馬 佳

（中國海洋石油集團有限公司勘探部，北京 100010）

0 引言

油氣勘探規(guī)劃是油公司業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分，是開展勘探項目管理的主要任務(wù)。傳統(tǒng)的勘探規(guī)劃是以勘探戰(zhàn)略為指導(dǎo)方針，基于資源潛力、勘探領(lǐng)域、研究技術(shù)的現(xiàn)狀，以盆地、區(qū)帶、圈閉和油氣藏評價的地質(zhì)綜合研究為基礎(chǔ)，為實現(xiàn)增儲上產(chǎn)而制定的目標實施計劃。然而在當今及以后一段時間內(nèi)，由于油價波動、勘探風險加劇、礦權(quán)政策變動等多重因素的影響，只考慮資源戰(zhàn)略的傳統(tǒng)勘探規(guī)劃已不適應(yīng)新形勢下油公司的發(fā)展。如何兼顧公司經(jīng)濟效益、可持續(xù)發(fā)展與實際經(jīng)營能力，需要新理念和新技術(shù)來完善勘探規(guī)劃。

從經(jīng)濟學(xué)的角度考慮，油氣勘探與其它領(lǐng)域的投資并無本質(zhì)差異，將投資組合理論運用于勘探規(guī)劃中很有意義，一是優(yōu)選勘探投資的配比，選取風險最小、效益最高的組合目標，實現(xiàn)公司利益最大化；二是預(yù)測勘探業(yè)績，結(jié)合儲量預(yù)測模型，得到勘探目標和投資組合的經(jīng)濟評價指標參數(shù)，是反映公司勘探商業(yè)成功率的可靠估算；三是為編制勘探規(guī)劃奠定基礎(chǔ)，是制定公司年度勘探部署、中長期發(fā)展的投資規(guī)劃工具［1］。由此，就需要考慮將投資組合理論應(yīng)用于勘探規(guī)劃的原理、方法和步驟，形成切實可行的方法體系。以期實現(xiàn)勘探風險與經(jīng)營效益的動態(tài)平衡，達到有力推進傳統(tǒng)油氣勘探向價值油氣勘探轉(zhuǎn)型的目的。

1 投資組合應(yīng)用于勘探規(guī)劃的原理和方法

新形勢下，勘探規(guī)劃的重要出發(fā)點是考慮經(jīng)濟效益，而投資組合恰恰是以經(jīng)濟評價為基礎(chǔ)的，因此在編制和實施勘探規(guī)劃時運用投資組合理論是實施公司戰(zhàn)略、實現(xiàn)公司發(fā)展目標的重要手段［2］。但應(yīng)注意的是，不能僅用單一的經(jīng)濟評價指標對勘探項目進行投資組合優(yōu)選排隊，應(yīng)在建立切合公司實際的經(jīng)濟評價和篩選項目的標準基礎(chǔ)上，根據(jù)勘探項目所處的階段、地域不同，綜合考慮多指標進行排隊，使得公司效益最大化［3］。

就勘探規(guī)劃而言，運用投資組合的理論，可以優(yōu)化資金的分配，將資金優(yōu)先投向排序靠前的勘探項目，以獲得最大的收益?？碧酵顿Y組合是基于對勘探項目的經(jīng)濟評價結(jié)果做出的客觀估計，因此也是提高勘探業(yè)績的最有效途徑之一［4］。同時，投資組合分析過程既是指導(dǎo)地質(zhì)評價工作的過程，也是評價預(yù)測的行為，同時也是消除預(yù)測偏見的手段，對儲量、風險和利潤等因素的樂觀或保守的預(yù)測都表現(xiàn)為偏見，這種偏見在一系列鉆井、技術(shù)人員的反饋和后續(xù)的后評估過程是能夠消除的，隨著偏見的消除，投資組合的質(zhì)量不斷提高，對勘探規(guī)劃的貢獻也就越大。

實踐表明，勘探規(guī)劃中運用投資組合理論的要點，首先是滿足公司發(fā)展目標，比如勘探投資、儲量、發(fā)現(xiàn)成本、預(yù)期收益等；其次是要符合約束條件，如義務(wù)工作量、礦區(qū)要求、最低經(jīng)濟門檻等；第三，適應(yīng)商業(yè)經(jīng)濟規(guī)范，比如石油行業(yè)標準、投資相關(guān)準則、權(quán)益經(jīng)營的額度范圍等［5］。在實際進行投資組合分析時，勘探風險、勘探階段、資源規(guī)模和經(jīng)濟價值是貫穿于全過程的因素，總體架構(gòu)以經(jīng)濟評價為基礎(chǔ)，以價值勘探為指導(dǎo)，以優(yōu)化組合為核心。

