●符瓊芬 羅敏 彭海軍 楊俊豐 董江萍

凝析氣藏開(kāi)發(fā)方案蒙特卡洛風(fēng)險(xiǎn)分析方法研究及應(yīng)用

●符瓊芬 羅敏 彭海軍 楊俊豐 董江萍

油氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目由于投資大、風(fēng)險(xiǎn)高，需加強(qiáng)開(kāi)發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)分析工作。根據(jù)凝析氣藏特點(diǎn)，在考慮建設(shè)投資、油和氣的產(chǎn)量、銷(xiāo)售價(jià)格以及經(jīng)營(yíng)成本基礎(chǔ)上，采用蒙特卡洛模擬方法對(duì)凝析氣藏開(kāi)發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，并實(shí)現(xiàn)了分析工具。通過(guò)利用該方法進(jìn)行應(yīng)用分析，分析結(jié)果表明蒙特卡洛模擬方法能夠綜合考慮多種風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，并能計(jì)算出相應(yīng)概率，增強(qiáng)了風(fēng)險(xiǎn)分析的合理性，提高了決策可靠性。

凝析氣藏 蒙特卡洛模擬 開(kāi)發(fā)方案 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 風(fēng)險(xiǎn)分析

一、前言

凝析氣藏作為一種特殊類(lèi)型的油氣藏類(lèi)型，在世界氣田開(kāi)發(fā)中占有特殊重要的地位。塔里木盆地作為我國(guó)油氣資源的重要產(chǎn)地，凝析氣分布廣泛，成因復(fù)雜，以富、特富凝析氣藏為主，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于凝析氣藏特殊的流體相態(tài)特征，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)難度要比一般油氣藏復(fù)雜、建設(shè)投資高、風(fēng)險(xiǎn)大。因此為了避免決策失誤，對(duì)于凝析氣藏的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)應(yīng)該做好開(kāi)發(fā)方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)工作，加強(qiáng)開(kāi)發(fā)方案的風(fēng)險(xiǎn)分析。

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析方法主要有盈虧平衡分析、敏感性分析、蒙特卡洛模擬分析等。目前我國(guó)石油行業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)一般采用盈虧平衡和敏感性分析。傳統(tǒng)的盈虧平衡分析和敏感性分析都是考慮單因素變動(dòng)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響，是一種簡(jiǎn)化的分析方法。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，評(píng)價(jià)指標(biāo)往往受到多個(gè)因素共同變化的影響，所以傳統(tǒng)的方法對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)分析具有局限性和不合理性。相比于傳統(tǒng)的方法，蒙特卡洛模擬能綜合考慮多種風(fēng)險(xiǎn)因素，不僅能得到評(píng)價(jià)結(jié)果，也能得到對(duì)應(yīng)的發(fā)生概率，風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果更可靠、更貼近實(shí)際、更能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的合理性。因此，本文采用了基于蒙特卡洛模擬方法進(jìn)行凝析氣藏開(kāi)發(fā)方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析，并編程實(shí)現(xiàn)了該風(fēng)險(xiǎn)分析工具。結(jié)合凝析氣藏油氣同采的特點(diǎn)，該方法考慮了對(duì)凝析氣藏開(kāi)發(fā)重要的建設(shè)投資、經(jīng)營(yíng)成本、凝析油和天然氣產(chǎn)量、銷(xiāo)售價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)因素。通過(guò)模擬各風(fēng)險(xiǎn)因素的隨機(jī)分布數(shù)值，根據(jù)現(xiàn)金流量法計(jì)算經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)值及其概率。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)采用稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）和凈現(xiàn)值（FNPV）。最后利用量化的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)概率分布結(jié)果來(lái)判斷開(kāi)發(fā)方案的風(fēng)險(xiǎn)情況。

