張厚和 高樂 劉鵬 高陽東 張錦偉

摘 要：經(jīng)過近十年的探索，中國海洋石油集團有限公司（以下簡稱中海油）逐步形成了一套符合公司特點的勘探投資組合管理理念和方法，并據(jù)此研發(fā)了勘探目標投資優(yōu)化組合軟件系統(tǒng)，旨在加強勘探目標管理，為中長期勘探規(guī)劃的合理編制提供重要的支撐，為勘探投資決策提供有效的技術(shù)支持。該系統(tǒng)實現(xiàn)了勘探目標的集中統(tǒng)一管理、優(yōu)選排隊、優(yōu)化組合等，對勘探投資決策具有重要意義。

關(guān)鍵詞：勘探目標;優(yōu)化投資組合;勘探類比庫;目標風險評價

中圖分類號：F426.22文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）14-0125-05

Abstract： After nearly ten years of exploration， China National Offshore Oil Corporation （hereinafter referred to as CNOOC） has gradually formed a set of exploration portfolio management concepts and methods that are in line with the company's characteristics， and developed a software system for optimization of exploration target investment portfolios based on this， which aims to strengthen the management of exploration targets， provide important tools for the reasonable preparation of medium and long-term exploration plans， and provide effective technical support for exploration investment decisions. The system realizes the centralized and unified management of exploration targets， optimal queuing， optimized combination， etc.， which is of great significance to exploration investment decision-making.

Keywords： exploration target;optimized investment portfolio;exploration analog library;target risk evaluation

現(xiàn)代投資組合理論由美國經(jīng)濟學家哈里·馬柯維茲（Harry Markowtiz）于1952年率先提出，他提供了一種在風險和回報之間達到最佳平衡的投資組合數(shù)學方法。使用該方法，投資者就能得到一個在一定收益水平下把風險減少到最小的投資組合，或者是在一定風險下取得最大回報的投資組合[1-2]。20世紀80年代，投資組合理論在石油工業(yè)中首次被使用，目前已知至少150家國際石油公司應用投資組合進行資產(chǎn)管理。

中海油從2004年開始嘗試投資組合管理，旨在從宏觀角度組合勘探項目、控制勘探預算投資，實現(xiàn)既定的勘探規(guī)劃目標。在全面調(diào)研國際大型石油公司勘探風險分析方法和投資組合優(yōu)化技術(shù)的基礎上，中海油深入研究勘探目標經(jīng)濟評價、區(qū)帶經(jīng)濟評價、投資組合優(yōu)化等方法，經(jīng)過近十年的探索，逐步形成了一套適合自身的勘探投資組合管理理念和方法[3-6]。其在近幾年自營鉆探部署方面發(fā)揮了較大作用，取得了較好的勘探效益，為下一步建立勘探投資組合系統(tǒng)和推廣應用奠定了基礎。

當前，隨著中海油勘探工作量的逐年增加，勘探人員需要在眾多的有利圈閉中優(yōu)選組合出有利的勘探目標[7-9]。每個目標都存在不同的風險和吸引力，如何科學選擇最有利目標組合進行鉆探，實現(xiàn)勘探效益最大化，是擺在決策者面前的一個重要難題。因此，有必要建立勘探投資組合系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

如圖1所示，一個完整的勘探投資組合目標優(yōu)選系統(tǒng)主要包括五個方面：一是勘探風險分析;二是潛在資源量計算;三是勘探經(jīng)濟評價;四是勘探投資優(yōu)化組合;五是鉆后反饋。

2 系統(tǒng)設計

海上油氣開發(fā)工程方案遠比陸地復雜。目前，開發(fā)模式主要包括獨立開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)和依托開發(fā);工程方式主要包括全海式、海陸式和依托式;工程設施涉及平臺、海底管線、海底電纜、陸上終端和油氣集輸系統(tǒng)等[10-12]。因此，海上開發(fā)除勘探目標地質(zhì)風險外，還有相比陸上更多的目標經(jīng)濟評價參數(shù)。針對海上勘探目標評價的復雜性，本研究設計了勘探目標投資優(yōu)化組合系統(tǒng)的主要功能，如圖2所示?？碧侥繕送顿Y優(yōu)化組合工作流程主要有5步，下面進行具體分析。

