基于模糊物元分析的天然氣開發(fā)項目風險評價

鞠 煉 許 豪 劉永愛 李茜茜

(1.常州大學 懷德學院，江蘇 靖江 214500；2.西安石油大學 經濟管理學院，陜西 西安 710065；3.西安石油大學 油氣資源經濟評價研究所，陜西 西安 710065)

0 引 言

我國《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》指出：應堅持“節(jié)約、清潔、安全”的能源戰(zhàn)略方針，著力優(yōu)化能源結構。天然氣作為一種清潔、高效的能源，在我國倡導低碳經濟與改善霧霾天氣的大環(huán)境下，其越來越受到青睞。由于天然氣開發(fā)具有投入資金大、開發(fā)周期長、技術要求高、影響因素多等特點，因而為了有效遏制天然氣開發(fā)的不確定性，保證天然氣項目順利開發(fā)，為開發(fā)決策提供科學依據，進行天然氣開發(fā)風險管理研究具有重要意義。[1]9-10

1 相關研究綜述

近年來，國內外學者對天然氣建設項目管理方面的風險管理研究較多。陳健、王楊等分析了天然氣資源相比于其他化石燃料的優(yōu)勢，認為需要改進對低滲透天然氣田項目的國民經濟評價體系。[2]1-5杜小武、劉一臣運用主成分分析法對我國石油天然氣產業(yè)競爭力進行定量分析，結果發(fā)現，西部地區(qū)石油天然氣產業(yè)低碳技術和低碳生產水平相對落后，產業(yè)上游的油氣生產和資源潛力具有優(yōu)勢，但是存在規(guī)模小、管理效率差和科技研發(fā)投入不足的劣勢，由此，提出提高西部地區(qū)石油天然氣產業(yè)競爭力的相應對策。[3]7-13在項目風險評價方面，有關研究者探索出風險綜合評價法、專家評價法、層次分析法、模糊層次分析法、蒙托卡羅法、盈虧平衡分析法、決策樹分析法等定量風險分析成果，上述評價方法分別用于具有不同風險特征的分析對象。但已有文獻在研究內容、研究方法等方面有待進一步拓展：一是評價方法方面。油氣勘探項目的風險因素具有模糊性和不確定性的特征，而相關研究基本沒有考慮項目本身的模糊性和風險因素之間的不相容性，因此探尋適合油氣勘探項目的評價方法是必要的[4]96-100。二是評價指標方面。隨著國內外環(huán)境的變化，油氣勘探項目所面臨的風險因素更加復雜多變，為此，不僅要考慮早期油氣勘探項目地質、經濟、技術等常規(guī)風險，還需要全面分析項目內外部的潛在風險，單純主觀或客觀的判斷都容易引起評價結論的不一致，使得風險評價體系不夠科學合理。三是指標權重確定隨意性較大。權重的確定偏重于主觀。油氣勘探項目風險因素權重大多采用層次分析和專家賦權等方法，但由此確定的風險因素權重偏于主觀，在此，應根據項目的特點，結合科學的方法來確定組合權重。

通過對天然氣開發(fā)項目風險評價指標體系的分析發(fā)現，此類項目風險呈現多元復雜性，不僅包含定量指標還包含定性指標，風險影響因素多，且指標變化規(guī)律不同，導致指標間存在不可共度性，因此，需要找到統(tǒng)籌考慮多指標屬性的風險評估模型。模糊綜合法在解決多準則和多因素復雜系統(tǒng)問題中存在隸屬函數構建困難的問題，專家評價等方法難以克服主觀隨意性問題[5]6-9。我國學者蔡文提出的模糊物元分析法是有效解決非定量風險和模糊特征風險量化問題的有效方法[6]86-100。基于以上分析，本文擬運用物元分析理論，對天然氣開發(fā)項目風險進行評價。

2 風險評價體系的構建

在項目的風險評價中，科學且合理的項目風險評價指標體系的確立是十分重要的。由于天然氣開發(fā)項目非常復雜，實際參與者的經驗對評價體系的構建起著關鍵作用，因此，該評價體系必須結合行業(yè)專家和現場一線專家的意見，通過專家調查問卷，初步建立風險評價指標體系[7]60-62。但由于項目所處的環(huán)境不盡相同，不同的天然氣開發(fā)項目的風險評價體系也會不同，為了使評價指標體系更加合理，在此采用專家打分法篩選出主要的風險因素以構建天然氣開發(fā)項目風險評價指標體系，見表1。

