油气区块优选客观权重确定方法.pdf

旃 3 4苍第 1 【 期 2 0l 5 ． 1 0 行业论 坛 油气区块优选客观权重确定方法 李婉棣 罗东坤 1 中 国石 油 大学 北京 工 商管 理学 院 2重 庆地 质矿 产研究 院 摘 要 对 于任 何 多指 标 综合 评 价 系统 ，各 评 价 指 标 权 重 确 定 方 法 的 不 同会 得 出不 同的权 重 ，而 不 同 的权 重则 会 产 生 完全 不 同的优 选 排 序 结果 ，进 而影 响投 资决 策 。常 用指 标 权 重确 定 方 法 中主观 权 重确 定 方 法 受主 观 因素影 响较 大 ，可信 度 差 ，而客 观权 重 确定 方法 需要 大 量 的原 始数 据 ，缺 乏 可操 作 性 。基 于敏 感性 分 析 的客 观 权 重确 定 方 法是 一种 定 量描 述 模 型输 入 变量 对 输 出变量 的 重要 性 程 度 的 方 法 ，而权 重是 各 输入 变量 在 输 出变 量 中所 占的 重要 性 程 度 的描 述 ， 从 此 角度 来看 ，利 用敏 感性 分 析 确 定指 标权 重是 合理 的 。以 某 页岩 气 区块 为例 ，研 究 了 区块 优 选排序 中客 观权 重 的确 定方 法 。 关键 词 油 气 区块 ；N P V；敏 感性 分析 ；权 重 ；优选排 序 d o i l 0． 3 96 9 ／ ． i s s n． 1 00 6 -6 89 6 ． 2 01 5． 1 0 ． 00 6 引言 油气区块综合优选排序具有变量繁多 、结构复 杂 和不确 定 因素 作用 显著 等特 点 ，复杂 系统 中的决 策 问题都 有必 要 对描述 目标 的相对 重要 程度 做 出正 确 的估价 ，即确定 权重 。 油气 资源 区块优选 中权重 的确 定 至关重 要 ，它 反 映 了各 评 价指 标在 优选 排序 上 的重要 程 度 。权重 确 定是 否合 理 ，直接 关 系到 区块 的排 序结 果 ，进而 影 响投 资风 险和 效益 ，对 最终 的决 策起 着决 定 性 的 影 响⋯ 。 本 文试 图从 净 现值 N P V对 参数 的敏 感 性角 度分析人手 ，以经济因素代替地质 、工程等难 以量 化的指标 ，以经济因素的风险性为判断标准 ，以某 页岩气 区块为例研究油气资源区块优选排序中的客 观权重 ，以期解决以往油气区块排序权重确定方法 的主 观性 和其他 客 观权 重确 定方 法需 要 大量 数据 支 撑 的弊端 。 1 常用 权重确定方 法 1 ． 1 主观 权重 确 定方 法 目前 广泛 采 用 的主观 权重 确定 方法 主要 有层 次 分析 法 A H P 和专 家评 分法 。 应 用层 次分 析法 确定 权重 所构 造 的判 断矩 阵常 用 一组 确 定 的 数字 表 示 指标 间 的 相对 重要 程 度 I 。 。 ， 由于实 际情 况往 往 比较 复杂 ，专 家对 各指标 的判断 也 不一 定全 面 、准 确 ，使 指标 问的重 要程 度必 然有 很 强 的模糊 性 、不确 定性 和主 观性 。 在运用专家评分法对评价指标进行打分以计算 权重 时 ，预测 结果 取决 于专 家对 预测 对 象 的主观 看 法 ，受专 家 的学识 、专业 、评 价尺 度 、生理 状态 及 兴趣 程度 等 主观 因素 的制 约 。 主观 权重 表示 的是 评价 指标 之 间 的相对 重要 程 度 ，其排序无法克服主观因素的影响。