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(tuán)有限公司（以下簡稱中海油）逐步形成了一套符合公司特點(diǎn)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(biāo)投資優(yōu)化組合軟件系統(tǒng)，旨在加強(qiáng)勘探目標(biāo)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(shí)現(xiàn)了勘探目標(biāo)的集中統(tǒng)一管理、優(yōu)選排隊(duì)、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(biāo);優(yōu)化投資組合;勘探類比庫;目標(biāo)風(fēng)險評價

中圖分類號：F426.22文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)學(xué)家哈里·馬柯維茲（Harry Markowtiz）于1952年率先提出，他提供了一種在風(fēng)險和回報之間達(dá)到最佳平衡的投資組合數(shù)學(xué)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(fēng)險減少到最小的投資組合，或者是在一定風(fēng)險下取得最大回報的投資組合[1-2]。20世紀(jì)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(yīng)用投資組合進(jìn)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(xiàng)目、控制勘探預(yù)算投資，實(shí)現(xiàn)既定的勘探規(guī)劃目標(biāo)。在全面調(diào)研國際大型石油公司勘探風(fēng)險分析方法和投資組合優(yōu)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，中海油深入研究勘探目標(biāo)經(jīng)濟(jì)評價、區(qū)帶經(jīng)濟(jì)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(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

當(dāng)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(biāo)[7-9]。每個目標(biāo)都存在不同的風(fēng)險和吸引力，如何科學(xué)選擇最有利目標(biāo)組合進(jìn)行鉆探，實(shí)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(biāo)優(yōu)選系統(tǒng)主要包括五個方面：一是勘探風(fēng)險分析;二是潛在資源量計算;三是勘探經(jīng)濟(jì)評價;四是勘探投資優(yōu)化組合;五是鉆后反饋。

2 系統(tǒng)設(shè)計

海上油氣開發(fā)工程方案遠(yuǎn)比陸地復(fù)雜。目前，開發(fā)模式主要包括獨(dú)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(shè)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(biāo)地質(zhì)風(fēng)險外，還有相比陸上更多的目標(biāo)經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)。針對海上勘探目標(biāo)評價的復(fù)雜性，本研究設(shè)計了勘探目標(biāo)投資優(yōu)化組合系統(tǒng)的主要功能，如圖2所示?？碧侥繕?biāo)投資優(yōu)化組合工作流程主要有5步，下面進(jìn)行具體分析。

第一步，對所有候選目標(biāo)進(jìn)行勘探地質(zhì)量化評價。一是進(jìn)行勘探風(fēng)險分析，包括地質(zhì)風(fēng)險、工程技術(shù)風(fēng)險、商業(yè)技術(shù)風(fēng)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(fēng)險分析結(jié)果，計算圈閉資源量，參數(shù)運(yùn)算方法主要包括三點(diǎn)法和蒙特卡洛法。

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

第三步，對勘探目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)選和審核入庫。依據(jù)勘探目標(biāo)的地質(zhì)風(fēng)險、工程技術(shù)風(fēng)險、商業(yè)風(fēng)險、資源量規(guī)模、財務(wù)內(nèi)部收益率和財務(wù)凈現(xiàn)值等指標(biāo)，對勘探目標(biāo)進(jìn)行單因素、雙因素和多因素優(yōu)選排隊(duì)。審核入庫是對分公司上報的候選勘探目標(biāo)進(jìn)行反饋與批復(fù)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(biāo)的勘探經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果，基于公司當(dāng)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(biāo)、開發(fā)產(chǎn)量目標(biāo)等選擇投資組合模型，設(shè)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(biāo)的最佳組合。

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

2.1 勘探目標(biāo)地質(zhì)評價

2.1.1 風(fēng)險分析?？碧侥繕?biāo)風(fēng)險分為地質(zhì)風(fēng)險、工程技術(shù)風(fēng)險、商業(yè)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險和綜合風(fēng)險[13-14]。

