錢(qián) 媛

(中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院, 北京 102206)

近年來(lái),國(guó)內(nèi)石油市場(chǎng)面臨對(duì)外依存度高的困境。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2021年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)原油1.99億t,比2020年增長(zhǎng)2.4%;進(jìn)口原油5.13億t,比2020年下降5.4%。雖然2021年石油的對(duì)外依存度和2020年相比略有下降,但仍高達(dá)72.1%。和國(guó)內(nèi)油田項(xiàng)目相比,海外油田項(xiàng)目存在著分布范圍廣、資源類(lèi)型多、投資風(fēng)險(xiǎn)高、財(cái)稅模式和作業(yè)類(lèi)型差異大等特點(diǎn)。在經(jīng)營(yíng)管理中,在考慮效益最大化的同時(shí),還要考慮內(nèi)部生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和外部政局、油價(jià)等風(fēng)險(xiǎn)因素。同時(shí),在多個(gè)因素影響下,往往有多個(gè)各有優(yōu)劣的開(kāi)發(fā)投資方案供決策者選擇。作為油田決策中的重要一環(huán),選擇一個(gè)合理有效的方案是成功決策的關(guān)鍵。因此,針對(duì)海外油氣投資項(xiàng)目,考慮多目標(biāo)決策并其對(duì)開(kāi)展多屬性方案分析研究,確定不同方案的比選順序,可為決策者制定經(jīng)營(yíng)策略提供必要的決策依據(jù)。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇與量化

油氣勘探開(kāi)發(fā)的核心目標(biāo)是效益最大化。在油氣項(xiàng)目評(píng)價(jià)中,常用的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)為內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值和投資回收期。其中,內(nèi)部收益率為主要指標(biāo),凈現(xiàn)值和投資回收期通常作為輔助參考指標(biāo)[1-2]。除了上述三個(gè)指標(biāo)外,自由現(xiàn)金流、動(dòng)態(tài)投資回報(bào)率、操作成本等指標(biāo)也是油氣項(xiàng)目投資決策時(shí)需要考慮的因素[3]。

為了實(shí)現(xiàn)油氣項(xiàng)目的效益目標(biāo),其中的一個(gè)關(guān)鍵是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的控制。和國(guó)內(nèi)油氣項(xiàng)目相比,海外油氣項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)往往具有更大的風(fēng)險(xiǎn)。其中,國(guó)際油氣價(jià)格水平及其波動(dòng)往往是影響海外項(xiàng)目開(kāi)發(fā)投資評(píng)價(jià)的一個(gè)重要因素[4]。另外,海外油氣項(xiàng)目所在資源國(guó)的政局和社會(huì)秩序、對(duì)外政策和法律稅務(wù)、地緣沖突等也是進(jìn)行海外油氣項(xiàng)目開(kāi)發(fā)投資時(shí)需要考慮的主要因素[5]。

油氣項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)效益的一個(gè)主要手段是油氣儲(chǔ)量的獲取。考慮到海外項(xiàng)目不同風(fēng)險(xiǎn)因素的影響,石油公司并不一定能獲得預(yù)期的油氣儲(chǔ)量[6]。因此,除了政局風(fēng)險(xiǎn)和油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)外,本文還考慮了海外油氣項(xiàng)目的儲(chǔ)量風(fēng)險(xiǎn)。

基于上述分析,并結(jié)合海外油氣項(xiàng)目中運(yùn)用的評(píng)價(jià)指標(biāo),分別從經(jīng)濟(jì)、成本、風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)方面選取了8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括凈現(xiàn)值、凈利潤(rùn)和內(nèi)部收益率;成本指標(biāo)包括投資和操作成本;風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)包括儲(chǔ)量風(fēng)險(xiǎn)、政局風(fēng)險(xiǎn)和油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。具體的指標(biāo)情況如表1所示。

表1 海外油氣項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)指標(biāo)

圖1 熵權(quán)-TOPSIS法的優(yōu)化流程與步驟

在表1中,正向指標(biāo)表示該指標(biāo)的值越大越好,負(fù)向指標(biāo)表示該指標(biāo)的值越小越好。在風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)中,儲(chǔ)量風(fēng)險(xiǎn)是指方案中不同投資單元2P、2C及勘探新增儲(chǔ)量所貢獻(xiàn)的產(chǎn)量占方案所有投資單元組合的總產(chǎn)量比例,其中,2P儲(chǔ)量表示儲(chǔ)量的最佳估算量,2C儲(chǔ)量表示條件潛在儲(chǔ)量的最佳估算量。政局風(fēng)險(xiǎn)是指不同投資單元所處資源國(guó)的社會(huì)政局風(fēng)險(xiǎn),其數(shù)值主要由專(zhuān)家打分獲得。油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)是指考慮低、中、高三套油價(jià)下的凈現(xiàn)值的離散系數(shù)。

