基于蒙特卡洛模拟的海上边际油田开发经济评价

[摘 要]由于海上边际油田的开发存在较大的经济风险，本文首先对该类项目的风险因素进行了分析，之后阐述了蒙特卡洛模拟分析的过程，最后以一实例展示了基于蒙特卡洛模拟的海上边际油田的经济评价过程。

[关键词]蒙特卡洛 边际油田 经济评价 风险分析

一、引言

“边际油田”是指由于各种原因（地理、地质、技术或征税）以及在给定的经济条件下被测定为用常规方法开发没有足够经济效益的油田。随着对石油需求的不断增长，开发这些油田的战略显得非常重要，并将使多数国家保持石油工业对经济的影响,有利于能源独立、贸易平衡、工业投资和解决就业。然而在边际油田开发的经济评价中，基础数据的确定和基本参数的选取又存在着不稳定性。如油藏产量往往很难确定出精确的数据，只能凭借现有地质数据及相关经验预测出估值范围。在基础数据和基本参数确定后，通常假定在整个油田开发寿命期内不变。而在油田开发的过程中，基础数据与基本参数也是在不断地变化中的。如油价的变化幅度往往是在经济评价工作人员的预测范围之外。正因为如此，一方面边际油田往往承受不了不确定因素的不利变化对其经济性的影响，达不到目标收益。另一方面由于没有预测到不确定因素的有利变化，而错失对边际油田开发的机会。

二、风险因素分析与评价过程设计

1.概述

海上边际油田经济评价是在对拟开发海上边际油田项目勘探评价、开发评价、工程评价和市场预测的基础上，对投入的费用和产出的效益进行计算、分析，通过多方案的比较，分析论证海上边际油田项目的财务可行性和经济合理性，为项目的科学决策提供依据。然而海上边际油田开发的不确定性因素的存在为项目决策又带来了风险。目前常用的风险分析方法是单因素敏感性分析、多因素敏感性分析、盈亏平衡分析以及临界值分析的方法。本文试图利用蒙特卡洛模拟的方法，预测出由于风险因素的变化而导致的NPV(净现值)和IRR(内部收益率)的定量变化，为决策者决策提供科学依据。首先要确定风险因素，然后基于这些风险因素的变化模拟出经济评价指标的变化图形，实现定量化的分析风险。

2.海上边际油田开发的风险因素分析

风险是指实际结果与预期结果相背离从而产生损失的一种不确定性。风险具有随机性、相对性、可变性、客观性等特点。引起风险的产生的原因被称为风险因素。边际油田经济评价中的风险因素是指各种评价前确定的指标和参数。

海上边际油田开发的经济评价中的风险因素包括两类，即基本参数和基础数据。

基本参数是在地质评价和油藏工程评价的基础上,根据行业标准及国内、国际行情确定的,主要包括基准折现率、增值税、资源税、城建税、教育附加税、所得税、资产折旧年限、固定资产残值率、人民币与美元汇率等。这些指标相对来讲具有长期性、稳定性、确定性的特点，因此在实践工作中通常不作为油田开发项目经济评价的风险因素来考虑。

基础数据包括：投资、经营成本、油价、油藏产量预测等指标。

经营成本通常是根据现有油田的规模，依据已有油田的相关数据，按照分项类比，分项估计的方法预测出拟开发油田每年的经营成本，并按照一定的上涨系数，逐年估算经营成本。其组成通常包括：海上人员费、培训费、物料费，机具费等项目。由于经营成本的数额相对投资、收入来讲较小，其对评价结果的敏感度通常较投资、产量、油价等因素也小的多。

投资是油田开发项目评价中较为敏感的因素。油气开发方案评价中涉及的投资包括勘探投资和开发投资。开发投资包括开发井投资和地面建设投资，其中地面建设投资主要包括油气集输、注水注气、储运、轻烃回收装置、水电通讯、环保节能等工程投入。通常是由经济专业人员根据油田开发项目的方案进行估算。投资虽然是经济评价中较为敏感的风险因素，但由于其计算方法相对科学、成熟，可参考资料丰富，在项目的建设期内投资变化的幅度不会很大，因此相对风险较小。

油价参数直接决定着一个油田开发项目生产周期内每年的收入水平，其敏感性最强，与项目经济效益关联度最高。经济评价中的油价参数是对未来相当长一段时期的油价水平预期，有着较多的主观性、不确定性和不可控性。合适的油价参数有利于将公司的投资风险降至最低，又可以最大限度地开发储量资源，为公司创造最大的经济价值。

油藏产量是决定油田收益的又一重要指标，它与油价一样是经济评价效益分析中最敏感因素。在年经营成本一定的前提下，油藏产量对经济评价结果的敏感度与油价的敏感度基本相同，在分析时可以选取其中的一个来进行。