第一步，對所有候選目標進行勘探地質(zhì)量化評價。一是進行勘探風險分析，包括地質(zhì)風險、工程技術(shù)風險、商業(yè)技術(shù)風險和綜合分析評價四方面，評價方法主要包括模板打分法和主觀概率法;二是結(jié)合勘探風險分析結(jié)果，計算圈閉資源量，參數(shù)運算方法主要包括三點法和蒙特卡洛法。

第二步，對所有候選目標進行開發(fā)概要設計、投資測算和經(jīng)濟評價。一是開發(fā)概要設計與投資測算，充分利用勘探類比庫數(shù)據(jù)進行參數(shù)設計，同時做出多個開發(fā)概要設計和投資方案;二是經(jīng)濟評價，根據(jù)海上油（氣）田開發(fā)項目經(jīng)濟評價規(guī)范，計算得到未風險和風險后經(jīng)濟評價結(jié)果。

第三步，對勘探目標進行目標優(yōu)選和審核入庫。依據(jù)勘探目標的地質(zhì)風險、工程技術(shù)風險、商業(yè)風險、資源量規(guī)模、財務內(nèi)部收益率和財務凈現(xiàn)值等指標，對勘探目標進行單因素、雙因素和多因素優(yōu)選排隊。審核入庫是對分公司上報的候選勘探目標進行反饋與批復的流程操作。

第四步，開展勘探投資組合優(yōu)化計算與分析。根據(jù)候選目標的勘探經(jīng)濟評價結(jié)果，基于公司當前勘探投資組合管理理念和原則，例如，根據(jù)公司要求的勘探成熟區(qū)、滾動區(qū)與新區(qū)的投資比例、勘探儲量目標、開發(fā)產(chǎn)量目標等選擇投資組合模型，設定約束條件和商業(yè)規(guī)則，求取滿足公司戰(zhàn)略規(guī)劃目標的最佳組合。

第五步，做好鉆后反饋。鉆后反饋用來驗證鉆前地質(zhì)風險預測的準確性，從而更好地把握地質(zhì)風險因素和資源量計算參數(shù)的合理性，提高風險預測水平并不斷完善地質(zhì)風險分析方法。

2.1 勘探目標地質(zhì)評價

2.1.1 風險分析。勘探目標風險分為地質(zhì)風險、工程技術(shù)風險、商業(yè)經(jīng)濟風險和綜合風險[13-14]。

2.1.1.1 地質(zhì)風險。地質(zhì)風險分析主要包括三個層次：一是研究影響風險的主要地質(zhì)條件，包括烴源條件、儲層條件、圈閉條件、保存條件和配置條件;二是研究各項地質(zhì)條件包含的主要因素;三是分析各項主要因素的參數(shù)量化評分標準和權(quán)重值，對確定的各項主要因素進行統(tǒng)計分布研究，合理地確定分級門限，得到初步的參數(shù)體系與取值標準?？碧降刭|(zhì)風險評價方法主要有模板法和主觀概率法。

2.1.1.2 工程技術(shù)風險。工程技術(shù)風險主要指水深、工程技術(shù)難度、氣候水文、經(jīng)濟環(huán)境和政策等對油氣田勘探開發(fā)作業(yè)條件的影響。

2.1.1.3 商業(yè)經(jīng)濟風險。商業(yè)經(jīng)濟風險影響因素包括經(jīng)濟模式、油價和物價。

2.1.1.4 綜合風險。綜合風險分析主要考慮地質(zhì)成功概率、工程技術(shù)風險、商業(yè)經(jīng)濟風險的評價值，分別設置不同的權(quán)系數(shù)，從而計算得到評價目標的綜合風險結(jié)果。