确定方法虽 简单 ，但人为因素太强 ，过分依赖专家的意见。 1 ． 2客观权 重确 定方 法 在其 他 领域 中熵值 法 和 因素分 析法 常被 用来 计 算 客观权 重 。 熵值法是根据各指标值的变异程度来确定权重 的一种 客观 赋权 法 ，此法 避免 了人 为 因素带来 的 偏 差 ，但 由于 忽略 了指标 本 身 的重要 程度 ，有 时确 定 的指 标权 数会 与预 期 的结果 相差 甚远 。在确 定客 观 权 重 的操 作 过程 中 应 用 熵 值 法 构 造 判 断 矩 阵复 杂 ，各指标 问缺乏横 向的 比较 ，需要 完整 的样 本数 据 ，在应用 上受 到较 大 限制 。 因素 分析 法是 利用 统计 指数 体 系分析 现 象总 变 动 中各个 因素 影 响程度 的一 种统 计分 析方 法 ，其应 用建 立在 大量 的数 据处 理基 础上 。用 该法 确 定客 观 权重 可 能导致 分析 结论 的不 唯一 性 和相对 数 分析 与 绝对 数 分析结 论 的不 一致 性 ；另外 ，因素分 析法 易 受 因素 有 限性 和各 因素 人 为排序 误导 性 的影 响 。 客 观权重 依据 指标 的实 际值 ，通过 数学 计算 得 到 ，它 反 映指标 数据 之 间的 区分 程度 ，如 指标 值之 基金论 文重庆课题 “ 页岩气勘探开发技术经济评价方法及其应用 ”和 “ 页岩气勘探开发关键技术集成及低成本开发战略规划” ，国家科 技重大专项专题 “ 页岩气开发经济评价研 究” 2 0 1 1 Z X 0 5 0 1 8 - 0 0 5 0 1 。 1 8一 油气 田地 面工程 h t t p ／／ www． y qt dm gc ． t om 第 3 4 卷第 l O 期 2 0 1 5 ． 1 0 行业 论 坛 间差 异大则赋权高 ，同样 的指标 ，只要指标值 改 变 ，权 重 自然 也 发生 变化 。常用 的客 观赋 权法 完全 依 赖 于样 本数 据 ，过 分依 赖统 计 或数 学 的定量 方 法 而忽 视 了评 价指 标 的主 观定 性分 析 。按统 计规 律 来 讲 ，随 着样 本容 量 的增加 ，权重 的变 化应 该越 来 越 小 ，最终趋于一个稳定的数值 ，但在实际评价过程 中，尤其在油气 田区块优选排序时 ，不可能让样本 数 达到 足够 大 ，因此在 实 际操作 中需 要 运用 已知 的 信 息来 最 大 限度 地 挖掘 系统 的规律 ，根 据有 限样 本 求 出近 似值 。以上 客观 权重 的计 算结 果 仅仅 考 虑 了 单个指标的特征 ，对多个评价指标的相互联系却无 法 描述 。 综上所述 ，层次分析法和专家评分法受主观因 素影 响较大，可信度差 ；而熵值法和因素分析法常 用的客观权重确定方法均需建立在大量原始数据 的 基础上进行分析计算 ，在油气区块初选时 ，掌握 的 信 息量 较少 ，这 种情 况下 该 法缺 乏可 操作性 。 2 基于敏感性分析的客观权重确定方法 油气区块优选排序 中，各不确定 因素具有不 同 的特 点与 量 纲 ，对 油气 区块 勘探 开发 有 不 同程 度 、 不同性质的影响，将各因素直接进行重要程度排序 或赋权缺乏可比性和操作依据 ，且比较结果的客观 性差 ，因此 将各 因素转化 为 具有 可 比性 的相 同量 纲 的指标是客观权重确定 的首要步骤。 敏感性分析是从定量分析的角度研究有关 因素 发生 某 种变 化对 某 一个 或一 组关 键指 标影 响程 度 的 一 种不确定分析方法 。