第 12卷 第 2期 圄外 乞勘 摞
提高石油储量评估精度的概
John R.Schuyler著
c , j 要
凳-7 王克 摘译『~ /
资产评估是决策的关键 西素 储量分 类定 义(石 油资产评估 的准则)使人 们有意识地得 出保
守的储 量估算值。另外无意 中也会 产生某些倾 向性 (实际上是错误 )。许 多评 估工程 师并 不 了解
他们采用的基本统计过程。
本文描述储量估算过程 中使 用概率性方法产生的两个问
。其一是合计资产 ,新 的 SPE/r&q~I"
储量定义明确了这一问题,尽管没有培出更多的指导。我们能根据概算储量获得探明储量吗?资
产的探测影响它的储量吗?我们能通过累计概算储量或可能的储量得到探明储量吗?提 出这些问
题 的专业人 员已经认可 了对这些问题的不同层次的理解并持有关于最佳 实践的不 同观点:
随之 而来的第二个问题是提 高精度 :对 于作 出决策来说 ,货 币值比储 量更重要 ,我们 怎样 才
能获得最大价值?价格和其它经济条件是关键固素 在概率一眭储量评估中,概率分布表示了对不
确定性的判 断。用概率计算获得 的预测值使评估更加完善和准确。
主题词 石兰竺兰~ 堡 堕墨 塑兰生 雹
在石油文献中,定义石油储量 已有很长历史了。如何对石油储量进行资产(property.)评估
依然是一门学问。适 当的石油储量定义自然对储量计算方法有利 。美国石油工程师协会和世
界石油会议组织新的《石油储量定义》于 1997年 3月及时出台,其进展是 明显的。本文指出 了
其遗留问题并提出了相应的解决办法 :
储量计算方法的选择
《石油储量定义》中的概率性评估方法和确定性评估方法在原则上并不矛盾。美国石油工
程师协会和世界石油会议组织的
制定委员会和董事会认 为,至少对 于由概率性评估方法
得到的储量数据而言,“探 明”表示有 90%的可靠性。这是储量定义的关键性 进展。遗憾 的
是.《石油储量定义》在同一示例中,在比较应用确定性和概率性评估方法的结果上含糊其词,
这可能是为了达到意见一致而在术语上进行 了折衷
由于以下两点 ,概率性评估方法的优越之处是 可以提高石油储量评估的精度
(1)概率分布可以完整地表达出储量情况。业已证实 ,当在 一个项 目中使用确定性评估
方法输人在一定范围 内变化的数值而不是单值时,就已经对储量结果进行 了实质性 的调整
*啦稿 口期 :1999年 9爿 24日
维普资讯 http://www.cqvip.com
国 外 油 气 勘 探 年
概率和概率分布可 以最好地表达出对风险和 确定性的评估。最好的单值并不是中值或在统
计意义上最频繁出现的值 ,而是根据概率分布预测的平均值 (期望值)。考虑到不确定性经常
对单值输入和确定性评估方法造成严重影响,作者在基础案例 中对确定性评估方法采用输入
参数的期望值或平均值的方法,并将计算结果表达为若干离散的平均值 ,这种计算结果可以作
为参考但不能用于决策。
(2)资产评估方法中概率的分布经常互相影响 令人惊奇 的是 ,很少有人知道对输入值
随机变化的校正值就是基础案例中确定性评估值 与期望值之差。在一种确定性评估方法中采
用期望值并不能提供期望值结果。确定性评 估方法的先 驱 Paul Newendorp就随机变化论述
道 :“随机变化是指费用核算会计师所进行的关于变化的分析(不要与变化统计相混淆)。对随
机变化的分析就是对预钡4值与结果值之间的差异的解释。随机变化仅是各种变化中的一种变
化。所选择的值(决定性值)经常是随机变化的控制值。例如,对于一个边界油田,传统 的确定
性评估方法可以得出储量没有经济效益的结论 ,而概率性评估方法能够并且应该综合决定性
单值与油价变化 的影响,如果油价上升该油B{可 继续或加速生产,如果油价下降该油 田可以
关 井或放弃 。”
蒙特卡洛法和决策树是两种基本的概率性评估方法 ,而具有决策树特征的效应图表是第
三种概率性评估方法。由这些方法所得到的结果实质上是相 同的,对于不同情况又各有所长。
蒙特卡洛法通常是已发现油田的晟好评估方法。有些油 田中的重要单值需要在后期决定 ,可