2.1.2 資源量計算。以勘探目的層（指地層組或油層組）為計算單元，原則上目的層至多不超過三個，一般只計算主要目的層的潛在資源量。潛在資源量計算方法主要采用圈閉體積法或圈閉容積法;參數(shù)運算方法采用三點法和蒙特卡洛法。單個計算單元用蒙特卡洛乘法運算;多個計算單元累加采用蒙特卡洛加法運算。

2.2 勘探目標經(jīng)濟評價

勘探目標經(jīng)濟評價的主要步驟如圖3所示。一是進行預審目標開發(fā)概要設計，根據(jù)潛在資源量和區(qū)域地質(zhì)條件，開展開發(fā)概要設計，設定獨立開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)、依托開發(fā)等開發(fā)模式;二是進行投資測算，包括勘探投資、開發(fā)投資、操作費和棄置費等;三是進行經(jīng)濟評價，根據(jù)海上油（氣）田開發(fā)項目經(jīng)濟評價方法，計算其財務內(nèi)部收益率、財務凈現(xiàn)值、投資回收期、總成本和稅費等指標，并進行敏感性分析。

2.3 勘探目標優(yōu)選

目標優(yōu)選排隊采用單因素、雙因素和多因素三種方法。主要的優(yōu)化因素有2類，其中吸引力因素包括資源量、內(nèi)部收益率和凈現(xiàn)值;綜合風險因素包括地質(zhì)風險、工程技術(shù)風險和商業(yè)風險。單因素優(yōu)選就是選取6個因子之一作為排隊的約束條件;雙因素優(yōu)選則是選擇吸引力因素和綜合風險因素中的2個因子進行約束劃分目標分類，如圖4所示;多因素優(yōu)選考慮多個因素，采用線性加權(quán)求和模型消除可能存在相互沖突的多個目標從而進行目標排隊。

2.4 勘探目標投資組合

勘探目標組合包括兩個層次：一是多目標綜合排隊，二是多目標優(yōu)化組合。

多目標優(yōu)化組合的主要步驟如圖5所示。一是設定商業(yè)原則，包括投資原則、權(quán)益變化、時間推移和相關(guān)性原則;二是設定約束條件，包括基礎目標和分組條件，并結(jié)合中海油當前的勘探投資組合管理理念和原則;三是設定組合規(guī)劃目標;四是選擇組合優(yōu)化模型和算法，得出多個優(yōu)化組合方案，供管理層決策。

優(yōu)化組合約束條件中，對于已確定的勘探目標，將其設定為必選目標，即任意一個組合中都必須包含該目標。

主要優(yōu)化模型有3種：一是效益最大模型，即符合約束條件下求解項目投資產(chǎn)生的最大價值，約束條件有勘探投資、開發(fā)投資、整個投資組合最小儲量要求;二是風險最小模型，即以凈現(xiàn)值（NPV）作為項目的價值指標，以其半標準方差作為風險指標，結(jié)合約束條件求解;三是高效組合模型，即效益最大化模型與風險最小化模型二者的綜合，該模型的求解結(jié)果是一組高效組合。優(yōu)化方法包括線性規(guī)劃法、整數(shù)規(guī)劃法和遺傳算法三種。

在開發(fā)過程中，中海油勘探目標投資優(yōu)化組合系統(tǒng)融合國內(nèi)勘探開發(fā)工作實際經(jīng)驗，獨創(chuàng)了過程模擬算法。此方法以勘探開發(fā)一體化的風險與收益兩維度評價為前提，設定終止勘探的邊界條件，模擬最優(yōu)目標的鉆探過程和結(jié)果。