其 目的在于通过测定一个或 多个 不确 定 因素 的变 化所 导 致 的决 策 评价 指标 的变 化幅度 ，了解各种因素的变化对实现预期 目标 的影 响程度 ，从而对外部条件发生不利变化时投资方案 的承受 能力做 出判断 ，指导决策。其实质是用逐一 改变相关变量数值 的方法来解释关键指标受这些因 素变动影响大小的规律 。简而言之 ，敏感性分析就 是 一种 定 量描 述模 型输 入 变量 对输 出变量 的重 要性 程 度 的方 法 ，而权 重是 各 输入 变量 在输 出变 量 中所 占的重 要性 程度 的描述 ，从 此 角度 来看 ，利 用敏 感 性 分析 确定 指标 权重 是合 理 的 。 敏感性分析是经济决策 中常用的不确定性分析 方法 ，一般 可分 为单 因素敏 感性 分 析和 多 因素敏 感 性 分 析 两 种 ，常用 方 法 为 相 对 测 定 法 和绝 对 测 定 法。本文运用单 因素敏感性分析的相对测定法研究 油田区块优选排序中客观权重的确定方法。 单 因素 敏感 性分 析假 定其 他 因素 不变 ，分 析某 一 不确定 因素的变动对方案经济效果产生 的影响。 若 某 参数 的小 幅度 变化 导 致经 济效 果指 标较 大 的变 化 ，则此 参数 为 敏感性 因素 。油气 区块 经济 评 价结 果 对 某种 因素 的 敏感程 度 可 以表示 为该 因素按 一定 比例 变化 时 引起 评价 指标 变 动 的幅度 ，即相对 测定 法 ，该 因素 的变化 幅度 通 常选取 在 2 0 ％ 。 具体操作步骤如下 1 为了能在区块优选初期数据有限的条件下 计算客观权重 ，选取拟参与排序区块的同一油层或 地质条件相似的代表性区块 ，在技术可行性成立的 先决假设下 ，根据其施工计划及开发方案 ，得到在 此基础情景下各不确定因素的赋值 ，建立经济评价 数 学模 型 。 2 根据优选 目标和参与排序 区块特点选取不 确定 因素 ，选取 的经济因素应能在一定程度上反映 地质、工程等因素的复杂程度。某经济因素在合理 的变 动 范 围 内对 N P V造 成 的影 响大 ，说 明该 因素 所代表的内涵地质或施工 因素应在优选排序工作中 赋 以较 大权重 。 3 基 于不 同技 术经 济条 件 ，分 析各 不确 定 因 素 的 可 能 变 动 范 围 ，确 定 变 动 步 长 ，测 定 N P V对 各 因素 的敏感 程 度 ，并 绘 制各 因素 的敏 感性 曲线 图 以便 观察 分析 。 4 运用统计软件拟合上步所得不确定 因素的 变动曲线 以得到其斜率或变化率。斜率或变化率高 者敏 感性 强 ，说 明在不 确 定 因素变 动较 小 的情况 下 会 引起 N P V较大的变化。风险性大的因素 ，应在 区块优选排序 中占据较大的权重 ；相反 ，斜率或变 化 率 小 ，说 明该 因 素 的 变 化 对 N P V的 影 响不 大 ， 可在优选排序中赋予较小 的权重。 5 经过以上定性与定量相结合 的分析 ，将得 到的斜率或变化率进行化权处理 ，进而求得该典型 区块用于优选排序的客观权重 ，以供该地 区相似区 块 比选 。 3 实例 应用 在 渝东 南地 区某 一 具有 代表 性 的 中小 型 页岩气 区块产能建设项 目中 ，根据项 目目标及 排序要求 ， 选取 的经济 指标 有 页岩 气售 价 、储量 规模 、钻 井工 程投 资 、地 面工 程投 资 和经 营成 本 ，据此 建立 了经 济评价模型 ，经测算 ，净现值为3 8 4 3 ． 