二、蒙特卡洛模擬風(fēng)險(xiǎn)分析

（一）蒙特卡洛模擬分析原理

蒙特卡洛模擬分析又稱(chēng)統(tǒng)計(jì)模擬法、隨機(jī)抽樣技術(shù)。它是一種隨機(jī)模擬方法，是一類(lèi)通過(guò)隨機(jī)抽樣和統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)來(lái)求近似解的數(shù)值方法。蒙特卡洛模擬的基本思路：首先建立分析指標(biāo)值的計(jì)算模型；分析與指標(biāo)值相關(guān)的影響因素，并分析建立影響因素的概率分布模型；依據(jù)模擬次數(shù)，模擬產(chǎn)生相應(yīng)批次的影響因素隨機(jī)數(shù)，帶入分析指標(biāo)值的計(jì)算模型，計(jì)算出相應(yīng)的指標(biāo)值；最后對(duì)模擬試驗(yàn)結(jié)果加以分析統(tǒng)計(jì)，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)值的統(tǒng)計(jì)特征量或概率分布。模擬次數(shù)越多，概率分布越接近真實(shí)的分布。

（二）蒙特卡洛模擬風(fēng)險(xiǎn)分析工具實(shí)現(xiàn)步驟

結(jié)合凝析氣藏開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)，凝析氣藏開(kāi)發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)蒙特卡洛模擬風(fēng)險(xiǎn)分析具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

1.確定經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)模型。油田開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括：財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）和財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV），利用現(xiàn)金流量法計(jì)算。財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率是指能使項(xiàng)目計(jì)算期內(nèi)凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值累計(jì)等于零時(shí)的折現(xiàn)率，計(jì)算公式如下所示。

式中：CI—現(xiàn)金流入量

CO—現(xiàn)金流出量

(CI-CO)t—第t期的凈現(xiàn)金流量

n—項(xiàng)目評(píng)價(jià)周期

財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV）是指按設(shè)定的折現(xiàn)率，一般采用基準(zhǔn)收益率（ic）計(jì)算的項(xiàng)目期內(nèi)凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值之和，計(jì)算公式如下所示。

現(xiàn)金流量法計(jì)算的關(guān)鍵內(nèi)容是要計(jì)算項(xiàng)目評(píng)價(jià)周期內(nèi)各年現(xiàn)金流入和現(xiàn)金流出值。針對(duì)油氣開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，現(xiàn)金流入包括：營(yíng)業(yè)收入、增值稅銷(xiāo)項(xiàng)稅、補(bǔ)貼收入、回收油氣資產(chǎn)余值以及回收流動(dòng)資金；現(xiàn)金流出包括：利用探井評(píng)價(jià)井投資、建設(shè)投資、流動(dòng)資金、經(jīng)營(yíng)成本、增值稅進(jìn)項(xiàng)稅、營(yíng)業(yè)稅金及附加、增值稅、維持運(yùn)營(yíng)投資以及棄置費(fèi)。

2.分析影響經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)因素。由于凝析氣藏油氣同采的特點(diǎn)，該類(lèi)油氣藏的開(kāi)發(fā)建設(shè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)不同于一般油氣項(xiàng)目。凝析氣藏是介于油藏和純氣藏之間的復(fù)雜類(lèi)型的特殊油氣藏。凝析氣田開(kāi)發(fā)，具有投資大、經(jīng)營(yíng)成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，并且更為突出的特點(diǎn)是油氣同采。油氣同采的特點(diǎn)決定了油和氣產(chǎn)量及其銷(xiāo)售價(jià)格都會(huì)對(duì)項(xiàng)目最終效益產(chǎn)生影響，因此油和氣產(chǎn)量及價(jià)格都是重要的不確定性因素。并且不同油氣比的項(xiàng)目，油、氣對(duì)項(xiàng)目的影響程度是不同的。結(jié)合凝析氣藏開(kāi)發(fā)項(xiàng)目特點(diǎn)和實(shí)際情況，我們分析影響FIRR和FNPV的主要因素包括：建設(shè)投資、石油產(chǎn)量、石油銷(xiāo)售價(jià)格、天然氣銷(xiāo)售產(chǎn)量、天然氣價(jià)格以及經(jīng)營(yíng)成本六個(gè)因素。

建設(shè)投資：包括開(kāi)發(fā)井投資和地面工程投資。對(duì)于油氣開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)投資非常大，投資估算存在不確定性。建設(shè)投資作為現(xiàn)金流出的一個(gè)重要項(xiàng)目，同時(shí)也會(huì)影響其他項(xiàng)目。受建設(shè)投資影響的項(xiàng)目包括：現(xiàn)金流入的回收油氣資產(chǎn)余值、現(xiàn)金流出的增值稅和棄置費(fèi)。

