投資組合管理理念在勘探規劃中的應用

馬 佳

（中國海洋石油集團有限公司勘探部，北京 100010）

0 引言

油氣勘探規劃是油公司業務發展規劃的重要組成部分，是開展勘探項目管理的主要任務。傳統的勘探規劃是以勘探戰略為指導方針，基于資源潛力、勘探領域、研究技術的現狀，以盆地、區帶、圈閉和油氣藏評價的地質綜合研究為基礎，為實現增儲上產而制定的目標實施計劃。然而在當今及以后一段時間內，由于油價波動、勘探風險加劇、礦權政策變動等多重因素的影響，只考慮資源戰略的傳統勘探規劃已不適應新形勢下油公司的發展。如何兼顧公司經濟效益、可持續發展與實際經營能力，需要新理念和新技術來完善勘探規劃。

從經濟學的角度考慮，油氣勘探與其它領域的投資并無本質差異，將投資組合理論運用于勘探規劃中很有意義，一是優選勘探投資的配比，選取風險最小、效益最高的組合目標，實現公司利益最大化；二是預測勘探業績，結合儲量預測模型，得到勘探目標和投資組合的經濟評價指標參數，是反映公司勘探商業成功率的可靠估算；三是為編制勘探規劃奠定基礎，是制定公司年度勘探部署、中長期發展的投資規劃工具［1］。由此，就需要考慮將投資組合理論應用于勘探規劃的原理、方法和步驟，形成切實可行的方法體系。以期實現勘探風險與經營效益的動態平衡，達到有力推進傳統油氣勘探向價值油氣勘探轉型的目的。

1 投資組合應用于勘探規劃的原理和方法

新形勢下，勘探規劃的重要出發點是考慮經濟效益，而投資組合恰恰是以經濟評價為基礎的，因此在編制和實施勘探規劃時運用投資組合理論是實施公司戰略、實現公司發展目標的重要手段［2］。但應注意的是，不能僅用單一的經濟評價指標對勘探項目進行投資組合優選排隊，應在建立切合公司實際的經濟評價和篩選項目的標準基礎上，根據勘探項目所處的階段、地域不同，綜合考慮多指標進行排隊，使得公司效益最大化［3］。

就勘探規劃而言，運用投資組合的理論，可以優化資金的分配，將資金優先投向排序靠前的勘探項目，以獲得最大的收益。勘探投資組合是基于對勘探項目的經濟評價結果做出的客觀估計，因此也是提高勘探業績的最有效途徑之一［4］。同時，投資組合分析過程既是指導地質評價工作的過程，也是評價預測的行為，同時也是消除預測偏見的手段，對儲量、風險和利潤等因素的樂觀或保守的預測都表現為偏見，這種偏見在一系列鉆井、技術人員的反饋和后續的后評估過程是能夠消除的，隨著偏見的消除，投資組合的質量不斷提高，對勘探規劃的貢獻也就越大。

實踐表明，勘探規劃中運用投資組合理論的要點，首先是滿足公司發展目標，比如勘探投資、儲量、發現成本、預期收益等；其次是要符合約束條件，如義務工作量、礦區要求、最低經濟門檻等；第三，適應商業經濟規范，比如石油行業標準、投資相關準則、權益經營的額度范圍等［5］。在實際進行投資組合分析時，勘探風險、勘探階段、資源規模和經濟價值是貫穿于全過程的因素，總體架構以經濟評價為基礎，以價值勘探為指導，以優化組合為核心。

1.1 將投資組合應用于勘探規劃的原理

馬柯威茨投資組合理論是資本市場投資中的優化方法，獲得了1990 年諾貝爾經濟學獎，將之運用于勘探規劃研究中，可以成功解決勘探項目風險與回報的平衡問題。投資組合理論包括均值—方差分析方法和投資組合有效邊界模型兩個重要內容，均值是指投資組合的期望收益率，是單目標的期望收益率的加權平均，權重為響應的投資比例，方差是指投資組合的收益率的方差，收益率的標準方差指示了投資組合的風險［2］。投資組合管理關注的是全體勘探項目的風險，而非單個勘探項目的風險，即：將所有勘探項目的風險投資組合起來，通過均值—方差分析或有效邊界模型，創造一個預期期望收益率且具有可控風險的投資組合［6］。