7 8 万元。 在选 取 的经 济指标 中 ，油 气价 格不 仅包 含 国际 油价 ，还 反 映 了汇率 的 变动 ，以其 在 敏感 性分 析 中 一 定 范 围内的变动对 N P V的影响程度来部分地反 映经济环境的风险；以敏感性分析 中的储量规模来 反映被选区块 的基本地质条件 ；分别以敏感性分析 油气田地面工程 h t t lD ／ ／ ww w． y q t d mg c ． c 。 m 一1 9 第 3 4 卷第 l O 期 2 0 1 5 ． 1 0 行业论 坛 中钻 井 工程投 资 和地 面工 程投 资反 映钻 井工 程 和地 面工程建设施工阶段各环节工程 、技术复杂程度及 施工条件和施工环境的风险 当某项 因素变动比例 较 小 而 引 起 N P V较 大变 动 时 ，说 明 与该 投 资 因 素 相对应的工程因素的风险性较大 ，应在排序优选阶 段赋予较大权重 ；以敏感性分析 中经营成本变动 对 N P V的影 响反 映 区块 投 入 生 产 后 作 业 成 本 的风 险。另外 ，因不同地质条件 、地理位置及各项 目的 目标 需求 不 同 ，选 取指 标分 析 时应结 合实 际情 况选 择不 同经济 因素来反 映不 同地 质 和工程 因 素 。 经单因素相对敏感性分析 ，得到各主要指标变 化 幅度 在 2 0 ％可 能 变 动 范 围 内 、5 ％为 步 长 下 的 敏感 性分 析折 线 图 ，如 图 1 所示 。 1 5 o 0 O 1 0 0 00 l 5 0 00 R 酲0 她 一 图 1 单因素敏感性分析折线 根据敏感性分析 中得到的数据并做 回归分析 ， 拟合曲线以得到敏感性曲线斜率或变化率 ，拟合结 果 如表 1 所示 。 表 1 曲线拟合结果 参数 。 0 叠 0 “ 参 曩 拟合续 果 价格 储量规模 钻井工程投资 地 面工程投 资 经营成本 P 34 4．4 05 3 X 3 8 2 9．1 3 6 N 4 7 5 ． 1 6 9 9 3 8 1 4 ． 6 0 9 ， 一2 0 3 ． 0 5 3 9 X 3 8 4 0．8 4 9 一 8 5 ． 8 9 9 5 1 X 3 8 4 3 ． 7 7 7 6 C 一2 9 7 ． 1 6 6 7 3 82 6．31 3 各 拟 合 曲线 的判 定 系数 均 在 9 0 ％以上 ，各 参数 t 值在 0 ． 0 5 置信度下均通过显著性检验 。 即价 格 的 风 险 指 数 程 度 为 3 4 4 ． 4 0 5 3 ，储 量 规 模 风险 指数 为 4 7 5 ． 1 6 9 9 ，钻 井 工程投 资 的风 险指数 为 2 0 3 ． 0 5 3 9 ，地面 工程 投 资风 险指 数为 8 5 ． 8 9 9 5 1 ， 经 营 成 本 的 风 险 指 数 为 2 9 7 ． 1 6 6 7 。设 以上 分 析 测 定 结 果 为 a ，原 始 数 据 归 一 化 权 处 理 后 求 得 客 观 权重 ， 公 式 w 1 0 0 ％ 1 l 经计 算 ，本 例 中页岩气 销 售价 格在 区块 优选 排 序 中 的权 重 为 2 4 ． 5 0 ％，地质 因 素 为 3 3 ． 8 0 ％ ，钻 井 工 程 为 1 4 ． 4 5 ％，地 面 工 程 为 6 ． 1 l ％ ，开发 生 产 过 程 中的施工 操作 因素所 占权重 为 2 1 ． 1 4 ％。 