油氣項目價值評估方法比較研究

李懷印

(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院，北京 100083)

自20世紀60年代問世以來，折現現金流方法(也稱貼現現金流，Discounted Cash Flow，DCF)一直是最重要也是最為常用的一種項目評價與資產估值方法，在各個行業的應用都十分廣泛，也是油氣行業進行資產估值的主流方法。其主要特點是原理清晰簡單，考慮了資金的時間價值，依據DCF結果進行投資決策簡便易行。正因為DCF法簡單易用、認同度高、應用廣泛，人們已經“習以為常”，對其適用條件或有沒有應用限制思考較少，對如何升級完善DCF法、彌補其不足的研究較少，國內尤甚。事實上，對于任何一個投資項目，如何準確預測十幾甚至幾十年內項目籌劃、執行階段與現金流計算有關的投入、產出，不論對評價人員還是決策者，都絕非易事，主要原因是項目評價、決策與實施過程都蘊含著很多不確定性，充滿風險，即便項目本身相對確定，其面對的市場也會隨時變化。單純依靠DCF法進行資產估值，最終被證偽的幾率非常高，即便給定一個容忍范圍往往也難以實現，出現顛覆性(由預測盈利變為虧損)變化的例子也很常見。因此，如何在估值過程中合理應對和處理不確定性事件(風險因素)，同時給決策和其后的項目管理一定彈性空間，成為DCF法的研究重點。

油氣勘探開發項目投資大、風險高、周期長，不確定性客觀存在且伴隨項目的全壽命周期，單純依靠DCF法評價項目，對確定性較高的項目(如勘探期結束并經過充分評價的待開發新油田、剩余可采儲量較小的高成熟老油田等)能夠獲得相對滿意的結果，但對項目信息十分有限的早期勘探項目，鉆井數量較少的海上深水、超深水新油田項目等，不去識別并合理應對項目全周期內的風險事件，評估結果與實施效果將會有較大差異，對早期的投資決策也會帶來很大困擾，甚至會誤導決策。造成上述困難的原因之一是DCF法從理論上就有一定局限性，其隱含的2個假設與實際情況不符；其次是該方法模型過于簡單，無法考慮風險和不確定性，近似于一種“確定性”方法，無法兼容未來的操作彈性；第三是折現率的選用存在一定的主觀性。因此，人們通過不斷研究、應用，逐步發現、移植、完善了能夠計算期望價值的決策樹法、能夠模擬計算風險因素變化的蒙特卡洛法、能夠充分考慮管理彈性的實物期權法等，這些方法在油氣行業已有大量應用。

1 DCF法的優勢與局限

DCF法就是用估值對象的未來凈現金流，按照一定的折現率折回現值的總和即凈現值(NPV)，作為其內在價值的一種估算方法。

正因為DCF法已經成為資產評估的主流方法，人們往往忽視其應用的前提條件。事實上，從NPV的計算公式就能看出，DCF法使用的前提條件是：一要能較準確地預測未來的現金流量，二要能確定恰當的折現率。這兩個前提條件說來簡單，實際應用時卻很可能差之毫厘、謬以千里。

首先，對未來現金流的計算(預測)，是建立在一系列判斷和假設基礎之上的。以油氣行業為例，無論是投入(資本性支出，投資，Capital Expenditure，CAPEX；操作成本，Operational Expenditure，OPEX)還是產出(油氣銷售收入)，在未來實際發生時與評價時的判斷都會存在偏差；其次，折現率的取值帶有強烈的主觀性和政策性，甚至難以定義什么是“恰當的”折現率，盡管有用加權平均資金成本(Weighted Average Cost of Capital，WACC)作為折現率取值之錨的方法，但是對于期望回報或者風險收益如何平衡，不同公司、不同類型項目會有很大不同。

鑒于以上原因，DCF法具有局限性，很多情況下不能客觀真實地估算出真實價值。由于油氣行業具有很強的不確定性，每個環節都存在一定風險，需要在方法上彌補DCF之不足。

2 DCF法的升級——DCF+蒙特卡洛模擬

鑒于DCF法的輸入輸出都采用確定性取值，實際評價中大都通過討論幾個有限的方案，試圖涵蓋諸多風險因素影響下的所有可能，實際上勉為其難；基于其結果進行投資決策，也會比較困難。

蒙特卡洛模擬可以對所有變量(參數)計算其發生的概率，按照一定方法描述其分布形態，建立各種特征估計，輸出各種NPV、內部收益率(IRR)等的概率分布及特征估計，有利于做出科學決策。國外有關文獻[1]給出了利用蒙卡方法進行油氣項目價值評估的簡化流程，輸入參數(油價、產量、成本)均為概率分布，將其輸入估值模型能夠輸出NPV的概率分布。

DCF與蒙卡模擬的結合，能夠彌補傳統DCF法之不足，允許在預測未來現金流量時疊加對其不確定性的模擬計算，使得每一組輸入參數，都有一個發生概率，更符合客觀實際，因此優于傳統DCF法。

