基于灰色系统理论的油气田开发项目风险评价

李佳明

（北京科技大学东凌经济管理学院，北京 100083）

基于灰色系统理论的油气田开发项目风险评价

李佳明

（北京科技大学东凌经济管理学院，北京 100083）

以海外油气田开发项目的风险管理为研究对象，通过论述海外油气田开发项目的特点以及开发过程中可能遇到的风险及特征，采用灰色关联度综合评价方法构建海外油气田开发项目风险评价指标体系，进而提出了海外油气田开发项目风险管理的措施。

海外油气田开发；项目风险管理；灰色关联分析法；风险评价指标体系

1 风险评价模型

风险评价模型采用灰色模糊综合评价法来评价海外油气田开发项目风险的基本思路是：以某一理想的海外油气田开发项目的各指标值作为参考数列X0的各实体X0（k），此项目的风险是所有项目中最大承受风险能力的项目。被评价项目的各指标作为比较数列Xi的各实体Xi（k），求关联度ri。关联度越大，说明被评价项目与理想项目越相似，其风险越大；反之，则风险越小。因此，关联度大小的顺序，就是被评价项目风险大小的次序。其评价步骤如下。

1.1 确定被评项目的指标数列

影响海外油气田开发项目风险管理的因素很多，因而评价海外油气田开发项目风险管理水平比较困难。正确评价一个海外油气田开发项目的风险管理水平以及相互之间的差距，不仅有助于加强海外油气田开发项目自身的管理，还能为油田企业管理部门考核海外油气田开发项目风险管理水平提供可靠依据。选取若干个海外油气田开发项目，请专家按实际情况对项目的评价指标进行打分，指标的风险值越高其分值就越高。

1.2 指标的归一化处理

归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为纯量。由于影响海外油气田开发项目风险评价的因素复杂而且繁多，指标单位也不统一，不便于比较，因此，需要采用归一化对指标数据进行处理，使其均分布在0和1之间，是指标具有一致性的特点，方便指标进行项目风险评价。该风险评价模型采用的归一化处理方法是用所有分值去除以标准数列中的最大值，以百分比表示海外油气田开发项目的风险程度。

1.3 计算灰色关联度

对于一个参考数列X0和比较数列Xi（k）可用下述关系表示各比较曲线与参考曲线在各点的差：

上式中，ξik是第k个时刻比较曲线Xi（k）与参考曲线X0的相对差值，这种形式的相对差值成为Xi（k）对X0在第k个时刻的关联系数。ρ为分辨系数，ρ∈［0，1］，引入它是为了减少极值对计算的影响。

利用公式计算关联系数ξik（i=1，2，3，4，5；k=1，2，3，…，25），得到下列关联系数矩阵：

上式中，ξik为第i个评价单元（项目）第k个指标与第k个最佳指标的关联系数。

（1）计算单层关联度

根据灰色关联系数的计算公式，对项目1而言，两级最小差与最大差分别为：

在计算关联度时，用加权平均合成法取代算术平均合成法，以考虑各指标的重要性程度的差别，这样更合理、更准确些。

（2）多层结构关联度合成

对一个由L层组成的多层评价系统，最终关联度的计算方法如下：将第k层各指标的关联系数进行合成，分别得它们所属的上一层即k-1层各指标的关联度；然后把这一层所得到的关联度作为原始数据，继续合成得到第k-2层各指标的关联度，以此类推，直到求出最高层指标的关联度为止。利用公式R=WET可以得到各指标的关联度。

1.4 开发项目风险程度的排序

按关联度数值的大小进行排序，得到各海外油气田开发项目风险程度的次序。将灰色关联分析用于海外油气田开发项目风险评价中可以针对大量不确定性因素及其相互关系，将定量和定性方法有机结合起来，使原本复杂的评价问题变得更加清晰简单，而且计算方便，并可在一定程度上排除主观任意性，得出的结论也比较客观，有一定的参考价值。

2 油气田开发项目风险评价

进行蒙古国塔木察格项目实例分析，选取大庆油田有限责任公司勘探开发研究院海拉尔石油勘探开发研究中心主办设计开发的蒙古国塔木察格盆地南贝尔凹陷塔21-35区块南一段油层开发作为海外油气田开发项目的研究对象，探讨海外油气田开发项目的风险管理。