以采用决策树方法。贝叶斯决策规则常用于表达新资料(例如产量或油价)对评估结果的修
正
有人批评蒙特卡洛法往往需要数百次尝试才能得到一个稳定的回答。但这仅仅是这种不
断接近答案的方法的一个特征而已 这种简洁的随机采样方法通过模型计算更新概率分布、
可以对现实中存在的大多数问题综台求取期望值。
蒙特卡洛法也许是最为广泛采用的管理科学的技术 ,是传统的确定性评估方法的延伸 。
概率性评估方法对确定性评估方法的改进之处在概念上仅是把输入的 一个或数个不确定的关
键参数的单值变换为概率分布,同时也必须进行参数校正和综台 ,其结果值也必须是在一定范
围内分布的。由于概率性评估方法在资产评估 的过程中 自动产生假设的各种情况,投资决策
过 程更快
许多公司坚持采用确定性评估方法 ,如若输入的数据问题不大 ,确定性评估方法所需工作
量较小,其结果与概率性评估方法的结果实质上是相同的 ,当工作项目处于正在执行状态时尤
其如此。然而,如若油价不确定(建议之八)或同时期内存在多个销售油价,确定性评估方法的
不足就暴露出来了。
建议之一:不必过于强调所采用的方法是确定性评估方法还是概率性评估方法。
建议之二 :提倡采用概率性评估方法 ,因为概率性评估方法可 以较好地反映专家的评估 ,
表明估计数值的概率特征并提供更准确的计算结果。
如何更 可靠地评估储量
许多工程工作是为他人决策提供资料 ,工程师的职业特性是讲可信度。可信的估算能增
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 12卷 第 2期 提高石油储量评估精度的概率性方法
强决策者将这些资料用于合适用途的信心。
由于依赖于储量报告数据的贷款人不愿冒较大的风险,为了吸引潜在的投资人 ,资产评估
的初期是有意保守的。项 目执行好 了是应该的,执行不好就是过高评估 了储量的工程师的责
任。买主和银行家要求保守的储量,那 ,厶,提供保守的储量就是为他们服务吗?我们知道在资
本投资分析中保守的储量常使得有价值的项目被放弃 作者认为对于使用储量报告的贷款人
的决策来说,客观地指 出储量预测中不确定因素的报告更有价值,保守的或乐观的储量报告都
没有对贷款人提供好的服务。在进行谈判或投标时,最重要的是资产评估
决策分析可以决定对风险的抵御程度是否足够。如果愿意,在储量评估方法的效用函数
中可以加A 一个保守的抵御吼险因子 ,以代表公司承担风险的能力,
作者曾听到一家公司的总工程师 自夸说他们的储量数据 比权威中介机构评估的储量数据
更为保守 ,而这对公司或贷款人绝无益处 。储量评估中出现偏差时,偏差影响所及之处是难以
判断 的 。
建议之三 :向用户提供期望值和货币值报告 ,这是储量分析 中最有用 的两种数据,是大多
数决策的依据 。
建议之四:储量报告中,保守的储量和货币值并不恰当。提供累积的概率 图表征储量和货
币值的不确定性,尤其当竞争投标时 储量报告 的使用人可以从 中提取适合 自己用途的信息。
最后 ,报告 中甚至可以不必将储量细分为探明、控制和预测储量,因为细分的储量会使报告 的
用户对总计的储量数据产生疑惑。
建议之五 :一个地区新的储量报告要与早期的储量报告相协调,以显示其客观性 。新报告
要指出与老储量报告之间的差异并加以分析。差异产生的原因可以是生产 、储量复查 、油价变
化 、新投人工作量和新发现。储量评估专家和公司可由原期望 的储量和实际落实 的储量的对
比分析获益,这些分析常被称为事后审计 、事后评估和回顾评估。这种执行结果的反馈也许是
唯一的 ,但却是最重要的提高公司资产评估质量的方式 ,在心理上可以使人们感到储量评估的
偏 差 已得 到纠正 。
合 计 储 量
储量评估中经常需要求和。新的《石油储量定义》中对此只提供了一段警示性说明:“由于
不同类别的石油储量在评估过程 中,其不确定性 因素是不同的 ,在合计这些石油储量时必须谨
慎。”对于相同类别的石油储量 ,由于在评估过程 中其不确定性因素也是不同的 ,在合计时也必
须谨慎