表1 天然氣開發(fā)項目風險評價指標體系

3 模糊物元模型的建立

3.1 確定物元矩陣經典域

根據物元分析理論，假定N為評價對象名稱，C為評價對象特征，X為評價對象特征，C對應評價值，三者組成關于R的基本物元；若評價對象第r個特征為C(r=1,2…,n)，亦有r個C對應的量值(X)，則稱(R)是N、C、X的n維物元[8]91-93，見(1)式。

(1)

(1)式中，Noj為對擬研究天然氣開發(fā)項目所劃分的j個風險評價等級；Cr為風險等級Noj的特征；Xojr為各風險等級Noj關于其對應特征Cr所規(guī)定的量值范圍(經典域)；aojr,bojr分別為各風險等級有關對應特征值所取數據的下限和上限。

3.2 確定物元矩陣節(jié)域

根據公式(1)的物元矩陣經典域，建立節(jié)域，即全部風險指標的風險等級。其取值范圍見(2)式。

(2)

(2)式中：P為擬研究天然氣開發(fā)項目風險等級的全體；Xpr為P關于Cr的特征值；apr,bpr分別為量值范圍的下限和上限。

3.3 風險評價等級劃分

根據天然氣開發(fā)項目風險的各種辨識分析結果可知，影響天然氣開發(fā)項目的因素非常多，而各種風險的不確定性和模糊性無法給出確定的風險值，根據此特點，本文設立一個基本假設：假設風險區(qū)間值與風險的模糊描述存在一種互相對應、且互相影響的關系。天然氣開發(fā)項目風險等級與風險區(qū)間值的對應關系如表2所示。

表2 天然氣開發(fā)項目風險等級與風險區(qū)間值對應關系

3.4 確定待評標的物中各風險等級的關聯(lián)度

根據矩陣的定義，令：

(3)

由(3)式可以求出待評天然氣開發(fā)項目對不同風險等級的關聯(lián)度。

(3)式中：

(r=1,2,…,n)

其中，ρ(Xr,Xojr)為Xr關于區(qū)間〈aojr,bojr〉的貼近度；ρ(Xr,Xpr)為Xr關于區(qū)間〈apr,bpr〉的貼近度。

3.5 指標權重及綜合關聯(lián)度的確定

通過德爾菲法與信息熵法確定組合指標的組合權重(θu)，見(4)式。

(4)

(4)式中：ωu為德爾菲法確定的權重；αu為信息熵法確定的權重。

對每個特征Cr，取θu為權系數，Kj(P)為天然氣開發(fā)項目風險關于等級j的綜合關聯(lián)度，見(5)式。

(5)

3.6 風險等級的評價

根據計算結果，評定P屬于等級j。見(6)式。

Kj=maxKj(P)j∈(1,2,…,m)

(6)

4 實證研究

本文以“漢安-貴中”天然氣開發(fā)項目為樣本進行分析，此項目分為兩個標段，一標段位于陜西省漢中市漢臺區(qū)城固縣，二標段位于陜西省漢中市西鄉(xiāng)縣。通過上述指標評價體系與評價模型對本項目進行評估。

4.1 經典域和節(jié)域物元的確定

通過調研該項目投資方、設計院、開發(fā)院及有關專家學者，了解了本項目天然氣開發(fā)的實際情況。然后通過(1)、(2)式，確定本項目的風險等級的經典域物元如下：

Ro1=(Noj,Cr,Xojr)

本文構造的風險等級的節(jié)域物元為：

4.2 指標組合權重計算

通過(3)、(4)式計算出天然氣開發(fā)項目二級指標權重，見表3。

4.3 關聯(lián)度的計算及風險等級評定

根據(5)式計算本項目的綜合關聯(lián)度，計算結果見表4所示。

表3 天然氣開發(fā)項目二級指標權重計算

表4 項目整體風險評估數據

根據公式(6)的評價原則，因為K2(P)=maxKj(P),j∈(1,2,3,4,5)，故本項目風險等級判定為“較低”水平，評價結果與本項目實際情況相吻合。

5 結 語

根據天然氣開發(fā)項目的風險特點，并在模糊物元分析理論的基礎上構建了天然氣開發(fā)項目風險評價模型，并以天然氣開發(fā)項目實證分析證明評估方法的有效性和可靠性。本項目的評價模型不僅可以用于評價單個項目的風險等級，還可用于多項目一級和二級指標風險等級的比較。其指標體系基于WBS-HHM法確定，雖然避免了指標體系過于主觀的問題，但只能篩選出主要風險因素，這使得理論和實際之間出現偏差的問題。為了使理論更具普適性和實用性，誤差的吻合度分析將是下一步的研究方向。同時，在油氣勘探項目的各類風險評估中，可考慮根據風險的評價值，進行合理回避風險，用恰當方式預防風險，或者運用有效方式轉移風險，使天然氣開發(fā)項目風險評價體系發(fā)揮更大作用。