●符瓊芬 羅敏 彭海軍 楊俊豐 董江萍

凝析氣藏開發(fā)方案蒙特卡洛風險分析方法研究及應(yīng)用

●符瓊芬 羅敏 彭海軍 楊俊豐 董江萍

油氣開發(fā)項目由于投資大、風險高，需加強開發(fā)方案經(jīng)濟評價的風險分析工作。根據(jù)凝析氣藏特點，在考慮建設(shè)投資、油和氣的產(chǎn)量、銷售價格以及經(jīng)營成本基礎(chǔ)上，采用蒙特卡洛模擬方法對凝析氣藏開發(fā)方案經(jīng)濟評價進行風險分析，并實現(xiàn)了分析工具。通過利用該方法進行應(yīng)用分析，分析結(jié)果表明蒙特卡洛模擬方法能夠綜合考慮多種風險因素對評價指標的影響，并能計算出相應(yīng)概率，增強了風險分析的合理性，提高了決策可靠性。

凝析氣藏 蒙特卡洛模擬 開發(fā)方案 經(jīng)濟評價 風險分析

一、前言

凝析氣藏作為一種特殊類型的油氣藏類型，在世界氣田開發(fā)中占有特殊重要的地位。塔里木盆地作為我國油氣資源的重要產(chǎn)地，凝析氣分布廣泛，成因復雜，以富、特富凝析氣藏為主，具有很高的經(jīng)濟價值。由于凝析氣藏特殊的流體相態(tài)特征，導致開發(fā)難度要比一般油氣藏復雜、建設(shè)投資高、風險大。因此為了避免決策失誤，對于凝析氣藏的項目開發(fā)應(yīng)該做好開發(fā)方案的經(jīng)濟評價工作，加強開發(fā)方案的風險分析。

經(jīng)濟評價風險分析方法主要有盈虧平衡分析、敏感性分析、蒙特卡洛模擬分析等。目前我國石油行業(yè)經(jīng)濟評價一般采用盈虧平衡和敏感性分析。傳統(tǒng)的盈虧平衡分析和敏感性分析都是考慮單因素變動對評價指標影響，是一種簡化的分析方法。在現(xiàn)實生產(chǎn)中，評價指標往往受到多個因素共同變化的影響，所以傳統(tǒng)的方法對于風險分析具有局限性和不合理性。相比于傳統(tǒng)的方法，蒙特卡洛模擬能綜合考慮多種風險因素，不僅能得到評價結(jié)果，也能得到對應(yīng)的發(fā)生概率，風險結(jié)果更可靠、更貼近實際、更能體現(xiàn)經(jīng)濟評價的合理性。因此，本文采用了基于蒙特卡洛模擬方法進行凝析氣藏開發(fā)方案的經(jīng)濟評價風險分析，并編程實現(xiàn)了該風險分析工具。結(jié)合凝析氣藏油氣同采的特點，該方法考慮了對凝析氣藏開發(fā)重要的建設(shè)投資、經(jīng)營成本、凝析油和天然氣產(chǎn)量、銷售價格風險因素。通過模擬各風險因素的隨機分布數(shù)值，根據(jù)現(xiàn)金流量法計算經(jīng)濟評價指標值及其概率。經(jīng)濟評價指標采用稅后財務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）和凈現(xiàn)值（FNPV）。最后利用量化的經(jīng)濟評價指標概率分布結(jié)果來判斷開發(fā)方案的風險情況。

二、蒙特卡洛模擬風險分析

（一）蒙特卡洛模擬分析原理

蒙特卡洛模擬分析又稱統(tǒng)計模擬法、隨機抽樣技術(shù)。它是一種隨機模擬方法，是一類通過隨機抽樣和統(tǒng)計試驗來求近似解的數(shù)值方法。蒙特卡洛模擬的基本思路：首先建立分析指標值的計算模型；分析與指標值相關(guān)的影響因素，并分析建立影響因素的概率分布模型；依據(jù)模擬次數(shù)，模擬產(chǎn)生相應(yīng)批次的影響因素隨機數(shù)，帶入分析指標值的計算模型，計算出相應(yīng)的指標值；最后對模擬試驗結(jié)果加以分析統(tǒng)計，計算評價指標值的統(tǒng)計特征量或概率分布。模擬次數(shù)越多，概率分布越接近真實的分布。

（二）蒙特卡洛模擬風險分析工具實現(xiàn)步驟

結(jié)合凝析氣藏開發(fā)建設(shè)項目特點，凝析氣藏開發(fā)方案經(jīng)濟評價蒙特卡洛模擬風險分析具體實現(xiàn)步驟如下：

1.確定經(jīng)濟評價指標模型。油田開發(fā)建設(shè)項目經(jīng)濟評價指標主要包括：財務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）和財務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV），利用現(xiàn)金流量法計算。財務(wù)內(nèi)部收益率是指能使項目計算期內(nèi)凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值累計等于零時的折現(xiàn)率，計算公式如下所示。