如何利用有限的投資最大限度地獲得經濟儲量是石油公司面臨的重要課題，勘探投資組合結合地質研究可以明顯改善勘探效果，因為當勘探風險不能排除時，可以在投資組合規模上減少勘探風險［7］。從平衡風險和回報出發選擇適合公司承受能力的勘探投資組合和勘探規劃，即在有效邊界上選擇勘探項目的組合，低風險項目組合將位于有效邊界的左下方，高風險項目組合將位于右上方。對于中等風險承受的公司來說，組合C應該是考慮風險后使得期望凈現值最大化的組合，因為A 組合期望凈現值最大但風險最高，B組合風險最低但期望凈現值較低，D、E更不可取（圖1）。

圖1 期望收益與勘探風險的關系圖

利用投資組合原理，在油公司發展戰略和投資總量約束條件下，進行勘探項目優化組合，計算儲量價值期望值和標準差，依據“收益-風險”分布圖等圖件，確定最佳的投資組合，作為勘探規劃編制和實施的依據［8］。

1.2 將投資組合應用于勘探規劃的方法

為了在勘探規劃中應用投資組合理論，價值指標需要修正，一般以NPV而不是以ROR作為價值指標（式1），這是由于NPV能表現勘探項目不同階段的價值，更能體現投資組合的優劣。勘探項目的投資組合風險可表達為NPV偏離平均NPV的程度，即NPV的標準偏差（公式2）

式中，E（NPV）為預期凈現值（收益）；σ（NPV）為凈現值的標準差（風險）；NPVi為第i個項目的凈現值；n為在一個油氣勘探投資組合中有n個項目；i為油氣勘探投資組合中的第i個項目。

單個勘探項目的經濟評價參數經蒙特卡羅分析模擬之后，可以得到項目的內部收益率（IRR）和期望貨幣值（EMV）等經濟評價指標，這些指標能夠反映各項目的盈利能力、資金的時間價值和投資的有效性等。經濟評價是投資組合的基礎，但不能用單一的經濟評價指標對所有的勘探項目進行排隊，一般來說，油公司有必要建立一套適合自身的經濟評價和篩選項目的標準，例如IRR 大于10%且EMV 大于1 000 萬美元等。就勘探規劃而言，針對眾多的勘探項目首要的是剔除不符合公司業務標準的項目，其次是按照一定的標準組合進行優選排隊，標準組合不是指某一項指標，而是綜合指標，即綜合考慮NPV、投資回收期、內部收益率等［9］。利用投資組合原理編制勘探規劃時，主要考慮收益和風險的平衡、取舍問題，即風險與收益相互影響導致不同的勘探規劃方案，導致不同的整體效益。

投資組合理論運用于勘探規劃的目的在于使規劃結果達到最佳的經濟價值，當然這個組合的過程應該在國家大政方針、公司戰略及公司實力的約束下實現，由此需要考慮的因素包括：規劃結果產生的價值最大、規劃動用的資金在公司實力范圍之內；規劃執行所需的資源符合當前經濟和科技水平［10］；實現規劃所預測的現金流、凈收益等目標；規劃設定的發展軌跡符合國家、社會、環境的要求。根據投資組合的對價值和風險的平衡，一般以NPV作為價值指標。

組合優化的實質是在離散的、有限的數學結構上，尋找一個滿足約束條件并使目標函數值達到最大和最小的值，體現在勘探規劃上就是最大的NPV、最小的投資。采用遺傳算法的組合優化方法求解非線性規劃模型的過程如下：

1）確定群體規模n（整數），使用隨機方法或其它方法產生n個可行解Xi（k）（1≤k≤n） 組成初始解群；

2）對于每一個個體Xi（k）（變量稱作“代”數，初始時＝1），計算其適應度f（Xi（k））；

3）對于每一個個體Xi（k），計算其生存概率Pi（k）

之后，通過一個隨機的選擇器，根據Pi（k）以一定隨機方法產生配種個體Xi（k）；

4）產生下一代解群，選取兩個配種個體X1（k）、X2（K），并根據一定的組合規則（如交叉、變異、逆轉等）將X1（k）、X2（K）結合成兩個新一代的個體X1（k+1）、X2（K+1），直至新一代的n個個體形成完畢。

5）重復步驟2～4，直至滿足程序終結條件（如時間上的限制或求解的質量達到滿足的范圍等）。

上述算法在合適的條件下，其目標函數值會逐代增加，并最終收斂于某一極值。該算法涉及的主要問題有編碼方案、適應度函數設計、約束條件處理、選擇機制、遺傳操作、遺傳算法參數確定等。在組合優化的實際應用中，如何合理地處理以上問題，關鍵是要結合勘探趨勢、公司實際情況以及戰略的更新等。構造合適的遺傳算法框架是遺傳優化的關鍵所在，也是將投資組合應用于勘探規劃的核心［11］。

