油气区块优选客观权重确定方法

李婉棣 罗东坤，2

1中国石油大学（北京）工商管理学院

2重庆地质矿产研究院

油气区块优选客观权重确定方法

李婉棣1罗东坤1，2

1中国石油大学（北京）工商管理学院

2重庆地质矿产研究院

对于任何多指标综合评价系统，各评价指标权重确定方法的不同会得出不同的权重，而不同的权重则会产生完全不同的优选排序结果，进而影响投资决策。常用指标权重确定方法中主观权重确定方法受主观因素影响较大，可信度差，而客观权重确定方法需要大量的原始数据，缺乏可操作性。基于敏感性分析的客观权重确定方法是一种定量描述模型输入变量对输出变量的重要性程度的方法，而权重是各输入变量在输出变量中所占的重要性程度的描述，从此角度来看，利用敏感性分析确定指标权重是合理的。以某页岩气区块为例，研究了区块优选排序中客观权重的确定方法。

油气区块；NPV；敏感性分析；权重；优选排序

引言

油气区块综合优选排序具有变量繁多、结构复杂和不确定因素作用显著等特点，复杂系统中的决策问题都有必要对描述目标的相对重要程度做出正确的估价，即确定权重。

油气资源区块优选中权重的确定至关重要，它反映了各评价指标在优选排序上的重要程度。权重确定是否合理，直接关系到区块的排序结果，进而影响投资风险和效益，对最终的决策起着决定性的影响[1]。

本文试图从净现值（NPV）对参数的敏感性角度分析入手，以经济因素代替地质、工程等难以量化的指标，以经济因素的风险性为判断标准，以某页岩气区块为例研究油气资源区块优选排序中的客观权重，以期解决以往油气区块排序权重确定方法的主观性和其他客观权重确定方法需要大量数据支撑的弊端。

1 常用权重确定方法

1.1 主观权重确定方法

目前广泛采用的主观权重确定方法主要有层次分析法（AHP）和专家评分法。

应用层次分析法确定权重所构造的判断矩阵常用一组确定的数字表示指标间的相对重要程度[2-3]，由于实际情况往往比较复杂，专家对各指标的判断也不一定全面、准确，使指标间的重要程度必然有很强的模糊性、不确定性和主观性。

在运用专家评分法对评价指标进行打分以计算权重时，预测结果取决于专家对预测对象的主观看法，受专家的学识、专业、评价尺度、生理状态及兴趣程度等主观因素的制约[4]。

主观权重表示的是评价指标之间的相对重要程度，其排序无法克服主观因素的影响。确定方法虽简单，但人为因素太强，过分依赖专家的意见。

1.2 客观权重确定方法

在其他领域中熵值法和因素分析法常被用来计算客观权重。

熵值法是根据各指标值的变异程度来确定权重的一种客观赋权法[5-6]，此法避免了人为因素带来的偏差，但由于忽略了指标本身的重要程度，有时确定的指标权数会与预期的结果相差甚远。在确定客观权重的操作过程中应用熵值法构造判断矩阵复杂，各指标间缺乏横向的比较，需要完整的样本数据，在应用上受到较大限制[7-8]。

因素分析法是利用统计指数体系分析现象总变动中各个因素影响程度的一种统计分析方法，其应用建立在大量的数据处理基础上。用该法确定客观权重可能导致分析结论的不唯一性和相对数分析与绝对数分析结论的不一致性；另外，因素分析法易受因素有限性和各因素人为排序误导性的影响。

客观权重依据指标的实际值，通过数学计算得到，它反映指标数据之间的区分程度，如指标值之间差异大则赋权高，同样的指标，只要指标值改变，权重自然也发生变化。常用的客观赋权法完全依赖于样本数据，过分依赖统计或数学的定量方法而忽视了评价指标的主观定性分析。按统计规律来讲，随着样本容量的增加，权重的变化应该越来越小，最终趋于一个稳定的数值，但在实际评价过程中，尤其在油气田区块优选排序时，不可能让样本数达到足够大，因此在实际操作中需要运用已知的信息来最大限度地挖掘系统的规律，根据有限样本求出近似值。以上客观权重的计算结果仅仅考虑了单个指标的特征，对多个评价指标的相互联系却无法描述。

综上所述，层次分析法和专家评分法受主观因素影响较大，可信度差；而熵值法和因素分析法常用的客观权重确定方法均需建立在大量原始数据的基础上进行分析计算，在油气区块初选时，掌握的信息量较少，这种情况下该法缺乏可操作性。

2 基于敏感性分析的客观权重确定方法

油气区块优选排序中，各不确定因素具有不同的特点与量纲，对油气区块勘探开发有不同程度、不同性质的影响，将各因素直接进行重要程度排序或赋权缺乏可比性和操作依据，且比较结果的客观性差，因此将各因素转化为具有可比性的相同量纲的指标是客观权重确定的首要步骤。

敏感性分析是从定量分析的角度研究有关因素发生某种变化对某一个或一组关键指标影响程度的一种不确定分析方法。其目的在于通过测定一个或多个不确定因素的变化所导致的决策评价指标的变化幅度，了解各种因素的变化对实现预期目标的影响程度，从而对外部条件发生不利变化时投资方案的承受能力做出判断，指导决策。其实质是用逐一改变相关变量数值的方法来解释关键指标受这些因素变动影响大小的规律。简而言之，敏感性分析就是一种定量描述模型输入变量对输出变量的重要性程度的方法，而权重是各输入变量在输出变量中所占的重要性程度的描述，从此角度来看，利用敏感性分析确定指标权重是合理的。

