè)或經(jīng)濟成功率是多少?這是所有石油公司都關心的問題。

這就要求勘探人員在充分考慮油氣勘探特點的前提下，即正確認識勘探是在大量不確定因素下進行的，應用統(tǒng)計學方法描述油氣資源計算參數(shù)的分布區(qū)間，估算出勘探目標的資源或儲量分布，并根據(jù)經(jīng)濟上的投入和產(chǎn)出平衡原理，確定商業(yè)或經(jīng)濟儲量下限，從而獲得油氣發(fā)現(xiàn)的商業(yè)或經(jīng)濟成功概率，以滿足勘探目標鉆前預測的需求，進一步規(guī)范鉆前經(jīng)濟評價，使風險分析不再停留在文字描述和定性判斷上，并可進一步權(quán)衡風險，從而保證在最小的風險下獲得最大經(jīng)濟可采儲量。

3.3 風險分析始終貫穿于勘探評價全過程

油氣勘探是個充滿挑戰(zhàn)的行業(yè)，風險是勘探最重要的特點。因此，風險分析應該貫穿于勘探評價和決策的全過程。截至目前，貫穿于地質(zhì)評價、資源估算和投資決策全過程的勘探風險分析在我國陸上和海域勘探中均有所體現(xiàn)。但是，風險分析在目前勘探?jīng)Q策中的主要作用多是根據(jù)勘探目標的油氣發(fā)現(xiàn)概率、資源規(guī)模、價值大小等指標，在有限的目標中優(yōu)選最有利目標進行鉆探，而在勘探的主要決策點上，風險分析作為一種量化的分析方法還沒有普遍應用。

此外，在勘探?jīng)Q策中，應該進一步推廣現(xiàn)代投資組合理論，應用概率論和線性代數(shù)等其他數(shù)學方法，根據(jù)不同階段勘探任務、勘探目的和勘探對象要求，分析風險承擔能力，結(jié)合效用分析理論權(quán)衡風險和收益，選擇最佳投資組合，實現(xiàn)投資收益的最大化，為勘探規(guī)劃和部署決策提供依據(jù)。

3.4 數(shù)學地質(zhì)學與計算機的發(fā)展將促進勘探風險的定量化發(fā)展

近幾十年來計算機和網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展，與之相伴隨的數(shù)值方法的發(fā)展將進一步促使地質(zhì)學進入系統(tǒng)化研究。大規(guī)模數(shù)值模擬方法的出現(xiàn)和發(fā)展使得資源累積概率分布、投資組合優(yōu)選等繁復的數(shù)學模擬得以實現(xiàn)。計算機數(shù)值模擬技術現(xiàn)在已成為地質(zhì)學研究中與野外觀察、實驗室實驗并重的基本方法。此外，計算機的應用也有利于大量勘探數(shù)據(jù)的積累，并形成數(shù)據(jù)庫，節(jié)省大量的人力物力，加快勘探評價速度，提高評價精度，更好地為油氣勘探服務。

3.5 學科交叉和綜合研究將隨著石油地質(zhì)理論的發(fā)展而發(fā)展

隨著油氣勘探形勢的變化以及地質(zhì)領域其他相關學科的迅速發(fā)展，數(shù)理統(tǒng)計學、概率論、經(jīng)濟學等學科與經(jīng)典石油地質(zhì)學將進行深入的融合與交叉，勘探目標評價中有關石油與天然氣地質(zhì)學中的許多概念也將不斷地得到發(fā)展?？碧斤L險分析將進入一個新的發(fā)展階段，從過去的典型描述性向多維化、定量化和信息化迅速發(fā)展，從而形成比較完整的新評價體系?？碧斤L險分析已成為當今油氣勘探中十分重要的內(nèi)容之一，將隨著石油地質(zhì)理論的發(fā)展而發(fā)展。

4 結(jié)語

油氣勘探具有復雜性和艱巨性，同時也使其具有了很高的風險性。歷史數(shù)據(jù)表明，勘查和勘探投資中只有不到20%的支出能夠有商業(yè)發(fā)現(xiàn)。因此我們要繼續(xù)發(fā)展和完善勘探風險分析技術，研究勘探風險與收益之間的關系，優(yōu)化資源配置，將資源(資金和人力)分配到資本回報最高的領域，最大限度地發(fā)現(xiàn)油氣，尋找商業(yè)儲量，增加企業(yè)價值。

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