2 熵權(quán)-TOPSIS法的優(yōu)化流程與步驟

海外油氣項(xiàng)目是一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)系統(tǒng),在進(jìn)行開(kāi)發(fā)投資決策時(shí)需要考慮多種因素及其之間的復(fù)雜關(guān)系。TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution,逼近于理想解的排序法)是多屬性決策中常用的一種依據(jù)多指標(biāo)多目標(biāo)進(jìn)行決策的算法[7]。其基本思想是基于無(wú)量綱決策矩陣,計(jì)算評(píng)估方案與正負(fù)理想方案之間的歐式距離,從而可以獲得每個(gè)評(píng)估方案與理想方案的貼近程度和優(yōu)劣排序[8-10]。TOPSIS法對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算步驟簡(jiǎn)單并且對(duì)數(shù)據(jù)的利用程度較高,在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域運(yùn)用較為廣泛[11]。

在多目標(biāo)決策過(guò)程中,不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)最終決策的影響不同,因此在評(píng)價(jià)模型中有必要確定不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響權(quán)重。熵權(quán)法作為一種客觀賦權(quán)的評(píng)價(jià)方法,在1949年由Shannon提出來(lái)描述和度量信息性質(zhì)和系統(tǒng)的不確定性[12]。其基本思路是根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的變異程度,通過(guò)信息熵來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)的熵權(quán),并通過(guò)一定的修正方法來(lái)計(jì)算各個(gè)影響指標(biāo)的客觀權(quán)重[13]。信息熵可以衡量每個(gè)指標(biāo)的變化程度,其中信息熵越大說(shuō)明指標(biāo)的變異程度越低,可以提供的信息量越少,因此在最終評(píng)價(jià)研究中該指標(biāo)的權(quán)重也就越小[14]。通過(guò)熵權(quán)法確定的權(quán)重可以避免主觀因素造成的誤差,將其引入TOPSIS法中,可以保證最終計(jì)算結(jié)果的相對(duì)客觀[15-16]。

考慮到海外油氣項(xiàng)目的多目標(biāo)多屬性特征,采用熵權(quán)-TOPSIS法來(lái)確定海外油氣項(xiàng)目的投資評(píng)估和選擇,該方法的主要流程如圖 1所示。

2.1 構(gòu)建初始決策矩陣

根據(jù)表 1確定的海外油氣投資評(píng)價(jià)指標(biāo),首先構(gòu)建各指標(biāo)和方案的初始決策矩陣。假設(shè)待評(píng)價(jià)的方案集為M=(M1,M2,…,Mn),指標(biāo)集為C=(C1,C2,…,Cm),則初始決策矩陣可以表示為

2.2 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

考慮到各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單位和量綱不同會(huì)對(duì)方案選擇的結(jié)果造成影響,因此需要對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理,進(jìn)而取得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣V=(vij)m×n。

對(duì)于正向指標(biāo),歸一化方法為

對(duì)于負(fù)向指標(biāo),歸一化方法為

式中:vij為xij歸一化后的值;ximax和ximin為第i個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值;i=1, 2, …,m;j=1, 2, …,n;m和n分別表示指標(biāo)數(shù)和方案數(shù)。

各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵為

根據(jù)傳統(tǒng)熵值定義,fij的計(jì)算公式為

顯然,當(dāng)fij=0時(shí),lnfij沒(méi)有意義。因此需要對(duì)fij進(jìn)行修正:

最終可以得到各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)為

2.3 構(gòu)建加權(quán)決策矩陣

在得到各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值之后,通過(guò)將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重矩陣W和標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣V相乘,便可以得到加權(quán)決策矩陣R=(rij)m×n,其中:

rij=wivij

(8)

2.4 確定正負(fù)理想方案

通過(guò)加權(quán)決策矩陣,便可以確定海外油氣評(píng)價(jià)的正負(fù)理想方案。其中,正理想方案的計(jì)算方法為

負(fù)理想方案的計(jì)算方法為

2.5 確定各方案與理想方案的距離

通過(guò)歐式距離計(jì)算公式,可以確定各方案與正負(fù)理想解的距離。其中,各方案與正理想方案的距離為

各方案與負(fù)理想方案的距離為

2.6 確定各方案與理想方案的貼近度

最后,可以得到各方案與理想方案的貼近度為

通常情況下,ηj的取值介于[0,1],并且ηj越接近于1,說(shuō)明方案越接近于理想方案。因此,根據(jù)各個(gè)方案與理想方案的貼近度,便可以對(duì)海外油氣項(xiàng)目的各方案進(jìn)行排序比選,最終完成最優(yōu)方案的選擇。