由雪佛龍公司等編寫的“Standard Handbook of Petroleum and Natural Gas Engineering”(2016年，第三版)，國際上應用廣泛，體現了風險與不確定性評估的思想，在效益評估方面推薦使用蒙特卡洛模擬方法，評估出的效益指標(NPV/IRR)均為概率分布[2]。該手冊在“7.4.4.9 Net Present Value(NPV)”中明確，NPV仍然被廣泛接受，是投資項目應用最廣泛的決策指標，但要注意其計算公式中的銷售收入和投入費用可能無法完全準確預測。由于油氣項目的復雜性，蒙特卡洛模擬是一種很好的解決方法，能夠評價各種風險帶來的不確定性，可以在現金流計算中模擬各關鍵風險因素的發生概率，輸出NPV的概率分布和IRR的概率分布。根據輸出評價結果的概率分布可以很容易地讀出NPV為負的概率，期望NPV、IRR小于10%、15%的概率，以及如果選定10%為基準收益率，該項目達不到該指標的概率等等，對投資決策至關重要的特征參數。

巴西石油公司于2009年開發了基于@RISK的項目評價分析軟件Progride，輸入參數考慮了產量、投資、成本的概率分布，能夠輸出NPV期望值、NPV的概率分布以及NPV小于零的概率，與上述手冊的基本思想一致。

3 決策樹方法的改進

除了DCF法，決策樹方法也已有不少應用，該方法通過模擬構建決策過程，把項目進程中的各種可能都羅列出來，并賦予各種可能的發生概率和預期效果，從而計算出不同路徑的期望效益，最終計算出這個項目或資產的期望價值。

傳統的決策樹方法應用很廣泛，在油氣項目決策中的應用也很多，尤其是對不確定性強的勘探項目以及在早期資料十分有限的情況下決定是否打探井、評價井的決策中，決策樹方法十分有效。

利用決策樹方法對一個油氣項目進行期望價值估算的過程，其實蘊含了決策過程。圖1是一個高度簡化的決策樹模型[3]，考慮了一個油氣項目是否開發、獲得不同儲量的可能、需要不同花費的可能以及油氣價格的可能，該項目的最終期望價值，相應的決策就是，如果最終期望凈現值大于0就可以進入開發階段，否則就廢棄或繼續等待開發時機。

圖1 油氣項目經典簡化決策樹模型

對于有了勘探發現接下來是否打評價井的決策(對鉆井費用很高的超深水海上項目有實際意義)，也可以用決策樹方法評價。采用決策樹模型估計某油氣項目是否打評價井的各種可能性期望價值，結果是打評價井的項目價值(7 480萬美元)大于不打評價井的最大可能價值(直接轉讓，5 000萬美元)，因此應該先安排1口評價井再考慮進入開發階段[4]。

決策樹方法應用的關鍵是如何計算不同可能性的發生概率，實踐中最容易滑向采用專家打分(德爾菲法)，人為給出概率值，從而使得該方法具有較強的主觀性。另外，討論有限的可能性，很難涵蓋所有的風險因素；不經過專門的評估，甚至特有的關鍵風險都難以反映在決策樹模型中；類似圖1中每一個分支的價值計算仍然是基于DCF法，因此也無法考慮未來預期的彈性(例如根據油價變化及開發過程中獲得的更多信息，調整開發方案及生產節奏等)，從而限制了該方法的應用。

4 油氣項目現代評價方法——實物期權(ROA)

一切投資項目都蘊含著諸多不確定性，支撐投資決策的評價方法必須能夠最大限度地把這些不確定性考慮進來，通過各種量化方法影響到最終的價值評估。應對不確定性的評價方法有多種，其中決策樹、蒙特卡洛和實物期權最常見，三者之間的不同是如何處理時間價值，決策樹和蒙特卡絡方法都用傳統的折現率，實物期權則用風險中性概率(一般以無風險利率調整)。前者的選用本身就有較大不確定性，后者則相對確定(比如選用美國10年期國債收益率作為無風險利率，其歷史波動相對較小且變動趨勢較好把握)。

期權理論發源于金融領域，期權定價公式為Black-Scholes-Merton’s公式；Myers(1977)等剖析了NPV法隱含的2個前提假設過于絕對化的缺陷，提出了可解決傳統NPV法評價項目經營柔性(Flexibility)不足的新的期權形式——實物期權(Real Option，ROA)。Paddock,Siegel,Smith(1980s)在“MIT Energy Laboratory”研究中，將ROA方法應用到油氣行業，創立了PSS方法[6]。表1給出了Black-Scholes-Merton’s傳統金融期權理論與PSS實物期權理論的對比，可以清晰看到兩者之間的內在聯系。