2.1.1.1 地質(zhì)風(fēng)險。地質(zhì)風(fēng)險分析主要包括三個層次：一是研究影響風(fēng)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(xiàng)地質(zhì)條件包含的主要因素;三是分析各項(xiàng)主要因素的參數(shù)量化評分標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)重值，對確定的各項(xiàng)主要因素進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)?？碧降刭|(zhì)風(fēng)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(fēng)險。工程技術(shù)風(fēng)險主要指水深、工程技術(shù)難度、氣候水文、經(jīng)濟(jì)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(jì)風(fēng)險。商業(yè)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險影響因素包括經(jīng)濟(jì)模式、油價和物價。

2.1.1.4 綜合風(fēng)險。綜合風(fēng)險分析主要考慮地質(zhì)成功概率、工程技術(shù)風(fēng)險、商業(yè)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險的評價值，分別設(shè)置不同的權(quán)系數(shù)，從而計算得到評價目標(biāo)的綜合風(fēng)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(yùn)算方法采用三點(diǎn)法和蒙特卡洛法。單個計算單元用蒙特卡洛乘法運(yùn)算;多個計算單元累加采用蒙特卡洛加法運(yùn)算。

2.2 勘探目標(biāo)經(jīng)濟(jì)評價

勘探目標(biāo)經(jīng)濟(jì)評價的主要步驟如圖3所示。一是進(jìn)行預(yù)審目標(biāo)開發(fā)概要設(shè)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(shè)計，設(shè)定獨(dú)立開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)、依托開發(fā)等開發(fā)模式;二是進(jìn)行投資測算，包括勘探投資、開發(fā)投資、操作費(fèi)和棄置費(fèi)等;三是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，根據(jù)海上油（氣）田開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價方法，計算其財務(wù)內(nèi)部收益率、財務(wù)凈現(xiàn)值、投資回收期、總成本和稅費(fèi)等指標(biāo)，并進(jìn)行敏感性分析。

2.3 勘探目標(biāo)優(yōu)選

目標(biāo)優(yōu)選排隊(duì)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(fēng)險因素包括地質(zhì)風(fēng)險、工程技術(shù)風(fēng)險和商業(yè)風(fēng)險。單因素優(yōu)選就是選取6個因子之一作為排隊(duì)的約束條件;雙因素優(yōu)選則是選擇吸引力因素和綜合風(fēng)險因素中的2個因子進(jìn)行約束劃分目標(biāo)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(biāo)從而進(jìn)行目標(biāo)排隊(duì)。

2.4 勘探目標(biāo)投資組合

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

多目標(biāo)優(yōu)化組合的主要步驟如圖5所示。一是設(shè)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(shè)定約束條件，包括基礎(chǔ)目標(biāo)和分組條件，并結(jié)合中海油當(dāng)前的勘探投資組合管理理念和原則;三是設(shè)定組合規(guī)劃目標(biāo);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(biāo)，將其設(shè)定為必選目標(biāo)，即任意一個組合中都必須包含該目標(biāo)。

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(xiàng)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(fēng)險最小模型，即以凈現(xiàn)值（NPV）作為項(xiàng)目的價值指標(biāo)，以其半標(biāo)準(zhǔn)方差作為風(fēng)險指標(biāo)，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(fēng)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(biāo)投資優(yōu)化組合系統(tǒng)融合國內(nèi)勘探開發(fā)工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，獨(dú)創(chuàng)了過程模擬算法。此方法以勘探開發(fā)一體化的風(fēng)險與收益兩維度評價為前提，設(shè)定終止勘探的邊界條件，模擬最優(yōu)目標(biāo)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(shí)、單目標(biāo)鉆后對比和多目標(biāo)鉆后統(tǒng)計。其中，單目標(biāo)鉆后對比包括地質(zhì)風(fēng)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(biāo)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(jìn)行展示。目標(biāo)鉆前鉆后定量參數(shù)對比示例如圖6所示，目標(biāo)鉆前鉆后定性參數(shù)對比示例如圖7所示，目標(biāo)鉆后儲量落實(shí)概率分布示例如圖8所示，目標(biāo)鉆前鉆后儲量對比示例如圖9所示，目標(biāo)鉆后風(fēng)險評估示例如圖10所示。

3 系統(tǒng)的特點(diǎn)與創(chuàng)新

中海油勘探目標(biāo)投資優(yōu)化組合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)評價數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化：通過項(xiàng)目的實(shí)施，建立了完善的勘探地質(zhì)風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)知識庫以及開發(fā)指標(biāo)、投資測算方法庫，隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，不斷完善類比數(shù)據(jù)庫。