3 實(shí)例分析

3.1 油氣項(xiàng)目的初始化決策矩陣

中國(guó)某石油公司A公司在海外有30多個(gè)油氣項(xiàng)目,在保證老井投資單元運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上每年還需要決定是否對(duì)投資一些新井單元。綜合考慮海外油氣項(xiàng)目投資的成本效益等各方面因素的影響,A公司現(xiàn)有6個(gè)油氣投資方案可供選擇。根據(jù)表 1中的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,6個(gè)海外油氣項(xiàng)目方案的指標(biāo)值如表2所示,即初始化決策矩陣(出于數(shù)據(jù)保密考慮,本文對(duì)上述數(shù)據(jù)做了處理)。

表2 海外油氣項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)指標(biāo)值

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的歸一化處理

為了消除不同指標(biāo)量綱和單位不同造成的影響,需要對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將表 2中各指標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理后的結(jié)果如表3所示。

表3 海外油氣項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)指標(biāo)的歸一化結(jié)果

3.3 確定各方案與理想方案的貼近度

在得到海外油氣項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣后,利用熵權(quán)法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)式(4)～式(7),最終可以得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重為

W=(0.125 1,0.125 0,0.125 1,0.124 7,

0.125 3,0.125 1,0.125 1,0.124 4)。

按照?qǐng)D 1中的流程與步驟,通過(guò)各指標(biāo)的權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化矩陣,便可以構(gòu)建加權(quán)決策矩陣,從而得到海外油氣項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)方案的正負(fù)理想解。根據(jù)式(11)～式(13),可以得到各方案與理想方案的歐式距離和貼近度(表4)。

表4 海外油氣投資方案貼近度評(píng)價(jià)結(jié)果

3.4 結(jié)果分析及驗(yàn)證

由表4可知,方案6與理想方案的貼近度最高,為0.713 7;而方案1的貼近度最低,僅為0.250 0。具體的油氣項(xiàng)目投資方案排序?yàn)?方案6>方案4>方案2>方案5>方案3>方案1。

根據(jù)所評(píng)價(jià)的指標(biāo)來(lái)看(表 2),方案6的凈現(xiàn)值和凈利潤(rùn)在6個(gè)方案中是最高的,同時(shí)投資、操作成本和油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)也是最高的;而方案1的凈現(xiàn)值在6個(gè)方案中最低,同時(shí)投資、操作成本和油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)也最低。另外,由表4可知方案1、方案3和方案5的貼近度都較低,分析發(fā)現(xiàn)上述三套方案在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(凈現(xiàn)值、凈利潤(rùn)和內(nèi)部收益率)中至少有一項(xiàng)指標(biāo)是在所有方案中表現(xiàn)最差的,因此在最終的方案比選中排名較為靠后。同樣地,方案2、方案4和方案6在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中至少有一項(xiàng)是所有方案中最優(yōu)的,因此在最終排名中表現(xiàn)較好?？紤]到各指標(biāo)的權(quán)重差別不大,凈現(xiàn)值、凈利潤(rùn)和內(nèi)部收益率是影響方案最終排名的主要原因。

4 結(jié)論

從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、成本指標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)出發(fā),構(gòu)建了8個(gè)指標(biāo)的海外油氣項(xiàng)目的投資評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并通過(guò)熵權(quán)-TOPSIS法對(duì)A石油公司的6個(gè)海外油氣投資方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)比選。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,可以得到以下結(jié)論:

1)從實(shí)證分析結(jié)果來(lái)看,海外油氣項(xiàng)目方案的投資排序?yàn)榉桨?>方案4>方案2>方案5>方案3>方案1。其中,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是影響最終評(píng)價(jià)結(jié)果的主要原因。

2)采用熵權(quán)-TOPSIS法進(jìn)行油氣方案的比選,充分利用了方案中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息,并且避免了主觀因素的影響,可以有效地提高方案評(píng)價(jià)的效率。

3)海外油氣項(xiàng)目的決策是一個(gè)復(fù)雜的體系,本文僅從經(jīng)濟(jì)、成本、風(fēng)險(xiǎn)角度對(duì)方案的選擇進(jìn)行了分析探索。若要獲得更精確的結(jié)論,還需要細(xì)化指標(biāo)和指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),考慮不同決策者的偏好,從而可以為決策者提供更精確的參考意見(jiàn)。