基于实物期权法的延长油田难动用储量经济评价方法研究

王 杨,赵丰年

[陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075]

基于实物期权法的延长油田难动用储量经济评价方法研究

王 杨,赵丰年

[陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075]

在当前国际油价持续低迷的情况下,如何对难动用储量开发进行合理、客观并具有可操作性的经济评价尤为重要。针对此问题,提出适用于延长油田难动用储量的经济评价研究思路,在此基础上初步建立基于实物期权理论和二叉树期权定价方法的经济评价模型和方法,并结合实例进行经济评价。结果表明,建立在资金时间价值理论基础上的实物期权法在难动用储量的经济评价中具有天然的适用性和可操作性。采用此方法对延长油田某区块难动用储量进行评价,结果显示,在当前油价水平下该难动用储量持有价值与执行价值差距不大,立即着手开发难以实现效益最大化。因此,改善经营管理模式、降低开发成本、提升工艺技术水平及单井产量,才是油田在当前形势下获得较高收益的理想途径。

难动用储量;经济评价;二叉树模型;实物期权

延长油田难动用储量具有油藏埋深大、渗流环境复杂、储层厚度薄、储量丰度低、纵向分布零散等特点,决定了其开采难度大、投资风险高、直接效益空间小、创新要求高[1]。对于难动用油气藏的经济评价研究工作,中国石油天然气股份公司规划局、规划总院编制的《石油工业项目经济评价方法与参数》(第三版)中提出的常规经济评价指标和方法具有一定的局陷性及滞后性,已无法完全适用于难动用储量评价[2]。本文分析了以净现值为代表的传统经济评价方法的局限性,建立了以实物期权为理论基础的研究模型,采用二叉树期权定价方法,以延长油田某一难动用储量开发为例进行评价,分析储量价值、持有价值与执行价值3者相关性,进一步探讨当前油价下开发效益最大化的成本动因及技术模式。

1 经济评价理论

油藏经济评价是在前期地质研究及现场试验基础上,借鉴当前经济形势及市场走向,运用现代化油藏开发管理手段,对油藏后续开发管理进行的一系列可行性研究,力求达到“少投入,多产出”的目的。经济评价的关键点在于该资源勘探开发的可行性及后期可持续发展的经济性。就目前经济评价研究发展现状而言,地质学对油气资源的评价仅限于地质物性特征及后期储量计算,经济学对油气资源价值评估的研究也仅停留在油田企业整体资产评估的一般方法上[3]。因此,完全照搬当前经济评价理论应用于难动用储量评价,一定程度上缺乏严谨性和完善性。

2 传统经济评价方法及局限性

油气藏相对于公司价值的正确评价并不在于该勘探开发项目本身的价值,而是在于该项目对整个投资组合价值和风险等多方面的影响[4]。目前,国内外油气资源项目的经济评价工作普遍使用净现值法(NPV)、内部收益率法[5]、不确定分析法等方法。

净现值法把被评价项目在寿命期内的净现金流量折为现值以评判勘探项目是否可行[6],主要通过计算净现值实现,公式为

式中 NPV——某油田所代表储量单元的净现值,元;

NCFt——第t年该储量开发和开采所发生的净现金流量,即现金流入减去流出的余额,元;

i——贴现率,％;

T——该储量单元开发生产的有效经济年限。

首先,目前应用于我国常规油藏的经济评价方法大部分未充分考虑资金的时间价值;其次,在进行经济可采储量分析时,缺乏可采储量与石油价格、投资额、操作成本及相关物性参数等动态可变因子的综合关联分析;再次,难动用储量开发项目投资具有不可逆性,如果用具有项目完全可逆假设条件的传统经济评价方法对难动用储量进行评价,会因未考虑部分不可逆成本而使评价结果受到质疑[7-8]。

因此,针对于难动用储量这类初期投资金额高、周期长、不确定性程度较高的项目,亟需改进经济评价方法。

3 基于“实物期权法”经济评价模型

3.1 实物期权法

实物期权,即一种期权[9-10],其底层证券是既非股票又非期货的实物商品。实物期权法是一种思维方式,即从“害怕不确定性/使投资最小化”转变为“从不确定性中取得收益/使知识最大化”[11]。实物期权法是对不确定性环境下风险投资管理的有效方法,可以解决风险大、不确定性大项目的经济评价和投资决策[12]。同时,每个阶段可以作为单独的整体,并且是分阶段独立投资,使投资举措有的放矢。

