投资组合管理理念在勘探规划中的应用

马 佳

（中国海洋石油集团有限公司勘探部，北京 100010）

0 引言

油气勘探规划是油公司业务发展规划的重要组成部分，是开展勘探项目管理的主要任务。传统的勘探规划是以勘探战略为指导方针，基于资源潜力、勘探领域、研究技术的现状，以盆地、区带、圈闭和油气藏评价的地质综合研究为基础，为实现增储上产而制定的目标实施计划。然而在当今及以后一段时间内，由于油价波动、勘探风险加剧、矿权政策变动等多重因素的影响，只考虑资源战略的传统勘探规划已不适应新形势下油公司的发展。如何兼顾公司经济效益、可持续发展与实际经营能力，需要新理念和新技术来完善勘探规划。

从经济学的角度考虑，油气勘探与其它领域的投资并无本质差异，将投资组合理论运用于勘探规划中很有意义，一是优选勘探投资的配比，选取风险最小、效益最高的组合目标，实现公司利益最大化；二是预测勘探业绩，结合储量预测模型，得到勘探目标和投资组合的经济评价指标参数，是反映公司勘探商业成功率的可靠估算；三是为编制勘探规划奠定基础，是制定公司年度勘探部署、中长期发展的投资规划工具［1］。由此，就需要考虑将投资组合理论应用于勘探规划的原理、方法和步骤，形成切实可行的方法体系。以期实现勘探风险与经营效益的动态平衡，达到有力推进传统油气勘探向价值油气勘探转型的目的。

1 投资组合应用于勘探规划的原理和方法

新形势下，勘探规划的重要出发点是考虑经济效益，而投资组合恰恰是以经济评价为基础的，因此在编制和实施勘探规划时运用投资组合理论是实施公司战略、实现公司发展目标的重要手段［2］。但应注意的是，不能仅用单一的经济评价指标对勘探项目进行投资组合优选排队，应在建立切合公司实际的经济评价和筛选项目的标准基础上，根据勘探项目所处的阶段、地域不同，综合考虑多指标进行排队，使得公司效益最大化［3］。

就勘探规划而言，运用投资组合的理论，可以优化资金的分配，将资金优先投向排序靠前的勘探项目，以获得最大的收益。勘探投资组合是基于对勘探项目的经济评价结果做出的客观估计，因此也是提高勘探业绩的最有效途径之一［4］。同时，投资组合分析过程既是指导地质评价工作的过程，也是评价预测的行为，同时也是消除预测偏见的手段，对储量、风险和利润等因素的乐观或保守的预测都表现为偏见，这种偏见在一系列钻井、技术人员的反馈和后续的后评估过程是能够消除的，随着偏见的消除，投资组合的质量不断提高，对勘探规划的贡献也就越大。

实践表明，勘探规划中运用投资组合理论的要点，首先是满足公司发展目标，比如勘探投资、储量、发现成本、预期收益等；其次是要符合约束条件，如义务工作量、矿区要求、最低经济门槛等；第三，适应商业经济规范，比如石油行业标准、投资相关准则、权益经营的额度范围等［5］。在实际进行投资组合分析时，勘探风险、勘探阶段、资源规模和经济价值是贯穿于全过程的因素，总体架构以经济评价为基础，以价值勘探为指导，以优化组合为核心。

1.1 将投资组合应用于勘探规划的原理

马柯威茨投资组合理论是资本市场投资中的优化方法，获得了1990 年诺贝尔经济学奖，将之运用于勘探规划研究中，可以成功解决勘探项目风险与回报的平衡问题。投资组合理论包括均值—方差分析方法和投资组合有效边界模型两个重要内容，均值是指投资组合的期望收益率，是单目标的期望收益率的加权平均，权重为响应的投资比例，方差是指投资组合的收益率的方差，收益率的标准方差指示了投资组合的风险［2］。投资组合管理关注的是全体勘探项目的风险，而非单个勘探项目的风险，即：将所有勘探项目的风险投资组合起来，通过均值—方差分析或有效边界模型，创造一个预期期望收益率且具有可控风险的投资组合［6］。