2.5 勘探鉆后反饋

鉆后反饋的主要功能是探井信息錄入、地質(zhì)參數(shù)落實、單目標鉆后對比和多目標鉆后統(tǒng)計。其中，單目標鉆后對比包括地質(zhì)風險參數(shù)對比、資源量及其參數(shù)對比，通過軟件，用戶可以一目了然地了解鉆前、鉆后的差異。多目標鉆后統(tǒng)計主要是對地質(zhì)參數(shù)的鉆后分析、探井成功率分析、儲量分布的柱狀與直方圖進行展示。目標鉆前鉆后定量參數(shù)對比示例如圖6所示，目標鉆前鉆后定性參數(shù)對比示例如圖7所示，目標鉆后儲量落實概率分布示例如圖8所示，目標鉆前鉆后儲量對比示例如圖9所示，目標鉆后風險評估示例如圖10所示。

3 系統(tǒng)的特點與創(chuàng)新

中海油勘探目標投資優(yōu)化組合系統(tǒng)實現(xiàn)了目標評價數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化：通過項目的實施，建立了完善的勘探地質(zhì)風險評價標準知識庫以及開發(fā)指標、投資測算方法庫，隨著項目的推進，不斷完善類比數(shù)據(jù)庫。

一是多層圈閉地質(zhì)風險分析技術(shù)，采用了共有因素條件下多層圈閉的風險相關(guān)性分析，提高了圈閉地質(zhì)風險認識的細致性;二是區(qū)帶經(jīng)濟評價技術(shù)，實現(xiàn)了勘探目標勘探過程和開發(fā)方式模擬評價的一體化，實現(xiàn)了單獨目標勘探經(jīng)濟評價與區(qū)帶整體勘探經(jīng)濟評價的一體化;三是優(yōu)化投資組合技術(shù)，通過優(yōu)化模型和開發(fā)配套軟件系統(tǒng)，目前已經(jīng)首次實現(xiàn)了高效組合和項目組獨創(chuàng)的“過程模擬組合方法”，并將其成功應用到勘探目標優(yōu)選工作中;四是鉆后分析反饋技術(shù)，對目標、探井評價參數(shù)進行鉆前與鉆后對比分析，為提升技術(shù)人員對地質(zhì)參數(shù)認識的準確性并不斷完善地質(zhì)風險分析模板提供支持。

4 應用實例

以中海油旗下某分公司的24個勘探目標的評價與優(yōu)選為例，其中部分目標的基本情況如表1所示。

根據(jù)勘探領域分別設定勘探目標的預探數(shù)量比例，將勘探投資、儲量、開發(fā)投資和產(chǎn)量等因素設為約束條件，對24個目標進行優(yōu)化組合分析，其高效組合結(jié)果如圖11所示。

5 結(jié)論

中海油勘探目標投資優(yōu)化組合系統(tǒng)基于勘探地質(zhì)風險評價、經(jīng)濟評價、投資組合等理論和方法，將目標評價的不同階段有效銜接，為勘探目標評價科研人員和管理者提供了便捷實用的工具和管理平臺。但是，油氣勘探生產(chǎn)過程涉及因素眾多，是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，加之措施決策與外部環(huán)境影響，勘探目標投資優(yōu)化組合的難度和風險很大?？碧侥繕送顿Y優(yōu)化組合是一個不斷探索實踐與復雜漸進的過程，需要在勘探實踐中檢驗和改進優(yōu)化模型及求解算法。由于石油企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略以及油氣藏地質(zhì)類型的差異及變化，今后需要在勘探目標評價研究實踐中重點關(guān)注以下內(nèi)容：公司勘探投資組合理念、地質(zhì)因素與儲量、產(chǎn)量與投資、國家政策與匯率的變化、各類約束條件的變化與表達、計算機相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、其他不確定性因素的變化等。因此，在風險與效益并存的國內(nèi)外競爭環(huán)境下，中海油勘探目標投資優(yōu)化組合系統(tǒng)在資金配置、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、決策管理等方面將進一步發(fā)揮重要的輔助支持效用。

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