警示:除了期望货币值之外,对任何储量类型附加的储量和货币值都是无效的。例如,在
资产评估中对于每一种储量的置信度都为 50%的情况,在多种资产 中对探明储量和控制储量
进行合计却是无效的,换句话说,置信度分别为50%的储量数据之和的置信度并非50%。
对于油藏工程师而言,在评估过程中进行储量分类更容易。多数情况下 ,评估的储量属于
同一储量类型 ,从而减少了工作量。但是 ,在同一评估地 区,不同的开发
可 以形成不同类
型的储量,例如 ,采用递减曲线分析的一 L1井可能存在三种储量类型:
(1)探明储量,采用保守的或下降率最大的递减曲线 ;
维普资讯 http://www.cqvip.com
国 外 油 气 勘 探 20O0拒
(2)探明储量 +控制储量,居于 中间状态的情形 ;
(3)探明储量 +控制储量 + 预测储量 ,采用乐观的或下降率最小的递减曲线。
采用确定性评估方法时 ,可以进行有关参数的判断,比如得到大约 9o%、50%和 10%的储
量置信度。或者采用概率性评估方法,在蒙特卡洛法产生的累积频率分布中提取储 量数据。
对每一种储量情形都需要进行资金流动预测。
例 l 假设一个地区有两层储气层,分别被判断为气层 A和 B,其中气层 A为对数正态分
布 , =10, =3 5 xlO6m3( =353,d=12zI-Gft3);气层 B亦为对数正态分布 , =12,d= 5.0 x
106 ( =424,d:177Gft~)
在两层气层中通常都有共同因素,假设相关系数 p=0.50。
图 1说明了单个储层及它们之和的分布。
1 0
0 8
骷 0 6
晕
珉
0 4
0 2
0
、 一
I\ 、
\\ 、
、\ 、
’ \
1.\ 、L
、 、 。 、
㈤ L
一 ⋯ 、 ’ 、
、
、 ’ 、
、 、
- ’
-
, - .
’ -
- ,
- - 一
可采 }}j的气 (10 m 1
图 1 单个储层 厦它们之和的分布 A和 B为具 0 50级相关系数的寸数正态分布
采用蒙特卡洛模拟法用拉丁超正方体采样 5000次得到综合统计结果。
结合 了储量的期望值(或平均值)是(10+12)X 106m]=22X lO6 。
应对独立的正态分布加上偏差值,标准偏差为 =(3.5 +5 )1/2 X 1o6 = 6.10 X lO6 。
虽然这并不正确 ,但它可作为比较 的基准点 。
把相关的正态分布结合起来,产生一个标准偏差为 d s=7.35 x lO6m3的正态分布 这
个较高值说明在储量数据中的正相关会增加风险。
表 l示出了独立气藏及它们之和的标准置信度 ,其单位为 lO6m3。
在这一简单例子中,采用 9o%的置信度时,正确 的探 明储量 l3.72 x lO6m3几乎 比 12.73
x lO6m3高出 8%。由于有多种资产,所以在各单项资产置信度较低时(总资产)置信度就可达
9o% 。
由附加储量来增加探明储量。从概念上说 ,储量资产足够时探 明储量 + 控制储量(置信
度为 50%)将提供一个合计储量 ,合计储量的置信度大于 9o%。这是 由于资产的独特风险 因
储量类型增多而减少 ,合计储量将使得探明储量增加。
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 12卷 第 2期 提高石油储量评估精度的概率性方法 47
表 l 单个储层及它们 之和的标准置信度
置信度 j 9o% j 50% 1O%
气层A l 6.1[】 l 9.44 14 59
气层B 1 6.63 l 11.儡 18.50
对 上两项错误地求和 l2 73 2o 52 33.09
根据模拟的实际求和 13.72 20 83 31.65
根据模拟的零相关情形 【 15 10 f 21 08 29.86
当一家更大公 司购买资产时总探明储量将增加 ,这是在创造价值吗?回答是 :在合并资产
中的实际价值的大部分都是通过机构的效率和协作 ,而不是靠数字来实现的。
资产组合理论认为,在储量资产或其它资产 中增加储 量类型将使误差增 大。在多种组合