如何利用有限的投资最大限度地获得经济储量是石油公司面临的重要课题，勘探投资组合结合地质研究可以明显改善勘探效果，因为当勘探风险不能排除时，可以在投资组合规模上减少勘探风险［7］。从平衡风险和回报出发选择适合公司承受能力的勘探投资组合和勘探规划，即在有效边界上选择勘探项目的组合，低风险项目组合将位于有效边界的左下方，高风险项目组合将位于右上方。对于中等风险承受的公司来说，组合C应该是考虑风险后使得期望净现值最大化的组合，因为A 组合期望净现值最大但风险最高，B组合风险最低但期望净现值较低，D、E更不可取（图1）。

图1 期望收益与勘探风险的关系图

利用投资组合原理，在油公司发展战略和投资总量约束条件下，进行勘探项目优化组合，计算储量价值期望值和标准差，依据“收益-风险”分布图等图件，确定最佳的投资组合，作为勘探规划编制和实施的依据［8］。

1.2 将投资组合应用于勘探规划的方法

为了在勘探规划中应用投资组合理论，价值指标需要修正，一般以NPV而不是以ROR作为价值指标（式1），这是由于NPV能表现勘探项目不同阶段的价值，更能体现投资组合的优劣。勘探项目的投资组合风险可表达为NPV偏离平均NPV的程度，即NPV的标准偏差（公式2）

式中，E（NPV）为预期净现值（收益）；σ（NPV）为净现值的标准差（风险）；NPVi为第i个项目的净现值；n为在一个油气勘探投资组合中有n个项目；i为油气勘探投资组合中的第i个项目。

单个勘探项目的经济评价参数经蒙特卡罗分析模拟之后，可以得到项目的内部收益率（IRR）和期望货币值（EMV）等经济评价指标，这些指标能够反映各项目的盈利能力、资金的时间价值和投资的有效性等。经济评价是投资组合的基础，但不能用单一的经济评价指标对所有的勘探项目进行排队，一般来说，油公司有必要建立一套适合自身的经济评价和筛选项目的标准，例如IRR 大于10%且EMV 大于1 000 万美元等。就勘探规划而言，针对众多的勘探项目首要的是剔除不符合公司业务标准的项目，其次是按照一定的标准组合进行优选排队，标准组合不是指某一项指标，而是综合指标，即综合考虑NPV、投资回收期、内部收益率等［9］。利用投资组合原理编制勘探规划时，主要考虑收益和风险的平衡、取舍问题，即风险与收益相互影响导致不同的勘探规划方案，导致不同的整体效益。

投资组合理论运用于勘探规划的目的在于使规划结果达到最佳的经济价值，当然这个组合的过程应该在国家大政方针、公司战略及公司实力的约束下实现，由此需要考虑的因素包括：规划结果产生的价值最大、规划动用的资金在公司实力范围之内；规划执行所需的资源符合当前经济和科技水平［10］；实现规划所预测的现金流、净收益等目标；规划设定的发展轨迹符合国家、社会、环境的要求。根据投资组合的对价值和风险的平衡，一般以NPV作为价值指标。

组合优化的实质是在离散的、有限的数学结构上，寻找一个满足约束条件并使目标函数值达到最大和最小的值，体现在勘探规划上就是最大的NPV、最小的投资。采用遗传算法的组合优化方法求解非线性规划模型的过程如下：

1）确定群体规模n（整数），使用随机方法或其它方法产生n个可行解Xi（k）（1≤k≤n） 组成初始解群；

2）对于每一个个体Xi（k）（变量称作“代”数，初始时＝1），计算其适应度f（Xi（k））；

3）对于每一个个体Xi（k），计算其生存概率Pi（k）

之后，通过一个随机的选择器，根据Pi（k）以一定随机方法产生配种个体Xi（k）；

4）产生下一代解群，选取两个配种个体X1（k）、X2（K），并根据一定的组合规则（如交叉、变异、逆转等）将X1（k）、X2（K）结合成两个新一代的个体X1（k+1）、X2（K+1），直至新一代的n个个体形成完毕。

5）重复步骤2～4，直至满足程序终结条件（如时间上的限制或求解的质量达到满足的范围等）。

上述算法在合适的条件下，其目标函数值会逐代增加，并最终收敛于某一极值。该算法涉及的主要问题有编码方案、适应度函数设计、约束条件处理、选择机制、遗传操作、遗传算法参数确定等。在组合优化的实际应用中，如何合理地处理以上问题，关键是要结合勘探趋势、公司实际情况以及战略的更新等。构造合适的遗传算法框架是遗传优化的关键所在，也是将投资组合应用于勘探规划的核心［11］。