具體而言，為勘探規劃而進行的投資組合分析一般可分為五個步驟（圖2）：①選取已有的儲備勘探項目，列入未優化投資組合，并與可能入選的勘探項目進行組合；②根據公司的實力或規劃目標，設置相應的約束條件，如NPV、IRR、總投資等；③選擇效益最大化、風險最小化或高效組合模型，開展模擬；④從線性規劃算法、整數規劃算法、遺傳算法等眾多算法中選擇符合公司發展預期的優化算法；⑤運用優化算法對投資組合進行模擬運算，舍棄明顯不達標的項目，得到一組滿足公司發展目標的勘探項目投資組合。

2 應用實例

圖2 以勘探規劃為目的的投資組合分析流程圖

為應用投資組合方法獲得的勘探項目優選排隊結果，可作為編制勘探規劃的參考，如表1、表2 所示。需要指出的是，每個公司都有自己的標準，據此判斷各個投資項目的優劣，如以IRR、NPV、NPV／BOE按照一定比例融合而成的綜合指標。因此在項目排隊時，首先根據既定的標準剔除不滿足條件的項目，然后根據綜合性指標排隊。對于篩選出來的項目，當某一指標相同時則可以進一步通過其它指標進行優選，比如投資回收期、NPVR等，直至選出最佳的序列，作為規劃的依據。

優選過程中，根據業界的共識，單位現金流、凈現值率、單位技術成本、凈現值和內部收益率的參考重要性依次降低，同時考慮鉆井作業資源調配、油技服務資源及后勤支持等因素，形成如表2所示的排隊結果，該結果突出了經濟回報及效益優先的原則，是油公司編制勘探規劃或勘探部署的依據。

表1 各勘探項目經濟評價指標表

表2 根據經濟評價指標進行的勘探項目規劃排隊

3 應用效果

近幾年，以投資組合管理理念為指導的勘探規劃在中國海油的鉆探目標組合、風險探井排序、部署調整、滾動規劃等方面發揮了較大作用，取得了良好的勘探效益。“十三五”期間，中國海油將投資組合理念運用于勘探規劃中，配合科技攻關、目標優選、設備升級等措施，獲得了29 個大中型油氣發現，其中，既有成熟區低風險的蓬萊20-2 區塊，拓展了廟西南凸起的勘探領域；又有前緣區高風險的渤中19-6 區塊，成為迄今為止渤海灣盆地最大的天然氣藏，實現了渤中凹陷西南部領域性突破，展現了深層天然氣良好勘探前景，油氣探明地質儲量呈加速增長態勢［7］。截止到2019 年年底，國內近海累計石油探明地質儲量為54×108t、天然氣探明地質儲量為1.5×1012m3；“十三五”期間新增石油地質儲量為 11 × 108t、天然氣地質儲量為 4 357 × 108m3，勘探獲得了長足發展。中國海油成為國內油氣增儲上產的主力軍、為保障國家能源安全做出了重大貢獻［12］。

更為重要的是，以投資組合為內涵的勘探規劃，引領了投資方向，提高了資金回報率。以勘探成熟區科學配比深層、深水、高溫高壓及巖性等高風險領域，建立規劃目標組合，解決了過去對于高風險目標畏縮不前的勘探現狀。此外，在資金投入上，強調投資回報最大化，實現了勘探成果概率化表達。投入與成效的關系量化而清晰，規劃的指導價值得到了充分發揮，有助于油公司科學部署、滾動調整，分階段實現既定目標，為公司勘探的可持續發展提供了科學依據。

實踐表明，規劃理念與勘探成效相輔相成，體現投資組合理念的勘探規劃不僅保障了規劃的可實施性，又科學預測了實施效果，保障了勘探逐步走向可持續的高質量道路。

4 結論與認識

油氣勘探規劃是油公司發展規劃的有機組成部分，是油公司實現可持續發展的基本規劃。以投資組合管理理念指導勘探規劃的編制，實現了勘探風險與經營效益的動態平衡，即：勘探規劃的思路由地質條件導向轉變為綜合考慮地質和經濟因素；勘探規劃的核心由過去的經驗化、類比化轉變為科學化、定量化。總之，投資組合管理理念在勘探規劃中的應用，使得實施勘探戰略的技術依據更扎實、策略更清晰，能夠有力推進傳統油氣勘探向價值油氣勘探的轉型。在“十四五”勘探規劃的編制和實施中，科學貫徹投資組合管理理念，有助于削弱油價波動、政策變動等多因素的影響，規避大起大落的部署波動，促進儲量穩步增加，保障能源供給的協調發展。