表1 金融期權與實物期權的對比

ROA方法的最顯著特征或者說最突出優勢，在于其考慮了決策過程中的管理彈性(柔性)，正如L Trigeorgis教授在其專著中說的，“彈性有價值”(Flexibility has value)，問題是如何對其進行估值。“目前已經形成廣泛共識，采用傳統的DCF法評估投資項目，無法有效考慮管理彈性，相應的決策無法適應和應對后期難以預測的變化”[7]。

ROA方法在國外的應用十分廣泛，有人總結了1987—2010年在能源行業的應用案例，其中油氣行業的應用占有相當比例[8]。

Shell公司早在20世紀90年代初就開始ROA應用探索[9]，組建了專門小組、聘請了專業顧問，挑選了3類典型項目進行研究：(1)海上油氣項目投資決策——時機選擇，延期投資(延長勘探期)可以使不經濟或次經濟的項目變得有利可圖；(2)高投入、低產出的前沿(Pioneer)領域、具有戰略意義的項目——成長預期選擇，與后期可能投資一起評估；(3)煉化項目——終止運行的選擇。通過3個案例的分析，總結出應用實物期權評價方法進行投資決策的關鍵：(1)首先要向管理層解釋并使其相信，有些評估方案隱含管理彈性(用以應對不確定性)，無法用DCF法，只能用ROA法；(2)只評估那些最重要的可能選項，過多選項使問題復雜而增量價值不大，選出其中最優價值的投資選項(Options)；(3)要做敏感性分析，尤其是對把握不好的參數，如波動率(Volatility)。

巴西石油公司在21世紀初就開始研究ROA方法及其應用[6]，提出了應用ROA思想進行油氣項目投資決策的流程(圖2)，分為4個投資決策(選擇)階段：(1)勘探投資選擇——選擇是否繼續勘探，涉及的投資是3D和鉆井等；(2)評價投資選擇——勘探有發現，是否開展評價，涉及的投資是鉆擴邊井、3D，儲量評估，為今后實施項目降低技術難度；(3)開發投資選擇——當開發技術難度評估不足以決策進入開發，可以選擇進入開發或退還給政府或等待油價上漲；(4)作業實施選擇——擴大產能規模或維持或暫停生產或放棄礦權。

圖2 應用ROA思想進行油氣勘探開發項目投資決策

5 應用實例分析

某國某海上深水勘探區塊，面積1 200 km2，水深1 500～2 500 m，離岸距離約280 km，已做2D/3D地震，無探井，但周邊區塊探井或評價井較多，綜合地質研究判斷該區塊具有較好油氣成藏條件，且無CO2風險。地震資料品質好，解釋結果識別出2個次級構造，采用蒙特卡洛概率法計算，該區塊內圈閉1地質資源量范圍為62.36億～102.55億桶，Pmean值為81.25億桶，圈閉2地質資源量范圍為7.94億～16.05億桶，Pmean值為11.71億桶，區塊總地質資源量范圍為70.30億～118.60億桶，Pmean值為92.96億桶。開發專業類比鄰區測試數據計算單井產能指標，采用蒙特卡洛概率法預測單井產量剖面，依據地質資源量進行全油田的產量、鉆井工作量預測，最后得到全油田產量概率分布。根據開發方案產量、鉆井工作量安排，鉆井、海工進行工程方案設計，根據不同的投資指標經過蒙特卡洛模擬得到投資估算概率分布。最后根據該項目合同條款建立的經濟評價模型，代入產量、投資等參數，經過蒙特卡洛模擬得到NPV、IRR的概率分布。

通過以上計算可以得知，該項目凈現值(NPV)分布在-1.18億～2.24億美元，凈現值小于零的概率約為20%，P10對應的NPV為1.63億美元，P50對應的NPV為0.63億美元，P75對應的NPV為0.1億美元。項目內部收益率(IRR)分布在8.8%～12.4%，內部收益率大于10%的概率約為80%，P90對應的IRR為11.6%，P50對應的IRR為10.99%，P10對應的IRR為9.72%。依據這些結果結合其他因素進行投資決策，明顯優于依據傳統DCF法結果進行投資決策，越是不確定性強的項目優勢越顯著。

6 結語

油氣項目不確定性強，任何基于確定性預測的評價方法都有局限性，即便討論有限數量的情景，進行各種敏感性分析，用于投資決策的評價結論也會使決策者左右為難。為應對該類項目固有的不確定性，可以采用疊加蒙特卡洛模擬的DCF法、決策樹法以及實物期權法等，全面考慮各種風險，估算風險后項目價值，挖掘不同選擇下的潛在價值。通過一個海上勘探項目進行案例分析，估算考慮各種風險與不確定性的儲量、產量、投資的概率分布，進入價值評估模型得到的NPV、IRR等(根據需要還可以輸出更多效益指標)的概率分布，說明該方法對科學投資決策更有裨益，值得推廣使用。

鳴謝：劉延莉、郭永強、呂彥平、張磊、朱凱、代冬聆、王欣、干衛星對本文作出貢獻，特此致謝！