1.1 將投資組合應(yīng)用于勘探規(guī)劃的原理

馬柯威茨投資組合理論是資本市場投資中的優(yōu)化方法，獲得了1990 年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎，將之運用于勘探規(guī)劃研究中，可以成功解決勘探項目風險與回報的平衡問題。投資組合理論包括均值—方差分析方法和投資組合有效邊界模型兩個重要內(nèi)容，均值是指投資組合的期望收益率，是單目標的期望收益率的加權(quán)平均，權(quán)重為響應(yīng)的投資比例，方差是指投資組合的收益率的方差，收益率的標準方差指示了投資組合的風險［2］。投資組合管理關(guān)注的是全體勘探項目的風險，而非單個勘探項目的風險，即：將所有勘探項目的風險投資組合起來，通過均值—方差分析或有效邊界模型，創(chuàng)造一個預(yù)期期望收益率且具有可控風險的投資組合［6］。

如何利用有限的投資最大限度地獲得經(jīng)濟儲量是石油公司面臨的重要課題，勘探投資組合結(jié)合地質(zhì)研究可以明顯改善勘探效果，因為當勘探風險不能排除時，可以在投資組合規(guī)模上減少勘探風險［7］。從平衡風險和回報出發(fā)選擇適合公司承受能力的勘探投資組合和勘探規(guī)劃，即在有效邊界上選擇勘探項目的組合，低風險項目組合將位于有效邊界的左下方，高風險項目組合將位于右上方。對于中等風險承受的公司來說，組合C應(yīng)該是考慮風險后使得期望凈現(xiàn)值最大化的組合，因為A 組合期望凈現(xiàn)值最大但風險最高，B組合風險最低但期望凈現(xiàn)值較低，D、E更不可取（圖1）。

圖1 期望收益與勘探風險的關(guān)系圖

利用投資組合原理，在油公司發(fā)展戰(zhàn)略和投資總量約束條件下，進行勘探項目優(yōu)化組合，計算儲量價值期望值和標準差，依據(jù)“收益-風險”分布圖等圖件，確定最佳的投資組合，作為勘探規(guī)劃編制和實施的依據(jù)［8］。

1.2 將投資組合應(yīng)用于勘探規(guī)劃的方法

為了在勘探規(guī)劃中應(yīng)用投資組合理論，價值指標需要修正，一般以NPV而不是以ROR作為價值指標（式1），這是由于NPV能表現(xiàn)勘探項目不同階段的價值，更能體現(xiàn)投資組合的優(yōu)劣。勘探項目的投資組合風險可表達為NPV偏離平均NPV的程度，即NPV的標準偏差（公式2）

式中，E（NPV）為預(yù)期凈現(xiàn)值（收益）；σ（NPV）為凈現(xiàn)值的標準差（風險）；NPVi為第i個項目的凈現(xiàn)值；n為在一個油氣勘探投資組合中有n個項目；i為油氣勘探投資組合中的第i個項目。

單個勘探項目的經(jīng)濟評價參數(shù)經(jīng)蒙特卡羅分析模擬之后，可以得到項目的內(nèi)部收益率（IRR）和期望貨幣值（EMV）等經(jīng)濟評價指標，這些指標能夠反映各項目的盈利能力、資金的時間價值和投資的有效性等。經(jīng)濟評價是投資組合的基礎(chǔ)，但不能用單一的經(jīng)濟評價指標對所有的勘探項目進行排隊，一般來說，油公司有必要建立一套適合自身的經(jīng)濟評價和篩選項目的標準，例如IRR 大于10%且EMV 大于1 000 萬美元等。就勘探規(guī)劃而言，針對眾多的勘探項目首要的是剔除不符合公司業(yè)務(wù)標準的項目，其次是按照一定的標準組合進行優(yōu)選排隊，標準組合不是指某一項指標，而是綜合指標，即綜合考慮NPV、投資回收期、內(nèi)部收益率等［9］。利用投資組合原理編制勘探規(guī)劃時，主要考慮收益和風險的平衡、取舍問題，即風險與收益相互影響導(dǎo)致不同的勘探規(guī)劃方案，導(dǎo)致不同的整體效益。