石油產(chǎn)量：凝析氣田開(kāi)采伴隨著產(chǎn)出凝析油。由于受到反凝析影響，凝析油產(chǎn)量具有不確定性。對(duì)于凝析油產(chǎn)量高的氣藏，凝析油產(chǎn)量對(duì)項(xiàng)目的效益影響很大。石油產(chǎn)量直接影響現(xiàn)金流入中的營(yíng)業(yè)收入，同時(shí)影響開(kāi)發(fā)方案的操作成本估算，從而影響現(xiàn)金流出的經(jīng)營(yíng)成本。間接導(dǎo)致現(xiàn)金流入的增值稅銷(xiāo)項(xiàng)稅，現(xiàn)金流出的增值稅、營(yíng)業(yè)稅金及附加等項(xiàng)目變化。

石油銷(xiāo)售價(jià)格：石油銷(xiāo)售價(jià)格受?chē)?guó)際油價(jià)影響，波動(dòng)較大，具有不確定性，往往是影響項(xiàng)目效益最敏感的因素之一。石油價(jià)格直接影響營(yíng)業(yè)收入和噸油特別收益金的計(jì)算。并間接影響其他項(xiàng)目計(jì)算。

天然氣產(chǎn)量：凝析氣藏開(kāi)發(fā)主要商品是天然氣，由于受到油藏地質(zhì)條件、開(kāi)發(fā)方案等影響，天然氣實(shí)際產(chǎn)量往往與設(shè)計(jì)產(chǎn)量存在一定的偏差。因此在利用設(shè)計(jì)的方案產(chǎn)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)需要考慮天然氣產(chǎn)量的不確定性。天然氣產(chǎn)量與石油產(chǎn)量類(lèi)似，直接影響著營(yíng)業(yè)收入和操作成本。

天然氣銷(xiāo)售價(jià)格：目前我國(guó)天然氣銷(xiāo)售價(jià)格是由政府定價(jià)決定，對(duì)于未來(lái)年份價(jià)格估計(jì)需要考慮到不確定性。天然氣價(jià)格直接影響營(yíng)業(yè)收入。

經(jīng)營(yíng)成本：油氣經(jīng)營(yíng)成本受到生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量、措施、市場(chǎng)、管理等各方面因素影響，不確定性很大。經(jīng)營(yíng)成本的變化直接影響流動(dòng)資金和回收流動(dòng)資金。

3.建立風(fēng)險(xiǎn)因素隨機(jī)模型。結(jié)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目實(shí)際情況和歷史開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)，考慮各風(fēng)險(xiǎn)因素的隨機(jī)模型。風(fēng)險(xiǎn)變量的概率分布模型主要包括均勻分布、三角分布和正太分布等。隨機(jī)模型選取方法：當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)變量只能獲得一個(gè)范圍值時(shí)，可采用均勻分布公式來(lái)描述；當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)變量除取得范圍值外，還知道最可能值，則用三角分布公式來(lái)描述，三角分布是采用較多的；當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)變量獲得少量的隨機(jī)值，則根據(jù)多數(shù)風(fēng)險(xiǎn)變量具有正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的特征，可模擬為正太或?qū)?shù)正太分布公式來(lái)描述。

4.模擬計(jì)算。首先根據(jù)開(kāi)發(fā)方案的基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算出項(xiàng)目基本的FIRR和FNPV。然后根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，利用隨機(jī)數(shù)與開(kāi)發(fā)方案基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)，并根據(jù)設(shè)定的模擬次數(shù)（N次）完成計(jì)算，得到N個(gè)FIRR和FNPV。

5.分析統(tǒng)計(jì)。對(duì)得到的N個(gè)FIRR和FNPV進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，分析計(jì)算出評(píng)價(jià)指標(biāo)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)值等數(shù)據(jù)，繪制概率分布圖。設(shè)定界限值，計(jì)算大于或小于界限值概率。

