頁巖氣田經濟評價風險參數區間計量分析
——蒙特卡洛模擬方法的運用

溫真桃，袁東山，陳蘭，劉葉

(中石化西南油氣分公司勘探開發研究院，四川 成都 610041)

頁巖氣田經濟評價風險參數區間計量分析
——蒙特卡洛模擬方法的運用

溫真桃，袁東山，陳蘭，劉葉

(中石化西南油氣分公司勘探開發研究院，四川 成都 610041)

頁巖氣由于其特殊的氣藏地質及開發特征，開發建設具有較大風險，做好經濟評價為決策者提供更科學的決策依據就顯得尤為重要。目前國內針對頁巖氣田經濟評價研究較少，據此開展了以蒙特卡洛模擬方法為基礎的頁巖氣田經濟評價區間計量分析研究。所取得的成果包括：①建立了一套頁巖氣田經濟分析的新思路、流程和方法；②在主要風險參數上，選定了價格與投資作為引入風險參數，明確了其分析形態；③以某頁巖氣田為例，構建了該頁巖氣田價格與投資的經濟評價圖版。對比常規方法，該方法更能體現經濟評價的準確性及合理性，可為企業開發頁巖氣田提供經濟性分析的流程。

頁巖氣田；蒙特卡洛模擬；區間計量；風險參數；價格與投資；評價版圖

中國頁巖氣資源量豐富，其儲量世界排名第一[1]。但頁巖氣由于其特殊的氣藏地質條件，需要進行長水平段的水平鉆進及大規模的體積壓裂改造，建設投資比常規氣田大；同時，頁巖氣又具有單井初期產量高、后期遞減迅速和生產周期長等開發特征[2，3]。因此,頁巖氣田的經濟評價顯得尤為重要，認真做好頁巖氣田經濟評價，為決策者提供判斷頁巖氣田開發建設是否具有可行性的參考依據意義重大。

蒙特卡洛模擬，也可稱為隨機模擬、統計模擬，是利用隨機數進行統計試驗，以求得待解決問題的數值解的統計特征，其本質就是從概率分布中重復抽樣以建立輸出變量的分布。廣泛用于核物理、生物化學、航空航天、水利水電、石油儲量、金融、管理等實踐領域，國際大石油公司普遍采用該方法對油氣項目進行經濟評價。其優點在于，可以反映多參數的不確定性，改變常規方法單次計算的片面性，從而能更好地符合項目投資的實際情況，更具有科學性。

目前，國內油氣田經濟評價普遍采用多參數確定下的凈現值單次計算的常規方法，較為簡單，沒有考慮如價格、投資等主要風險參數的不確定性。在少部分常規油田及海上油氣田有使用蒙特卡洛方法進行經濟評價[4～7]，但只做到評價指標的累計概率統計，沒有進一步分析引入風險參數的經濟邊界，且到目前為止，頁巖氣田的開發建設還沒有使用過該方法進行經濟評價。為此，有必要首先使用蒙特卡洛模擬方法進行多風險下的經濟效益初步判斷，然后得出頁巖氣田開發建設具有可行性的引入風險參數區間，最終為決策者提供參考依據。

1 蒙特卡洛模擬方法評價過程設計

1.1 風險參數及確定參數的分析

在頁巖氣田經濟評價中，存在眾多的風險參數，其主要風險參數為銷售價格、建設投資、商品量及經營成本等，加強對風險參數的識別與分析，是合理進行經濟評價的前提[8]。

1.1.1 銷售價格

天然氣銷售價格直接決定頁巖氣田開發建設在生產周期內的每年收入水平，是影響項目效益最敏感的因素之一，且隨著天然氣價格的市場化及政府對頁巖氣氣價補貼政策的變化，天然氣價格波動較大，在對未來相當長一段時期的天然氣價水平預期存在著較多的主觀性、不確定性和不可控性，因此，如何更合理地選取價格有利于降低投資風險，是經濟評價中的一項重要工作。為此,選定銷售價格為蒙特卡洛模擬引入風險參數之一。

1.1.2 建設投資

頁巖氣田由于其特殊的地質條件，水平段長度與產量的相關性需要進行長水平段鉆進及大規模的體積壓裂改造，導致鉆井及壓裂投資普遍偏高；同時，該文是在新區塊取得頁巖氣勘探突破后進行經濟評價，建設投資費用是在勘探突破井實際發生費用上進行優化及加上對地面建設的投資規劃，因此增加了建設投資的不確定性。為此，選定建設投資為蒙特卡洛模擬引入風險參數之一。

1.1.3 商品量

商品量是根據油氣產量和油氣商品率計算得出的；油氣商品率一般是根據油氣生產過程中發生的損耗和自用情況綜合確定。氣產量的預測方法主要有數值模擬法、數學模型法和遞減曲線分析法等，不同方法結果均是在理論上最佳逼近于真實產量。筆者根據勘探突破井的試采動態分析，認為產量預測相對準確，因此，該風險參數在經濟評價中作為確定參數。

1.1.4 經營成本

經營成本是根據現有油田的規模和已有油田的相關參數，按照分項類比，分項估計的方法預測出擬開發油氣田的經營成本，受國內宏觀經濟、單位管理理念及技術發展的影響，經營成本具有浮動性。但是經營成本數額相對投資與收入來講較小，對評價結果影響較小。因此，該風險參數在經濟評價中作為確定參數。

1.2 分布規律的確定

在大多數情況下，選用最多的概率分布有4種：均勻分布、三角分布、正態分布及貝塔分布。當風險變量選擇范圍值內等可能出現，可采用均勻分布公式來描述；當風險變量除取得范圍值，還知道最可能值，則用三角分布公式來描述；當風險變量具有向均值靠攏、集中，還知道最有可能值域，可用為正態或對數正態分布公式來描述；當風險變量變動具有靈活性，可以向任何一方偏斜，可選用貝塔分布來描述[9]。