投資組合理論運用于勘探規(guī)劃的目的在于使規(guī)劃結(jié)果達到最佳的經(jīng)濟價值，當然這個組合的過程應(yīng)該在國家大政方針、公司戰(zhàn)略及公司實力的約束下實現(xiàn)，由此需要考慮的因素包括：規(guī)劃結(jié)果產(chǎn)生的價值最大、規(guī)劃動用的資金在公司實力范圍之內(nèi)；規(guī)劃執(zhí)行所需的資源符合當前經(jīng)濟和科技水平［10］；實現(xiàn)規(guī)劃所預(yù)測的現(xiàn)金流、凈收益等目標；規(guī)劃設(shè)定的發(fā)展軌跡符合國家、社會、環(huán)境的要求。根據(jù)投資組合的對價值和風險的平衡，一般以NPV作為價值指標。

組合優(yōu)化的實質(zhì)是在離散的、有限的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)上，尋找一個滿足約束條件并使目標函數(shù)值達到最大和最小的值，體現(xiàn)在勘探規(guī)劃上就是最大的NPV、最小的投資。采用遺傳算法的組合優(yōu)化方法求解非線性規(guī)劃模型的過程如下：

1）確定群體規(guī)模n（整數(shù)），使用隨機方法或其它方法產(chǎn)生n個可行解Xi（k）（1≤k≤n） 組成初始解群；

2）對于每一個個體Xi（k）（變量稱作“代”數(shù)，初始時＝1），計算其適應(yīng)度f（Xi（k））；

3）對于每一個個體Xi（k），計算其生存概率Pi（k）

之后，通過一個隨機的選擇器，根據(jù)Pi（k）以一定隨機方法產(chǎn)生配種個體Xi（k）；

4）產(chǎn)生下一代解群，選取兩個配種個體X1（k）、X2（K），并根據(jù)一定的組合規(guī)則（如交叉、變異、逆轉(zhuǎn)等）將X1（k）、X2（K）結(jié)合成兩個新一代的個體X1（k+1）、X2（K+1），直至新一代的n個個體形成完畢。

5）重復(fù)步驟2～4，直至滿足程序終結(jié)條件（如時間上的限制或求解的質(zhì)量達到滿足的范圍等）。

上述算法在合適的條件下，其目標函數(shù)值會逐代增加，并最終收斂于某一極值。該算法涉及的主要問題有編碼方案、適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計、約束條件處理、選擇機制、遺傳操作、遺傳算法參數(shù)確定等。在組合優(yōu)化的實際應(yīng)用中，如何合理地處理以上問題，關(guān)鍵是要結(jié)合勘探趨勢、公司實際情況以及戰(zhàn)略的更新等。構(gòu)造合適的遺傳算法框架是遺傳優(yōu)化的關(guān)鍵所在，也是將投資組合應(yīng)用于勘探規(guī)劃的核心［11］。

具體而言，為勘探規(guī)劃而進行的投資組合分析一般可分為五個步驟（圖2）：①選取已有的儲備勘探項目，列入未優(yōu)化投資組合，并與可能入選的勘探項目進行組合；②根據(jù)公司的實力或規(guī)劃目標，設(shè)置相應(yīng)的約束條件，如NPV、IRR、總投資等；③選擇效益最大化、風險最小化或高效組合模型，開展模擬；④從線性規(guī)劃算法、整數(shù)規(guī)劃算法、遺傳算法等眾多算法中選擇符合公司發(fā)展預(yù)期的優(yōu)化算法；⑤運用優(yōu)化算法對投資組合進行模擬運算，舍棄明顯不達標的項目，得到一組滿足公司發(fā)展目標的勘探項目投資組合。

2 應(yīng)用實例

圖2 以勘探規(guī)劃為目的的投資組合分析流程圖

為應(yīng)用投資組合方法獲得的勘探項目優(yōu)選排隊結(jié)果，可作為編制勘探規(guī)劃的參考，如表1、表2 所示。需要指出的是，每個公司都有自己的標準，據(jù)此判斷各個投資項目的優(yōu)劣，如以IRR、NPV、NPV／BOE按照一定比例融合而成的綜合指標。因此在項目排隊時，首先根據(jù)既定的標準剔除不滿足條件的項目，然后根據(jù)綜合性指標排隊。對于篩選出來的項目，當某一指標相同時則可以進一步通過其它指標進行優(yōu)選，比如投資回收期、NPVR等，直至選出最佳的序列，作為規(guī)劃的依據(jù)。