3.蒙特卡洛模拟评价过程设计

蒙特卡洛模拟方法是以概率统计理论为基础的一种计算方法，又称为随机抽样技巧或统计试验方法。通常，它利用计算机随机模拟出金融变量的随机价格走势，并以此来近似地解释该金融变量的市场特征。

用蒙特卡洛模拟的方法进行经济评价的风险分析过程如下：

（1）确定评价指标

本文选取最能反映投资效果的净现值(NPV)指标和内部收益率（IRR）指标。在考虑时间价值的基础上,根据勘探开发油气资源整个经济寿命期内各年现金流量状况，对资源的经济效益进行分析计算、评价。

（2）风险参数及分布规律确定

当风险变量只能获得一个范围值时，可采用均匀分布公式来描述；当风险变量除取得范围值外，还知道最可能值，则用三角分布公式来描述；当风险变量获得少量的随机值，则根据多数风险变量具有正太分布或对数正太分布的特征，可模拟为正太或对数正太分布公式来描述。通过上文风险因素分析，本文将以油价为例展开评价，并假定其符合三角分布。

（3）边际油田开发项目经济评价

以蒙特卡洛模拟法为基础，对边际油田开发项目的IRR和NPV进行模拟计算和统计分析，确定其分布规律及特征值和风险度。

净现值是指项目按投资者要求的收益率或设定的折现率，在实施期内项目各年的资金流入现值和资金流出现值之差的总和。是动态指标，也是主要的经济评价指标。

NPV=∑(CI-CO)t·(1+i)-t, (t=1,2,…,n)

式中: NPV—净现值；CI—现金流入量；CO—现金流出量；（CI-CO）)t—第t年的净现金流量；i—贴现率；n—计算期年限。

内部收益率是指资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率。

三、案例

1.项目概况及参数准备

以我国渤海某边际油田的数据进行应用分析。该油田由两座平台、一艘浮式储卸油装置(FPSO)和一座单点系泊系统组成。目前存在三个问题：一是缺少井槽钻井；二是污水处理能力达到极限；三是在老井换泵提液后电力不足。为解决以上问题，设计人员提出新建一座综合平台，同时具备打井、发电及污水处理的功能。预计项目总投资11.87亿元，生产期内累计增油77.5万方，经营成本2400万元/年，按照公司长期预测油价计算后得到NPV=98.17万元，内部收益率（IRR）为12.05%,刚刚达到公司的基准收益率。

2.模拟分析

若采用蒙特卡洛法，原油价格选用三角形分布作为概率分布函数，用随机变量求得各参数的随机值，用一组随机参数组合代入计算公式，分别求出一个目标函数IRR值和一个NPV值,这样反复计算1000次，分别得出IRR和NPV的概率分布曲线,见图1和图2。

计算结果表明,该开发方案的税后内部收益率的数学期望值为10.88%，均方差为0.08%，IRR>12%的概率为34.8%；净现值（NPV）的数学期望值为-2150万元，均方差为151.31万元,NPV>0的概率为34.8%。综上分析结果表明该项目风险较大，决策前需慎重考虑。

四、结论

在边际油田项目开发的可行性研究中，经济评价的结果对投资决策的影响甚为重要。而海上油田开发项目又具有风险大、投资大、受多种不确定性因素影响的特点，因此，专业人员需要为决策者提供更为科学的决策依据，尽量降低投资的风险。本文试图以油价为例展示了基于蒙特卡洛模拟的边际油田经济评价的过程。希望通过这种风险分析，能够择优选择项目，规避明显的风险。

参考文献：

[1]Jean F. Giannesini. 边际油田开发战略的重要性和技术的挑战性.国外油田工程,2000(11):42

[2]傅家骥，仝允恒.工业技术经济学[M].北京：清华大学出版社，1996

[3]严武.风险统计与决策分析[M].北京:经济管理出版社，1996

[4]卢有杰,卢家仪.项目风险管理[M].北京:清华大学出版社,1998

[5]蔡庆龙,陈莉琼.油气勘探目标的经济评价.石油化工技术经济,2003（4）:30

[6]雷利安,赵玉萍,吴红珍,张颖,段爱丽.应用蒙特卡洛法进行油气开发方案风险评价.石油天然气学报,2006,28(2):152

[7]陈会民.油价参数在油田开发项目评价中的作用.国际石油经济,2007（6）:52

[8]孙建平，李胜.蒙特卡洛模拟在城市基础设施项目风险评估中的应用[J].上海经济研究，2005（2）：90-96

[9]张宝生，于龙珍.油气储量产量联合风险分析评价方法与应用.天然气工业，2006（9）：154-155

[10]施尚明，李照永.蒙特卡洛法在吉祥屯气藏储量计算中的应用[J]. 特种油气藏，2005，12（2）：32-34