的资产中,重要的相关因素是产品价格 、技术和政治风险,而有关油藏的各种风险居次要地位
对于上游投资者而言,在一个较为广阔的资本市场中,相对的独立性甚至是负相关因素应该是
具 有特别 吸 引力 的 。
许多储量工程师从未赋予过合计储量如此多的涵义。制订合计储量工 怍程序时,应该遵
守概率和统计 的规律。
建议之六 :储量报告中,通常是石油公司的储量报告 中,合计不同类型的储量之前应先测
试其置信度。测试置信度时 ,如果经济模型假设为 9o%的可靠性 ,将得到全部的或者更多的
探明储量。
典型的作法是在储量报告中详细描述储量构成 单元。评估储量构成时,哪些置信点的结
合将提供探明(置信度为 90%)储量呢?用于评估储量构成单元(完井 、油藏或资产)的分布曲
线提供 了必要的数据。可以用分别加量的方法来产生储量报告中的置信度 ,并以此来求取资
产的共同置信度。通过识别资产的相关性(例如在同一勘探远景 区的资产的相关性)来添加增
量是 必要 的 。
在上述两个气 的例子 中,通过合计置信度为 86%的每个气层得到置信度为 90%的天然
气储量。由资产 (或 由油藏或完井)和储量分类来配置储量的其它方法也是可行 的。例如,一
种较为简单但不够严格的方法是按照与平均值或 中值的比例配置构成单元 的储量 。
根据数据类型而不是数据质量进行储量分类
根据数据类型而不是数据质量进行储量分类 ,要求概率性探 明储量通过大于 90%置信度
的测试 。进一步而言,探明储量必须 由钻井、流体界面等关键数据确定。因此 ,数据的来源和
类型也是限制条件。未开发地带的储量必须位于正常井距的控制范围 内,或者位于油藏工程
师有理由确定的井问油藏横向连续范围内。根据 目前的定义,勉强使用的地学或统计学方法
是不够的。
例 2 假设在一个勘探远景区内地震解释工作已识别出 2o个塔礁并精确地成 图。其中
一 个塔礁经钻探发现商业油流,从而证实了该地区的勘探远景并排除了塔礁勘探的区域风险,
维普资讯 http://www.cqvip.com
148 国 外 油 气 勘 探 2OOO正
例如烃源岩和烃类运移的风险。
据分析,各个塔礁的 L渗特征是不同的 ,其余 l9个塔礁的产油能力仅取决于其孔渗条件。
储量评估专家判断每个塔礁 圈闭的勘探成功率为 40%.且每个 塔礁 圈闭的储量大小是不同
的,呈 =2.0, =2.5×106mJ( =12.6,d=15.7Mbh【)的对数正态分布。
什么是探 明储量呢?探明储量的定义有如下限制 :(1)远景圈闭中至少有一 口井钻至 目的
层 ;(2)储量控制范围仅在 已钻井之外的适当范围内。
根据统计学规律 ,每个独立塔礁圈闭的勘探成功率 ( )是相同的,可用二项分布加以描
述。储量累计分布图表明如果钻探其余的 19个圈闭,新发现 4个或更多含油塔礁 圈闭的概率
是 93%(如图2所示 )。在蒙特卡洛模拟中添加新发现圈闭的容积分布是方便的。结果如图 3
所示 ,在其余 19个远景区另加 6.5×lO6m3或更多产能的机会 为 90%。期望增加 的储量是 19
×0.40x2.0 : 15.2x 10om (96 Mbb1)
1
0
0-
斛
辜
0
0
0
发现数量
囤2 储量)jc积分布表明了在对其余的全邯远景区进行了钻探之后发现一定的油藏数量或超过
这个教量的概率=这是 一个独立事件敷 Ⅱ=19、每个圈闭的成琦率 =0.40的二 项分布
我们可以“较有把握”地估算将被开采的储量 ,“较有把握”意指所有 已探明储量的分类 尚
未经过测试。作者 曾就此 向若干组人员询问过他们将储量划分为探明储量 的充分证据 ,尽管
已有探明储量的定义,半数的组认为需要一口井 的控制,半数的组认为不需要一 口井的控制
显然,这些人员多为倾 向于概率性评估方法的工程师和地质师。
假如将例 2修改为已钻探了 lO个塔礁圈闭并发现了4个油田,每个油田的平均石油储量
为 2.2×lO6m3(13.8Mbbl,好于原始的预测),那/厶,在其余的 1O个具有同样远景的塔礁圈闭中
至少发现一个油田的概率为 95%。你将如何回答下述问题呢?