相对于传统经济评价方法,基于实物期权一系列属性衍生出的“实物期权——经济评价方法”更适用于难动用储量。

3.2 实物期权法分类及应用

实物期权法一般主要利用布莱克——斯库勒斯模型(Black-Scholes Model)和二叉树期权定价法(Binomial Method)来进行。针对难动用储量的特殊性,选择适应多种复杂期权问题的二叉树模型进行分析。

3.2.1 二叉树期权定价模型

二叉树期权定价模型(二叉树模型)最早应用于股票市场。假设股价波动只有向上和向下两个方向,且假设在整个考察期内,股价每次向上(向下)波动的概率和幅度不变。模型将考察的存续期分为若干阶段,根据股价的历史波动率模拟出正股在整个存续期内所有可能的发展路径,并对每一路径上的每一节点计算权证行权收益和用贴现法计算出权证价格。也就是说,二叉树模型实际上是在用大量离散的小幅度二值运动来模拟连续的资产价格运动。

3.2.2 二叉树模型应用于难动用储量

把油藏开发的有效期分为很多很小的时间间隔,假设在每一个时间间隔内(一般取一自然年)石油价格只有两种运动的可能:①从开始的S上升到原先的u倍,即到达Su;②从开始的S下降到原先的d倍,即Sd。其中,S为储量价值;Su、Sd为储量价值上升u倍后和下降d倍后的价值;u为价值上升系数;d为价值下降系数。具体关系如图1所示。

假设价格上升的概率为P,下降的概率则为1 -P;其中,d＜1、P＞1。应用到难动用储量开发中,假定已开发储量价值的年波动率为σ,则可计算价值上升系数u和价值下降系数d,即:

式中 σ——储量价格年波动率,％;

由式(2)可列出每期期末各种可能S值:

式中 St——固定时间段的储量价值。

又因为u=1/d,所以Sud=Sdu。

如果已开发储量的价值高于开发成本,则开发权的执行价值为储量价值减去开发成本之差;反之,开发权的执行价值为零。则t时期末已开发储量价格变动率的期望值为:

式中 P——风险中性概率,％;

r——无风险利率,％;

δ——年现金流动机会成本率,％。

有了P,即可计算当前的持有价值。又因为在二叉树模型中回报率的方差与观察所得的正态分布方差相等,Su和Sd对称分布,u=1/d,那么当前油藏的储量价值公式为:

式中 S——储量价值,元;

Su——储量价值上升u倍后的价值,元;

Sd——储量价值下降d倍后的价值,元;

X——储量开发全部成本,元。

从后向前进行推算,按照上式进行回归计算,通过计算每个时期末开发权的持有价值;比较持有价值及相应的执行价值,较大者为各时期末开发权的实际价值。最后,根据不同时间点计算出油藏实际价值的大小,决定投资的最佳时机。

4 实例分析

延长油田难动用储量主要集中在定边、吴起、南泥湾、下寺湾、富县、黄陵及旬邑等油田,储量在5.1×108t以上,具有巨大的开发潜力。

选定延长油田下寺湾采油厂P区块进行实例分析。该区块可采储量为130.01×104t,大量油井稳定期产量低(长7单井稳产取值为0.75t/d),经济效益差[13]。其财务数据主要参数取值如下:无风险利率为10％、项目风险系数为0.4、投资回报率为15％、机会成本为4％、储量价格年波动率为35％、年现金流动机会成本率δ为5％。

4.1 贴现率计算

据资本资产定价模型(CAMP)计算贴现率为:10％+0.4×(15％-10％)=12％。

4.2 储量价值计算及对比分析

将该区块分为3个阶段/a进行测算,则每年度上升系数及下降系数为:

储量价值S=103.41×104t×3000元/t=31.02亿元。

上升概率为:

下降概率:1-P=0.48。

储量开发全部成本为4.70+4.79+1.11=10.6亿元,即:评价期内总投资+钻井勘探总投资(2007—2013)+开发建设总投资(2014—2015)。

开发权的执行价值为max(St-X,0),即利用价值公式计算该区块年末可能的储量价值,并将该价值与当前储量开发全部成本对比,取储量价值与储量开发全部成本之差与收益为零中的最大值作为储量可能的执行价值。