一是多層圈閉地質(zhì)風(fēng)險分析技術(shù)，采用了共有因素條件下多層圈閉的風(fēng)險相關(guān)性分析，提高了圈閉地質(zhì)風(fēng)險認(rèn)識的細(xì)致性;二是區(qū)帶經(jīng)濟(jì)評價技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了勘探目標(biāo)勘探過程和開發(fā)方式模擬評價的一體化，實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)目標(biāo)勘探經(jīng)濟(jì)評價與區(qū)帶整體勘探經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)了高效組合和項(xiàng)目組獨(dú)創(chuàng)的“過程模擬組合方法”，并將其成功應(yīng)用到勘探目標(biāo)優(yōu)選工作中;四是鉆后分析反饋技術(shù)，對目標(biāo)、探井評價參數(shù)進(jìn)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(rèn)識的準(zhǔn)確性并不斷完善地質(zhì)風(fēng)險分析模板提供支持。

4 應(yīng)用實(shí)例

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

根據(jù)勘探領(lǐng)域分別設(shè)定勘探目標(biāo)的預(yù)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(shè)為約束條件，對24個目標(biāo)進(jìn)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(biāo)投資優(yōu)化組合系統(tǒng)基于勘探地質(zhì)風(fēng)險評價、經(jīng)濟(jì)評價、投資組合等理論和方法，將目標(biāo)評價的不同階段有效銜接，為勘探目標(biāo)評價科研人員和管理者提供了便捷實(shí)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(fù)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(biāo)投資優(yōu)化組合的難度和風(fēng)險很大?？碧侥繕?biāo)投資優(yōu)化組合是一個不斷探索實(shí)踐與復(fù)雜漸進(jìn)的過程，需要在勘探實(shí)踐中檢驗(yàn)和改進(jìn)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(biāo)評價研究實(shí)踐中重點(diǎn)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(dá)、計算機(jī)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(fēng)險與效益并存的國內(nèi)外競爭環(huán)境下，中海油勘探目標(biāo)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(jìn)一步發(fā)揮重要的輔助支持效用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張厚和，陳蓉.海上油氣成藏區(qū)帶勘探經(jīng)濟(jì)評價新方法[J].中國石油勘探，2010（3）：55-58.

[2]PETER R R.Risk Analysis and Management of Petroleum Exploration Ventures[M].Tulsa：American Association of Petroleum Geologists，2001：60-61.

[3]中國海洋石油總公司.海上油田總體開發(fā)方案編制要求：Q/HS 0002—2011[S].北京：石油工業(yè)出版社，2011.

[4]中國海洋石油總公司.海上油田油井初期產(chǎn)能預(yù)測方法：Q/HS 2046—2008[S].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

[5]中國海洋石油總公司.海上氣田油井初期產(chǎn)能預(yù)測方法：Q/HS 2045—2008[S].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

[6]中國海洋石油總公司.海上油田開發(fā)實(shí)施方案編寫指南：Q/HS 2021—2006[S].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[7]國家發(fā)展和改革委員會.油田總體開發(fā)方案編制指南：SY/T 10011—2006[S].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[8]童曉光，何登發(fā).油氣勘探原理和方法[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001：47-48.

[9]謝梅伯，趙金洲，王永清.海上油氣田開發(fā)工程技術(shù)和管理[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005：78-79.

[10]國家市場監(jiān)督管理總局，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.石油天然氣勘探規(guī)范：GB/T 39537—2020[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2020.

[11]國家能源局.海上油（氣）田開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價方法 第1部分 自營油（氣）田：SY/T 10023.1—2012[S].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

[12]國家能源局.海上油（氣）田開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價方法 第2部分 合作油（氣）田：SY/T 10023.2—2012[S].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

[13]MASTERS C D.US Geological survey petroleum resource assessment procedures[J].AAPG Bulletin，2003（3）：452-453.

[14]郭秋麟，米石云，謝紅兵，等.勘探目標(biāo)投資組合的優(yōu)化模型及其應(yīng)用[J].中國石油勘探，2005（2）：53-57.