(1)我们是否应将其余远景圈闭之一的储量计人探明储量呢?
(2)对于未钻的圈闭,如果用地球物理手段能够检测出原油的存在和运动,是否应将其计
人探 明储量 呢?
(3)能否将这个勘探远景区中的储量资产计人一种涵盖广泛的资产组合中?
建议之七 :通过置信度测试简化储量分类的定义。不要取代专业判断的附加安全保护标
准 要依靠专业判断,同时坚持分析和描述储 量风险 T.Scott Hiehman(1991)指出:“尽管带
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 12卷 第 2期 提高石油储量评估精度的概 率性方法 149
有主观性 ,适宜的、符合评价
的储量估算程序能够满足石油工业的需要。”
1.0
0 9
0.8
褂 0 6
璧
耄
翔 0 4
O.2
0
.’、
I
、
|
1. 15. 3 l0 =平均 值 1
\
\
6. 5 、
. 、 -l'
气储量 (10。 )
图3 储量累积分布表明了 =19、每个圈闭的成功率 =0 40的储量分布,而且
成功的圈阁 为 =2.0 =2 5x10~,P 对敷油气储量分布
重 新考虑经济假设条件
储量报告的大多数使用者对货币值数据的兴趣较大 ,而对储量数据的兴趣较小 就新油
田而言 ,储量数据是资产评估中至关重要的,同时也是最难以确定 的因素。在油 田进人成熟
期、油层生产情况明了之后 ,油价可以成为资产评估 中的主要不确定 因素。美 国石油工程师协
会和世界石油会议组织新的<石油储量定义’允许对未探明储量逐步递增的经济评估有回旋余
地 ,这是令人鼓舞的。这种回旋余地或许应该延伸到对于探明储量的经济评估中。
石油储量定义的目的永远是提供一种一致性的 、可 以进行对 比的准则 。会计师的~个信
条是统计的~致性较客观性更为重要。储量工程师则更倾 向于实用主义。重 申:可靠的储量
评估能建立起决策者的信心。
可以预料 ,较其他投资者而言,石油勘探开发投资证券的购买者或持有人对于油价更为乐
观。令作者好笑的是 ,人们在出售远景勘探 区块或进行类似交易时 ,采用保守的油价和其它经
济假设条件进行经济评估 。看起来 ,他们正在试图向非石油勘探 开发投资者兜售。对油价乐
观的公司或个人将给予石油资产较高的评估,并成为可能的购买者。作者建议对油价持不乐
观态度的个人投资于其它项 目,而不是石油勘探开发项 目。
建议之八:根据多数人赞同的一系列石油资产评估参照的经济假设条件,在年底组成一个
维普资讯 http://www.cqvip.com
15O 国 外 油 气 勘 探 2000正
工业标准小组。油气期货
和特尔裴投票可以帮助建 立一个油价和逐步递增的经济评估的
主流预测 以文件形式允许对位置、质量 、货币兑换率和特殊情况进行调整。对油价的预测也
必须指 出其不确定性。最初的做法也许是采用概率性 (加权)评估方法给出每种油价预测趋势
背景下的资产高值、中间值或平均值 、低值。
贴现率。作者不得不提出一个有争论的议题 :贴现率。显然,贴现率在资产评估时是一个
关键的假设条件。一些财务专家(如 Brealey和 Myers)认为由于概率性评估方法 已经考虑了风
险因素 ,在使用蒙特卡洛模拟法时应该采用一种无风险的贴现率。作者经过模拟股东评估值
认为这种观点大体上正确。许多人表示同意这种观点 但是 ,大多数公司采用 一种传统财务
方法中的风险调节现值贴现率:资本成本的加权平均值。所以 ,这些公司在应用概率性评估方
法时对其项 目和资产的风险多估了一倍。概率性方法或保守的判断调节方法都可评估风险.