2.1 塔木察格油气田开发项目概况

塔木察格油气田构造复杂，多为断鼻、断块构造，该油田南屯组油藏发育南一段和南二段两套储层，储层物性差，总体上属于中孔中低渗储层，油层生产产能高低差异大。南贝尔凹陷位于蒙古人民共和国东方省境内，行政上隶属于马特索木。北与中华人民共和国内蒙古自治区呼伦贝尔市新巴尔虎右旗接壤，地理位置属于蒙古高原，地面海拔598～702m，勘探面积约3 500 km2。地势呈南高北低、西高东低。工区内大面积为草原，属中温带干旱气候，昼夜温差大。区域构造上位于海拉尔—塔木察格盆地中部断陷带的中部，是国内贝尔凹陷向南的延伸部分，东部为贝尔—布伊诺尔隆起区，西部与巴兰—沙巴拉格隆起相邻，南部和塔南凹陷以低隆起相连。

2.2 塔木察格油气田开发项目风险评价过程

2.2.1 确定被评项目的指标数列

基于海外油气田开发项目风险评价指标体系，选取海外开发项目的五个开发方案，X1，X2，X3，X4，X5，调查每个方案各个指标的数据值，各指标的数据用Xi（k）（i=1，2，3，4，5；k=1，2，3，…，25）表示。再请至少三十个以上的专家按实际情况分别就每个方案的25个指标进行打分，每个指标的得分在0～10之间，因素的风险值越高其分值越高，如表1所示。

表1 海外油气田开发项目得分情况及参考数列

2.2.2指标的归一化处理

由表表1可知，所有指标数值均具有不同的分值，并且指标的性质也大不相同，单位也不统一，这时就需要对所有指标进行归一化处理，以方便指标的评价。归一化的方法是用所有分值去除以标准数列中的最大值8，以百分比表示海外油气田开发项目的风险程度，处理结果见表2。

表2 海外油气田开发项目风险程度

2.2.3 计算灰色关联度

（1）计算单层关联度

取ρ=0.5，则有：ξ11=0.67，ξ12=0.67，ξ13=1，ξ14=0.67，ξ15=0.67，ξ16=0.67，ξ17=1，ξ18=1，ξ19=1，ξ1（10）=1，ξ1（11）=0.67，ξ1（12）=0.67，ξ1（13）=1，ξ1（14）=0.67，ξ1（15）=0.67，ξ1（16）=1，ξ1（17）=1，ξ1（18）=1，ξ1（19）=1，ξ1（20）=0.67，ξ1（21）=1，ξ1（22）=1，ξ1（23）=0.34，ξ1（24）=1，ξ1（25）=0.67。即ξ1k=（0.67，0.67，1，0.67，0.67，0.67，1，1，1，1，0.67，0.67，1，0.67，0.67，1，1，1，1，0.6 7，1，1，0.34，1，0.67）。同理得出项目方案2-5的关联系数，综上关联系数值列于表3。

在计算关联度时，用加权平均合成法取代算术平均合成法，以考虑各指标的重要性程度的差别，这样更合理、更准确些。

（2）多层结构关联度合成

根据专家调查法得到如下权重：

利用公式R=WET可以得到B层各指标的关联度：

表3 关联系数表

2.2.4 海外油气田开发项目风险程度排序

按RA中关联度的大小得到各海外油气田开发项目方案风险程度的次序：X1＞X2＞X3＞X4＞X5。由于海外油气田开发项目方案1的关联度与理想海外油气田开发项目的关联度最大，亦即项目方案1的风险高于其他项目，可以考虑从影响项目方案1风险管理的因素中着手有效地控制海外油气田开发项目的风险。上述讨论表明，海外油气田开发项目的风险评价具有操作简便、效率高、所需数据少和揭示问题清晰等特点，借助计算机可对大量的海外油气田开发项目进行评价，是一个易于推行的方法。

3 结论

用灰色关联度评价海外油气田开发项目的关键是指标的选取，即影响海外油气田开发项目风险的因素，并对这些因素进行合理的分类并选择合适的调查方法的条件下，其评价的有效性才能真正体现。评价因素权重实际上与海外油气田开发项目所处的国家和区域有关，如海外油气田开发项目所在国家的环境状况良好、经济和谐发展、科技尖端高效等，则此类项目风险系数会比较低，反之，项目风险系数就会比较高。海外油气田开发项目风险的测评系统实际上是一个信息不完备、不确切的系统。利用灰色系统理论评价海外油气田开发项目的风险，可以在信息不完备、不确切的条件下，扩大信息源，提高评价分析的可信度。

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