式中：CI—現(xiàn)金流入量

CO—現(xiàn)金流出量

(CI-CO)t—第t期的凈現(xiàn)金流量

n—項目評價周期

財務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV）是指按設(shè)定的折現(xiàn)率，一般采用基準收益率（ic）計算的項目期內(nèi)凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值之和，計算公式如下所示。

現(xiàn)金流量法計算的關(guān)鍵內(nèi)容是要計算項目評價周期內(nèi)各年現(xiàn)金流入和現(xiàn)金流出值。針對油氣開發(fā)建設(shè)項目，現(xiàn)金流入包括：營業(yè)收入、增值稅銷項稅、補貼收入、回收油氣資產(chǎn)余值以及回收流動資金；現(xiàn)金流出包括：利用探井評價井投資、建設(shè)投資、流動資金、經(jīng)營成本、增值稅進項稅、營業(yè)稅金及附加、增值稅、維持運營投資以及棄置費。

2.分析影響經(jīng)濟評價指標的風險因素。由于凝析氣藏油氣同采的特點，該類油氣藏的開發(fā)建設(shè)經(jīng)濟評價不同于一般油氣項目。凝析氣藏是介于油藏和純氣藏之間的復雜類型的特殊油氣藏。凝析氣田開發(fā)，具有投資大、經(jīng)營成本高、風險大的特點，并且更為突出的特點是油氣同采。油氣同采的特點決定了油和氣產(chǎn)量及其銷售價格都會對項目最終效益產(chǎn)生影響，因此油和氣產(chǎn)量及價格都是重要的不確定性因素。并且不同油氣比的項目，油、氣對項目的影響程度是不同的。結(jié)合凝析氣藏開發(fā)項目特點和實際情況，我們分析影響FIRR和FNPV的主要因素包括：建設(shè)投資、石油產(chǎn)量、石油銷售價格、天然氣銷售產(chǎn)量、天然氣價格以及經(jīng)營成本六個因素。

建設(shè)投資：包括開發(fā)井投資和地面工程投資。對于油氣開發(fā)建設(shè)項目，建設(shè)投資非常大，投資估算存在不確定性。建設(shè)投資作為現(xiàn)金流出的一個重要項目，同時也會影響其他項目。受建設(shè)投資影響的項目包括：現(xiàn)金流入的回收油氣資產(chǎn)余值、現(xiàn)金流出的增值稅和棄置費。

石油產(chǎn)量：凝析氣田開采伴隨著產(chǎn)出凝析油。由于受到反凝析影響，凝析油產(chǎn)量具有不確定性。對于凝析油產(chǎn)量高的氣藏，凝析油產(chǎn)量對項目的效益影響很大。石油產(chǎn)量直接影響現(xiàn)金流入中的營業(yè)收入，同時影響開發(fā)方案的操作成本估算，從而影響現(xiàn)金流出的經(jīng)營成本。間接導致現(xiàn)金流入的增值稅銷項稅，現(xiàn)金流出的增值稅、營業(yè)稅金及附加等項目變化。

石油銷售價格：石油銷售價格受國際油價影響，波動較大，具有不確定性，往往是影響項目效益最敏感的因素之一。石油價格直接影響營業(yè)收入和噸油特別收益金的計算。并間接影響其他項目計算。

天然氣產(chǎn)量：凝析氣藏開發(fā)主要商品是天然氣，由于受到油藏地質(zhì)條件、開發(fā)方案等影響，天然氣實際產(chǎn)量往往與設(shè)計產(chǎn)量存在一定的偏差。因此在利用設(shè)計的方案產(chǎn)量進行評價時需要考慮天然氣產(chǎn)量的不確定性。天然氣產(chǎn)量與石油產(chǎn)量類似，直接影響著營業(yè)收入和操作成本。

天然氣銷售價格：目前我國天然氣銷售價格是由政府定價決定，對于未來年份價格估計需要考慮到不確定性。天然氣價格直接影響營業(yè)收入。

經(jīng)營成本：油氣經(jīng)營成本受到生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量、措施、市場、管理等各方面因素影響，不確定性很大。經(jīng)營成本的變化直接影響流動資金和回收流動資金。

3.建立風險因素隨機模型。結(jié)合開發(fā)項目實際情況和歷史開發(fā)數(shù)據(jù)，考慮各風險因素的隨機模型。風險變量的概率分布模型主要包括均勻分布、三角分布和正太分布等。隨機模型選取方法：當風險變量只能獲得一個范圍值時，可采用均勻分布公式來描述；當風險變量除取得范圍值外，還知道最可能值，則用三角分布公式來描述，三角分布是采用較多的；當風險變量獲得少量的隨機值，則根據(jù)多數(shù)風險變量具有正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的特征，可模擬為正太或?qū)?shù)正太分布公式來描述。

4.模擬計算。首先根據(jù)開發(fā)方案的基礎(chǔ)參數(shù)計算出項目基本的FIRR和FNPV。然后根據(jù)風險因素隨機函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)，利用隨機數(shù)與開發(fā)方案基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算評價指標，并根據(jù)設(shè)定的模擬次數(shù)（N次）完成計算，得到N個FIRR和FNPV。