因而不必再进行现值贴现率的风险调节 另一种常见的错误是在贴现未逐步递增的经济条件
下采用实际资本成本。当然,可比较的储量报告要求一致的贴现率。这种选择对于长寿命资
产评估的影响是明显的。
建议之九:对于一份储量报告 ,并非所有的使用者都同意其中的工程和经济假设条件。当
主要参数调整时 ,采用蜘蛛网图或等效敏感图表示报告评估 的变化 。期望值储量和期望货 币
值是关键的决策标准。通过储量分类,敏感图可以显示期望货币值的敏感度,其参数如下 :
(1)平均油价递增量或年参照油价 ,例如油田资产半寿命期左右的年参照油价;
(2)未钻探储量的统计意义上的成功率 :
(3)下年石油产量 、递减速度或最终采收率。最终采收率仅适用于净现值敏感度。
建议之十:当再次复查储量定义时 ,我们可以深人地展开讨论。为什么不可以进行技术进
步 的预测?我们可以期望钻井 、油藏模拟 、地震处理和其它技术 的进步 。如果这种技术进步对
储量评估的影响是实质性的,为什么不可以包括在储量预测 中呢?在储量预测模型 中应补充
新的实质性的评估因素。
近期 内值得为概率性储量评估增加工作量
一 些读者可能认为上述建议是激进的和异端的,认为如果现有的储量评估方法是可行的,
就不必修改。其他读者可能对明显地提高储量报告可信度感兴趣。作者希望本文有助于引发
活跃 的讨论气 氛。
确定性石油储量评估工作 的典型做法是 70%的工程评估和 30%的“经济评估”。“经济评
估”包括资金流动预测、货币值 的计算和合计 经济评估主要涉及输人资料 、运行程序和检查
结果 。
采纳上述建议需要在评估储量时 ,特别是初期评估储量时付 出更多的工作量。描述油层
参数的不确定性和可对 比性也许要求 20%的额外油藏工程评估工作量 ,当采用随机油藏模拟
方法时尤其如此。概率性评估和台并资产也 许要求 50%的额外经济评估工作量。因此 ,概率
性储量评估方法要求 29%(=0.7×1.2+0.3×1.5—1)的额外工作量。
值得为概率性储量评估增加额外工作量吗?回答是肯定 的,如果想得到可信的储量。储
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 12卷 第 2期 提高石油储量评估精度的概率性方法
量评估专家是从事信息工作的,只有当信息被充分发掘后 ,才能为公司或客户的决策增值c如
果储量对决策的影响并非关键性的和敏感性的,简洁的评估方法是适宜的:储量估算程序的主
观性判断方法可以取代更为详尽 的概率性储量评估方法。反之 ,应采用增加额外工作量的概
率性储量评估方法。
毫无疑问,较好的储量评估方法将得到发展 , 尽可能地减少额外工作量。计算机指令周
期方法的应用是廉价的,可以自动完成许多工作量 计算机执行概率性储量评估几乎无须增
加人力和时间。实际上,通过普及概率性储量评估方法是可以节约时间的。
有 关 术 语
EMV : Expected Monetary ue= ,期望货币值 ,也称为风险加权净现值,与净现 值相同。 ,Val EV NPV
EV : Expec【ed Value,期望值 ,概率加权平均值,与平均值相同。
NPV : Net Piesent Value=Net Present Worth,净现值 ,单位为美元或其它货币单位。
PV":l~ rlt Value= l~ rltWoah,现值 通常与 NP、T同义(一些人在 PV之前加上 Net
以示扣除了投资),单位为美元或其它货币单位。
s = 一 个样本集的标准偏差。
= 概率密度分布或总体平均值。
= 概率密度分布或总体标准偏差。
参 考 文 献 (共 13篇 ,略 )
译 自 Society Petrob~om Engineers 49032
译 者 简 介
王克宁 男,1951年生,1976年毕业于华东石油学院:曾在{石油地球物理勘探)及本刊中发表文章多篇,并
被^选 1998年中国地质矿业家列传。现在中国石油勘探开发公司M事国际石油项目管理工作。
(本文编辑 刘希学)
维普资讯 http://www.cqvip.com