三、方法應(yīng)用分析

塔里木盆地某開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，評(píng)價(jià)周期為20年，其中建設(shè)周期為2年，運(yùn)營(yíng)周期為18年。資本金比例為55%，流動(dòng)資金貸款比例為70%，經(jīng)營(yíng)成本資金率為20%。原油商品率為96%，天然氣商品率為94%。石油銷(xiāo)售價(jià)格為3577元/噸，天然氣銷(xiāo)售價(jià)格為1060元/千方。稅后基準(zhǔn)收益率為12%，還款方式采用等額本金，還款期為8年。建設(shè)投資分為兩年投入，總額為58億元，其中開(kāi)發(fā)井投資為46億，地面工程投資為12億。維持運(yùn)營(yíng)投資48億元。生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)參數(shù)根據(jù)開(kāi)發(fā)方案計(jì)算給出評(píng)價(jià)周期內(nèi)每年的產(chǎn)量、產(chǎn)液量、開(kāi)井?dāng)?shù)等參數(shù)。其中評(píng)價(jià)周期內(nèi)石油總產(chǎn)量為898萬(wàn)噸，天然氣產(chǎn)量為16億立方米。

為了分析計(jì)算，本文所有的影響因素均采用三角分布模擬。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家估算，風(fēng)險(xiǎn)因素的模擬參數(shù)為：建設(shè)投資模擬建設(shè)期總投資，最小值為56億元，最大值為60億元，最可能值為58億元；石油價(jià)格模擬生產(chǎn)期第一年銷(xiāo)售價(jià)格，最小值為3400元/噸，最大值為3650元/噸，最可能值為3577元/噸；石油產(chǎn)量模擬生產(chǎn)期平均產(chǎn)量，數(shù)據(jù)為生產(chǎn)期年均產(chǎn)量，最小值為43萬(wàn)噸/年，最大值為48萬(wàn)噸/年，最可能值為45萬(wàn)噸/年；天然氣價(jià)格模擬生產(chǎn)期第一年銷(xiāo)售價(jià)格，最小值為800元/千方，最大值為1200元/千方，最可能值為1060元/千方；天然氣產(chǎn)量模擬生產(chǎn)期平均產(chǎn)量，數(shù)據(jù)為生產(chǎn)期年均產(chǎn)量，最小值為0.6億方/年，最大值為0.9億方/年，最可能值為0.78億方/年。模擬次數(shù)為10000次。通過(guò)Excel宏編程，實(shí)現(xiàn)了基于蒙特卡洛模擬的凝析氣藏開(kāi)發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算工具。利用該工具進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果如圖1和表1所示。

圖1 蒙特卡洛模擬凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率概率分布

表1 蒙特卡洛模擬統(tǒng)計(jì)結(jié)果

計(jì)算得出，該項(xiàng)目方案的稅后投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為14.32%，投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為4.97億元。通過(guò)模擬計(jì)算，凈現(xiàn)值小于4.97億元的概率為43.68%，均值為53514萬(wàn)元，雖然凈現(xiàn)值最小值為負(fù)值，但是通過(guò)計(jì)算小于0的概率只有1.8%，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)=27188/53514=0.51＞0.5，說(shuō)明項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)較低；內(nèi)部收益率超過(guò)14.32%的概率是57.1%，大于稅后基準(zhǔn)收益率12%的概率為98.2%，最大值為18.43%，最小值為10.38%，平均內(nèi)部收益率為14.55%高于稅后基準(zhǔn)收益率，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)=1.31/14.55=0.09＜0.12，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益較低。由此可以得出，該項(xiàng)目的凈現(xiàn)值大于0、收益率大于基準(zhǔn)收益率的可能性很大，因此該項(xiàng)目盈利能力可能性很大，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，但是該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益較低，評(píng)估需謹(jǐn)慎。

四、結(jié)論

油氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目存在很大風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，因此油氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)必須要做好風(fēng)險(xiǎn)分析工作。凝析氣藏由于其油氣同采特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素與一般油氣藏不同，需充分考慮凝析氣藏石油和天然氣產(chǎn)量及價(jià)格對(duì)方案風(fēng)險(xiǎn)的影響作用。本文采用了蒙特卡洛模擬方法進(jìn)行凝析氣藏開(kāi)發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析，通過(guò)以上應(yīng)用分析表明，蒙特卡洛模擬方法更加適合應(yīng)用于油氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析，它實(shí)現(xiàn)了多風(fēng)險(xiǎn)因素同時(shí)變化對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)概率計(jì)算，提高了決策可靠性。

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（作者單位：符瓊芬，羅敏，彭海軍，楊俊豐，塔里木油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院；董江萍，塔里木油田公司概預(yù)算管理部 新疆庫(kù)爾勒 841000）

（責(zé)編：賈偉）

F407.22

A

1004-4914（2014）06-069-02