筆者認為銷售價格為正態分布，建設投資為均勻分布。

1.3 評價指標的確定

財務內部收益率是指能使項目在評價期內凈現金流量現值累計等于零時的折現率，它反映項目所占用資金的盈利率，是反映項目盈利能力的主要動態評價指標。財務內部收益率的計算公式[10，11]如下：

式中：IRR為內部收益率，1；CI為現金流入量，萬元；CO為現金流出量，萬元；t為計算時間，a。

選取最能反映投資效果的內部收益率(IRR)為評價指標。

1.4 評價指標的計算

采用蒙特卡洛模擬法，根據所選風險參數及分布規律，確定好模擬次數后，用隨機變量求取所引入風險參數的隨機值，作為以后指標計算的輸入變量，計算出評價指標值，整理出評價指標的累計概率。

1.5 結果分析

根據評價指標的累計概率對頁巖氣田經濟效益進行初步判斷，然后詳細分析所引入風險參數的關系邊界值，確保項目可行性的最終分析結果。

2 實證分析

某頁巖氣田勘探獲得重大突破，準備進入開發階段，對其進行經濟評價，評價期20年(建設期為1年)。穩產期2年，穩產期結束后年遞減率20%，累計產氣量0.782×108m3。結合近年來該公司天然氣平均銷售價格，采用撬裝LNG方式銷售的銷售市場價格及國家政策對頁巖氣價格的補貼等因素綜合考慮，天然氣銷售價格1.7～2.8元/m3，最可能的價格區間為2.1～2.4元/m3。建設投資在勘探井實際施工費用的基礎上進行優化，同時加上地面工程建設投資，全部總投資的可能變動范圍為6150～8200萬元。

圖1 銷售價格正態分布圖

圖2 建設投資均勻分布圖

圖3 內部收益率概率分布圖

圖4 內部收益率累計概率分布圖

圖5 銷售價格和建設投資對收益率的影響

2.1 一般經濟評價方法

建設投資采用均值7175萬元，天然氣銷售價格采用均值2.25元/m3，計算稅前內部收益率為11.6%，說明從財務分析角度項目不具有可行性，即頁巖氣田沒有商業開發價值。該評價方法是各風險參數確定下凈現值法的單次計算，較為簡單，對項目分析體現不足。

2.2 引入蒙特卡洛模擬方法進行經濟評價

1)引入風險參數的確定 選用銷售價格與建設投資作為引入風險參數。

2)分布規律的確定 天然氣銷售價格1.7～2.8元/m3，最可能的價格區間為2.1～2.4元/m3，滿足于正態分布(圖1)。

建設投資全部總投資的可能變動范圍為6150～8200萬元，呈均勻分布(圖2)。

3)評價指標的確定 確定IRR為評價指標，目前中石化氣田開發建設項目稅前基準收益率定為15%。

4)評價指標的計算 采用蒙特卡洛模擬方法測算(模擬1000次)，內部收益率大于15%的累計概率為18%(圖3、圖4),表明該頁巖氣田開發建設需要非常謹慎，要達到行業內部收益率時，銷售價格與建設投資控制空間范圍較窄。

5)結果分析 分析IRR大于15%的銷售價格與建設投資控制空間范圍(圖5綠色部分為項目可行性部分)。

當單井投資在8200萬元/井時，銷售價格需要大于2.75元/m3；當單井投資在7150萬元時，銷售價格需要2.45元/m3；當單井投資在6150萬元時，銷售價格需要大于2.1元/m3。

當銷售價格為2.1元/m3時，要求單井投資小于6150萬元；當銷售價格為2.25元/m3時，要求單井投資小于6500萬元；當銷售價格為2.4元/m3時，要求單井投資小于7000萬元。

該頁巖氣田開發建設要具有經濟效益，在單井投資變動范圍內，項目有效的銷售確保目標價格為2.1元/m3，力爭目標為2.45元/m3,努力目標為2.75元/m3。在最有可能達成的價格區間內，項目有效的單井控制投資確保目標為7000萬元，力爭目標為6500萬元,努力目標為6150萬元。

3 結論與展望

3.1 基本結論

1)在頁巖氣田開發建設可行性研究中，經濟評價的結果對其投資決策的影響很重要。頁巖氣田具有投資大、生產周期長，同時又受銷售價格、建設投資、商品量及經濟成本等多種風險因素影響的特點，因此，技術人員需要為決策者提供更為科學的決策依據，盡量降低投資的風險。

2)以建設投資和銷售價格為引入風險參數，運用蒙特卡洛模擬方法進行詳細綜合分析，最終得出頁巖氣田建設投資與銷售價格的區間計量，并以此作為最終決策依據,避免一般經濟評價方法帶來決策簡單的問題。

3.2 研究展望

蒙特卡洛模擬方法能更多考慮多種風險變化因素，這里只進行了銷售價格和投資區間的計量分析，把商品量和經營成本等其他風險參數作為確定參數進行計算，但其也有一定的不確定性，下一步研究中，應作為引入風險參數一起考慮；同時，政府對頁巖氣的政策鼓勵、適合頁巖氣合理的基本收益率也會給經濟評價帶來很大誤差，應在風險分析中開展研究。

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[編輯][編輯] 黃鸝

2016-10-24

溫真桃(1983-)，女，工程師，現從事頁巖氣的綜合研究及經濟評價，zf_ly22@126.com。

TE375

A

1673-1409(2017)15-0077-05

[引著格式]溫真桃，袁東山，陳蘭，等.頁巖氣田經濟評價風險參數區間計量分析[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(15):77～81.