图2展示的是该区块储量价值与执行价值的对比情况。方框内31.02亿元为该区块目前的储量价值,分别乘以上升系数1.42和下降系数0.7,得到44.05亿元和18.82亿元,后面节点计算方法不变;括号内取值为储量价值与储量开发全部成本之差,并分别乘以上升系数1.42和下降系数0.7,得33.45亿元和8.22亿元,后面节点计算方法不变。

根据持有价值和执行价值的大小关系,该区块可立即投入开发,理由是执行价值22.42大于持有价值21.70。另根据价格上升和下降系数,第二年和第三年该区块均具有一定的开发价值,理由是执行价值始终大于持有价值。但两者差距不大,因此经济效益不高。

5 结 论

(1)通过实物期权法对延长油田难动用储量进行经济评价,证实了基于实物期权法对油藏开发进行经济评价的可行性和实用性。

(2)当前国际油价持续低迷,造成难动用储量的持有价值和执行价值差距不大,开发效益不高。在当前管理模式及开发技术下,无法获得开发效益最大化。

(3)未来延长油田难动用储量的高效开发应继续深化地质工程一体化设计思想,从源头上降低勘探、试产等投资;持续改进技术水平,切实提高单井产量。同时,优化生产组织模式[14],持续降本增效也是油田在当前形势下获得较高收益的途径。

[1] 张凤山.难动用储量开发项目管理[M].北京:石油工业出版社,2006.

[2] 王雅春,卢双舫,庞雄奇.油气资源经济评价指标体系[J].油气田地面工程,2005,24(5):1-2.

[3] 李志学.以产量递减和成本递增为基础的石油储量价值评估模型[J].油气地质与采收率,2005,12 (1):46-48.

[4] Erdogan M.Optimization of Decision Tree and Simulation Portfolios:A Comparison[R].SPE 68575,2003.

[5] John R Monrey,Dorglas Begr.An integrated model of oil production[J].The Energy Journal,1999,20(1): 105-107.

[6] 刁凤琴.石油储量动态经济评价研究[M].武汉:中国地质大学出版社,2007.

[7] 匡建超.石油勘探开发集成化经济评价指标体系的构建[D].成都:成都理工大学,2006.

[8] 冯忠良,张吉军,吴剑刚,等.基于实物期权法的我国难动用储量开发投资决策研究[J].石油规划设计,2008,19(5):35-38.

[9] 窦娟.基于实物期权理论的信息技术领域专利价值评估[D].北京:北京交通大学,2010.

[10] Martha Amram,Nalin Kulatilaka.实物期权——不确定性环境下的战略投资理论[M].北京:机械工业出版社,2001.

[11] 凌春华,杨克.油气勘探经济评价新方法的研究——实物期权法[J].中国软科学,2003,7(7): 138-141.

[12] 吴剑刚,杜一男,高军,等.石油投资项目布莱克—斯科尔斯期权定价模型建立及应用[J].沿海企业与科技,2008,6(6):118-120.

[13] 焦娇,杨金华,田洪亮,等.致密油采油工程成本优化的设计方法与实践[J].非常规油气,2016,3 (3):63-67.

[14] 冯立,蒋国斌,于浩波,等.致密油地质特征及开发特性[J].非常规油气,2015,2(1):71-75.

Research on Economic Evaluation of Yanchang OilField Difficult Developing Reserves Based on Real Options

Wang Yang,Zhao Fengnian
[Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi'an,Shaanxi 710075,China]

In the case of the current international oil prices remains low,conventional reservoir development has entered a bottleneck period,as tight oil of the difficult producing reserves has become a major breakthrough in oil field production and product.For this kind of reservoir development work to establish a set of more reasonable objective and operable economic evaluation model and method is particularly important.Aiming at this problem,put forward the research train of thought of apply to prolong oilfield difficult producing reserves of the current development status of economic evaluation research,on the basis of the preliminary set up a binary tree based on real option theory economic evaluation model and method.The results showed that,based on the theory of capital time value of real options method in application difficult producing reserves had a natural in the process of the economic evaluation of applicability and operability.Using this method to evaluate specific blocks of the Yanchang oilfield,it showed that the block of the difficult developing reserves under the current price level held value and performed value gap is not big,set out to develop hard to maximize efficiency immediately.Therefore,improve the operation and management model and single well production,reduce development cost,it would be the better way to gain the high earnings in the current situation.

difficult developing reserves;binomial model;economic evaluation;real options

TE322

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王杨(1984年生),男,硕士,工程师,从事油田开发方面研究工作。邮箱:wangy24@163.com。