为简化 计算或在精确度要求不 高的初步评价 中，若 为不确定因素在较小 的范围内变动，则其 变化曲线近似呈直线 ，根据变动范围两端的极值 即 可 计算 该直 线斜 率 ；若非 直线 ，则可运 用 曲线切 线 的斜率 ，再 比较 不 同 因素的斜 率将 其换 算成 优选 排 序 权重 。 4 结 论 由于 区块 间的差 异性 及数 据不 易获 得 ，区块 优 选 排 序权重 的确定一 直 以来 主观 因素 过大 ，进 而导 致 排 序结果 的客观性 不 强 ，影 响区块 的投 入开 发顺 序及 开发 收益 。本文 以单 因素 相 对敏感 性 分析 为理 论 基础 ，以不确 定 因素 风险性 越 大其 在排 序 中应 占 权 重 越大 为 中心思想 ，以量 化 的经济 指标 替代 难 以 量化 的地 质 因素和 工程 技术 因 素 ，以页 岩气 区块 为 例 ，研 究 了区块 优 选排 序 中客 观权 重 的确定 方 法 。 在选 取 区块 或 区块 组代 表性 较 强 的情 况 下 ，运用 该 方 法确定 的客观权 重 可在优 选 排序 中直 接使 用 ；若 所 选 区块 或 区块 组在 所需 排序 的所 有 区块 中典 型性 较 强 ，或各 区块 差异 较大 的情 况 下 ，利 用该 方 法确 定的客观权重可为最终权重的确定提供依据或作为 参 考 ，使 得最 终权 重 的确定 具有 一定 的客 观性 。 参 考 文献 [ 1 】 惠小健 ，王 文波 ．油气勘探效益评价 影响因素权重 研究【 J 1 _ 煤 炭技术 ，2 0 1 0 ，2 9 5 1 4 4 1 4 6 ． 【 2 】 蒋维东 ，刘艳春 ，马庆喜 ，等低渗透油藏开采模式选择评价[ J ] _ 油气 田地面工程 ，2 0 1 3 ，3 2 1 1 1 3 7 1 3 8 ． 【 3 ] 隋 义勇，樊灵 ，王继强 ，等．利用 层次分析 法评价油 田采油生 产状况f J 】 l 油气 田地面工程 ，2 0 1 0 ，2 9 4 2 4 - 2 5 ． [ 4 ] 崔 志明 ，万劲波 ，孟晓华 ，等 ．技术预见 “ 市场德尔 菲法” 的 特 点 及实 施程 序探 讨 『 J 1 _科学 与 科学 技术 管 理 ，2 0 0 4 1 2 1 3 -1 7 ． f 5 ] 王 桃 ，王林 元，何天鹏 ，等 ．熵技术在 天然气集输 场站安全评 价 中的运用Ⅲ． 天然气与石油 ，2 0 1 2 1 I O - I 3 ． [ 6 J 柳 岗，白明 ，赵春阳．基于效应信息熵的国际丁程风 险分析【 J 1 ． 石油工程建设 ，2 0 0 7 ，3 2 2 1 3 1 7 ． [ 7 ] 陆添超 ，康凯．熵值法 和层次 分析法在权 重确定 中的应用【 J 】 ． 电脑编程技巧与维护 ，2 0 0 9 2 2 1 9 2 0 ， 5 3 ． [ 8 ] 孙 利娟 ，邢 小 军 ，周 德群 ．熵 值 赋权 法 的改进 [ J 】 _统 计与 决 策 ，2 0 1 0 2 1 1 5 3 1 5 4 ． [ 第一作者简介] 李婉棣博士研究生，毕业于中国 石油大学 北京工商管理学院管理科学与工程专 业，研究方向为油气投资决策与项 目管理。 1 3 4 6 6 3 8 4 4 6 5、w a n d i l i 1 2 6 ． c o rn 收稿 日期2 0 1 5 - 0 3 1 0 栏 目主持纪嫦 杰 一 2 0一 油． 1 【 田地 面工 程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c o rn