具体而言，为勘探规划而进行的投资组合分析一般可分为五个步骤（图2）：①选取已有的储备勘探项目，列入未优化投资组合，并与可能入选的勘探项目进行组合；②根据公司的实力或规划目标，设置相应的约束条件，如NPV、IRR、总投资等；③选择效益最大化、风险最小化或高效组合模型，开展模拟；④从线性规划算法、整数规划算法、遗传算法等众多算法中选择符合公司发展预期的优化算法；⑤运用优化算法对投资组合进行模拟运算，舍弃明显不达标的项目，得到一组满足公司发展目标的勘探项目投资组合。

2 应用实例

图2 以勘探规划为目的的投资组合分析流程图

为应用投资组合方法获得的勘探项目优选排队结果，可作为编制勘探规划的参考，如表1、表2 所示。需要指出的是，每个公司都有自己的标准，据此判断各个投资项目的优劣，如以IRR、NPV、NPV／BOE按照一定比例融合而成的综合指标。因此在项目排队时，首先根据既定的标准剔除不满足条件的项目，然后根据综合性指标排队。对于筛选出来的项目，当某一指标相同时则可以进一步通过其它指标进行优选，比如投资回收期、NPVR等，直至选出最佳的序列，作为规划的依据。

优选过程中，根据业界的共识，单位现金流、净现值率、单位技术成本、净现值和内部收益率的参考重要性依次降低，同时考虑钻井作业资源调配、油技服务资源及后勤支持等因素，形成如表2所示的排队结果，该结果突出了经济回报及效益优先的原则，是油公司编制勘探规划或勘探部署的依据。

表1 各勘探项目经济评价指标表

表2 根据经济评价指标进行的勘探项目规划排队

3 应用效果

近几年，以投资组合管理理念为指导的勘探规划在中国海油的钻探目标组合、风险探井排序、部署调整、滚动规划等方面发挥了较大作用，取得了良好的勘探效益。“十三五”期间，中国海油将投资组合理念运用于勘探规划中，配合科技攻关、目标优选、设备升级等措施，获得了29 个大中型油气发现，其中，既有成熟区低风险的蓬莱20-2 区块，拓展了庙西南凸起的勘探领域；又有前缘区高风险的渤中19-6 区块，成为迄今为止渤海湾盆地最大的天然气藏，实现了渤中凹陷西南部领域性突破，展现了深层天然气良好勘探前景，油气探明地质储量呈加速增长态势［7］。截止到2019 年年底，国内近海累计石油探明地质储量为54×108t、天然气探明地质储量为1.5×1012m3；“十三五”期间新增石油地质储量为 11 × 108t、天然气地质储量为 4 357 × 108m3，勘探获得了长足发展。中国海油成为国内油气增储上产的主力军、为保障国家能源安全做出了重大贡献［12］。

更为重要的是，以投资组合为内涵的勘探规划，引领了投资方向，提高了资金回报率。以勘探成熟区科学配比深层、深水、高温高压及岩性等高风险领域，建立规划目标组合，解决了过去对于高风险目标畏缩不前的勘探现状。此外，在资金投入上，强调投资回报最大化，实现了勘探成果概率化表达。投入与成效的关系量化而清晰，规划的指导价值得到了充分发挥，有助于油公司科学部署、滚动调整，分阶段实现既定目标，为公司勘探的可持续发展提供了科学依据。

实践表明，规划理念与勘探成效相辅相成，体现投资组合理念的勘探规划不仅保障了规划的可实施性，又科学预测了实施效果，保障了勘探逐步走向可持续的高质量道路。

4 结论与认识

油气勘探规划是油公司发展规划的有机组成部分，是油公司实现可持续发展的基本规划。以投资组合管理理念指导勘探规划的编制，实现了勘探风险与经营效益的动态平衡，即：勘探规划的思路由地质条件导向转变为综合考虑地质和经济因素；勘探规划的核心由过去的经验化、类比化转变为科学化、定量化。总之，投资组合管理理念在勘探规划中的应用，使得实施勘探战略的技术依据更扎实、策略更清晰，能够有力推进传统油气勘探向价值油气勘探的转型。在“十四五”勘探规划的编制和实施中，科学贯彻投资组合管理理念，有助于削弱油价波动、政策变动等多因素的影响，规避大起大落的部署波动，促进储量稳步增加，保障能源供给的协调发展。