優(yōu)選過程中，根據(jù)業(yè)界的共識，單位現(xiàn)金流、凈現(xiàn)值率、單位技術(shù)成本、凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率的參考重要性依次降低，同時考慮鉆井作業(yè)資源調(diào)配、油技服務(wù)資源及后勤支持等因素，形成如表2所示的排隊結(jié)果，該結(jié)果突出了經(jīng)濟回報及效益優(yōu)先的原則，是油公司編制勘探規(guī)劃或勘探部署的依據(jù)。

表1 各勘探項目經(jīng)濟評價指標表

表2 根據(jù)經(jīng)濟評價指標進行的勘探項目規(guī)劃排隊

3 應(yīng)用效果

近幾年，以投資組合管理理念為指導(dǎo)的勘探規(guī)劃在中國海油的鉆探目標組合、風險探井排序、部署調(diào)整、滾動規(guī)劃等方面發(fā)揮了較大作用，取得了良好的勘探效益?！笆濉逼陂g，中國海油將投資組合理念運用于勘探規(guī)劃中，配合科技攻關(guān)、目標優(yōu)選、設(shè)備升級等措施，獲得了29 個大中型油氣發(fā)現(xiàn)，其中，既有成熟區(qū)低風險的蓬萊20-2 區(qū)塊，拓展了廟西南凸起的勘探領(lǐng)域；又有前緣區(qū)高風險的渤中19-6 區(qū)塊，成為迄今為止渤海灣盆地最大的天然氣藏，實現(xiàn)了渤中凹陷西南部領(lǐng)域性突破，展現(xiàn)了深層天然氣良好勘探前景，油氣探明地質(zhì)儲量呈加速增長態(tài)勢［7］。截止到2019 年年底，國內(nèi)近海累計石油探明地質(zhì)儲量為54×108t、天然氣探明地質(zhì)儲量為1.5×1012m3；“十三五”期間新增石油地質(zhì)儲量為 11 × 108t、天然氣地質(zhì)儲量為 4 357 × 108m3，勘探獲得了長足發(fā)展。中國海油成為國內(nèi)油氣增儲上產(chǎn)的主力軍、為保障國家能源安全做出了重大貢獻［12］。

更為重要的是，以投資組合為內(nèi)涵的勘探規(guī)劃，引領(lǐng)了投資方向，提高了資金回報率。以勘探成熟區(qū)科學(xué)配比深層、深水、高溫高壓及巖性等高風險領(lǐng)域，建立規(guī)劃目標組合，解決了過去對于高風險目標畏縮不前的勘探現(xiàn)狀。此外，在資金投入上，強調(diào)投資回報最大化，實現(xiàn)了勘探成果概率化表達。投入與成效的關(guān)系量化而清晰，規(guī)劃的指導(dǎo)價值得到了充分發(fā)揮，有助于油公司科學(xué)部署、滾動調(diào)整，分階段實現(xiàn)既定目標，為公司勘探的可持續(xù)發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。

實踐表明，規(guī)劃理念與勘探成效相輔相成，體現(xiàn)投資組合理念的勘探規(guī)劃不僅保障了規(guī)劃的可實施性，又科學(xué)預(yù)測了實施效果，保障了勘探逐步走向可持續(xù)的高質(zhì)量道路。

4 結(jié)論與認識

油氣勘探規(guī)劃是油公司發(fā)展規(guī)劃的有機組成部分，是油公司實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本規(guī)劃。以投資組合管理理念指導(dǎo)勘探規(guī)劃的編制，實現(xiàn)了勘探風險與經(jīng)營效益的動態(tài)平衡，即：勘探規(guī)劃的思路由地質(zhì)條件導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合考慮地質(zhì)和經(jīng)濟因素；勘探規(guī)劃的核心由過去的經(jīng)驗化、類比化轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)化、定量化?？傊?，投資組合管理理念在勘探規(guī)劃中的應(yīng)用，使得實施勘探戰(zhàn)略的技術(shù)依據(jù)更扎實、策略更清晰，能夠有力推進傳統(tǒng)油氣勘探向價值油氣勘探的轉(zhuǎn)型。在“十四五”勘探規(guī)劃的編制和實施中，科學(xué)貫徹投資組合管理理念，有助于削弱油價波動、政策變動等多因素的影響，規(guī)避大起大落的部署波動，促進儲量穩(wěn)步增加，保障能源供給的協(xié)調(diào)發(fā)展。