敏感性分析是经济决策中常用的不确定性分析方法，一般可分为单因素敏感性分析和多因素敏感性分析两种，常用方法为相对测定法和绝对测定法。本文运用单因素敏感性分析的相对测定法研究油田区块优选排序中客观权重的确定方法。

单因素敏感性分析假定其他因素不变，分析某一不确定因素的变动对方案经济效果产生的影响。若某参数的小幅度变化导致经济效果指标较大的变化，则此参数为敏感性因素。油气区块经济评价结果对某种因素的敏感程度可以表示为该因素按一定比例变化时引起评价指标变动的幅度，即相对测定法，该因素的变化幅度通常选取在±20%。

具体操作步骤如下：

（1）为了能在区块优选初期数据有限的条件下计算客观权重，选取拟参与排序区块的同一油层或地质条件相似的代表性区块，在技术可行性成立的先决假设下，根据其施工计划及开发方案，得到在此基础情景下各不确定因素的赋值，建立经济评价数学模型。

（2）根据优选目标和参与排序区块特点选取不确定因素，选取的经济因素应能在一定程度上反映地质、工程等因素的复杂程度。某经济因素在合理的变动范围内对NPV造成的影响大，说明该因素所代表的内涵地质或施工因素应在优选排序工作中赋以较大权重。

（3）基于不同技术经济条件，分析各不确定因素的可能变动范围，确定变动步长，测定NPV对各因素的敏感程度，并绘制各因素的敏感性曲线图以便观察分析。

（4）运用统计软件拟合上步所得不确定因素的变动曲线以得到其斜率或变化率。斜率或变化率高者敏感性强，说明在不确定因素变动较小的情况下会引起NPV较大的变化。风险性大的因素，应在区块优选排序中占据较大的权重；相反，斜率或变化率小，说明该因素的变化对NPV的影响不大，可在优选排序中赋予较小的权重。

（5）经过以上定性与定量相结合的分析，将得到的斜率或变化率进行化权处理，进而求得该典型区块用于优选排序的客观权重，以供该地区相似区块比选。

3 实例应用

在渝东南地区某一具有代表性的中小型页岩气区块产能建设项目中，根据项目目标及排序要求，选取的经济指标有页岩气售价、储量规模、钻井工程投资、地面工程投资和经营成本，据此建立了经济评价模型，经测算，净现值为3 843.78万元。

在选取的经济指标中，油气价格不仅包含国际油价，还反映了汇率的变动，以其在敏感性分析中一定范围内的变动对NPV的影响程度来部分地反映经济环境的风险；以敏感性分析中的储量规模来反映被选区块的基本地质条件；分别以敏感性分析中钻井工程投资和地面工程投资反映钻井工程和地面工程建设施工阶段各环节工程、技术复杂程度及施工条件和施工环境的风险（当某项因素变动比例较小而引起NPV较大变动时，说明与该投资因素相对应的工程因素的风险性较大，应在排序优选阶段赋予较大权重）；以敏感性分析中经营成本变动对NPV的影响反映区块投入生产后作业成本的风险。另外，因不同地质条件、地理位置及各项目的目标需求不同，选取指标分析时应结合实际情况选择不同经济因素来反映不同地质和工程因素。

经单因素相对敏感性分析，得到各主要指标变化幅度在±20%可能变动范围内、5%为步长下的敏感性分析折线图，如图1所示。

图1 单因素敏感性分析折线

根据敏感性分析中得到的数据并做回归分析，拟合曲线以得到敏感性曲线斜率或变化率，拟合结果如表1所示。

表1 曲线拟合结果

各拟合曲线的判定系数R2均在90%以上，各参数t值在α=0.05置信度下均通过显著性检验。

即价格的风险指数程度为344.405 3，储量规模风险指数为475.169 9，钻井工程投资的风险指数为203.053 9，地面工程投资风险指数为85.899 51，经营成本的风险指数为297.166 7。设以上分析测定结果为ai，原始数据归一化权处理后求得客观权重wi公式

经计算，本例中页岩气销售价格在区块优选排序中的权重为24.50%，地质因素为33.80%，钻井工程为14.45%，地面工程为6.11%，开发生产过程中的施工操作因素所占权重为21.14%。

为简化计算或在精确度要求不高的初步评价中，若认为不确定因素在较小的范围内变动，则其变化曲线近似呈直线，根据变动范围两端的极值即可计算该直线斜率；若非直线，则可运用曲线切线的斜率，再比较不同因素的斜率将其换算成优选排序权重。

4 结论

由于区块间的差异性及数据不易获得，区块优选排序权重的确定一直以来主观因素过大，进而导致排序结果的客观性不强，影响区块的投入开发顺序及开发收益。本文以单因素相对敏感性分析为理论基础，以不确定因素风险性越大其在排序中应占权重越大为中心思想，以量化的经济指标替代难以量化的地质因素和工程技术因素，以页岩气区块为例，研究了区块优选排序中客观权重的确定方法。在选取区块或区块组代表性较强的情况下，运用该方法确定的客观权重可在优选排序中直接使用；若所选区块或区块组在所需排序的所有区块中典型性较强，或各区块差异较大的情况下，利用该方法确定的客观权重可为最终权重的确定提供依据或作为参考，使得最终权重的确定具有一定的客观性。

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（栏目主持 纪嫦杰）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.006

李婉棣：博士研究生，毕业于中国石油大学（北京）工商管理学院管理科学与工程专业，研究方向为油气投资决策与项目管理。

2015-03-10

基金论文：重庆课题“页岩气勘探开发技术经济评价方法及其应用”和“页岩气勘探开发关键技术集成及低成本开发战略规划”，国家科技重大专项专题“页岩气开发经济评价研究”（2011ZX05018-005-01）。

13466384465、wandili@126.com