5.分析統(tǒng)計。對得到的N個FIRR和FNPV進行數(shù)理統(tǒng)計，分析計算出評價指標的均值、標準差、最大值、最小值、經(jīng)濟風險值等數(shù)據(jù)，繪制概率分布圖。設(shè)定界限值，計算大于或小于界限值概率。

三、方法應(yīng)用分析

塔里木盆地某開發(fā)建設(shè)項目，評價周期為20年，其中建設(shè)周期為2年，運營周期為18年。資本金比例為55%，流動資金貸款比例為70%，經(jīng)營成本資金率為20%。原油商品率為96%，天然氣商品率為94%。石油銷售價格為3577元/噸，天然氣銷售價格為1060元/千方。稅后基準收益率為12%，還款方式采用等額本金，還款期為8年。建設(shè)投資分為兩年投入，總額為58億元，其中開發(fā)井投資為46億，地面工程投資為12億。維持運營投資48億元。生產(chǎn)經(jīng)營參數(shù)根據(jù)開發(fā)方案計算給出評價周期內(nèi)每年的產(chǎn)量、產(chǎn)液量、開井數(shù)等參數(shù)。其中評價周期內(nèi)石油總產(chǎn)量為898萬噸，天然氣產(chǎn)量為16億立方米。

為了分析計算，本文所有的影響因素均采用三角分布模擬。經(jīng)過專家估算，風險因素的模擬參數(shù)為：建設(shè)投資模擬建設(shè)期總投資，最小值為56億元，最大值為60億元，最可能值為58億元；石油價格模擬生產(chǎn)期第一年銷售價格，最小值為3400元/噸，最大值為3650元/噸，最可能值為3577元/噸；石油產(chǎn)量模擬生產(chǎn)期平均產(chǎn)量，數(shù)據(jù)為生產(chǎn)期年均產(chǎn)量，最小值為43萬噸/年，最大值為48萬噸/年，最可能值為45萬噸/年；天然氣價格模擬生產(chǎn)期第一年銷售價格，最小值為800元/千方，最大值為1200元/千方，最可能值為1060元/千方；天然氣產(chǎn)量模擬生產(chǎn)期平均產(chǎn)量，數(shù)據(jù)為生產(chǎn)期年均產(chǎn)量，最小值為0.6億方/年，最大值為0.9億方/年，最可能值為0.78億方/年。模擬次數(shù)為10000次。通過Excel宏編程，實現(xiàn)了基于蒙特卡洛模擬的凝析氣藏開發(fā)方案經(jīng)濟評價風險分析計算工具。利用該工具進行模擬，模擬結(jié)果如圖1和表1所示。

圖1 蒙特卡洛模擬凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率概率分布

表1 蒙特卡洛模擬統(tǒng)計結(jié)果

計算得出，該項目方案的稅后投資財務(wù)內(nèi)部收益率為14.32%，投資財務(wù)凈現(xiàn)值為4.97億元。通過模擬計算，凈現(xiàn)值小于4.97億元的概率為43.68%，均值為53514萬元，雖然凈現(xiàn)值最小值為負值，但是通過計算小于0的概率只有1.8%，經(jīng)濟風險=27188/53514=0.51＞0.5，說明項目經(jīng)濟風險較低；內(nèi)部收益率超過14.32%的概率是57.1%，大于稅后基準收益率12%的概率為98.2%，最大值為18.43%，最小值為10.38%，平均內(nèi)部收益率為14.55%高于稅后基準收益率，經(jīng)濟風險=1.31/14.55=0.09＜0.12，項目經(jīng)濟效益較低。由此可以得出，該項目的凈現(xiàn)值大于0、收益率大于基準收益率的可能性很大，因此該項目盈利能力可能性很大，項目經(jīng)濟風險相對較小，但是該項目的經(jīng)濟效益較低，評估需謹慎。

四、結(jié)論

油氣開發(fā)項目存在很大風險和不確定性，因此油氣開發(fā)項目經(jīng)濟評價必須要做好風險分析工作。凝析氣藏由于其油氣同采特點，經(jīng)濟評價風險分析考慮的風險因素與一般油氣藏不同，需充分考慮凝析氣藏石油和天然氣產(chǎn)量及價格對方案風險的影響作用。本文采用了蒙特卡洛模擬方法進行凝析氣藏開發(fā)方案經(jīng)濟評價風險分析，通過以上應(yīng)用分析表明，蒙特卡洛模擬方法更加適合應(yīng)用于油氣開發(fā)項目風險分析，它實現(xiàn)了多風險因素同時變化對評價指標的影響，通過對評價指標概率計算，提高了決策可靠性。

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（作者單位：符瓊芬，羅敏，彭海軍，楊俊豐，塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院；董江萍，塔里木油田公司概預算管理部 新疆庫爾勒 841000）

（責編：賈偉）

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1004-4914（2014）06-069-02