实物期权法在油气田勘探开发项目价值评估中的应用

[提要] 由金融期权衍生而来的实物期权理论已经在投资项目价值评估方面得到广泛的应用。本文从投资项目中实物期权类型的识别、实物期权模型的选用以及实物期权模型的扩展等三个方面对实物期权法在油气田勘探开发项目价值评估中的应用进行综述，探索实物期权理论研究现存的不足及未来发展方向。

关键词：实物期权法；油气田勘探；价值评估；综述

中图分类号：F83 文献标识码：A

收录日期：2016年4月14日

由于传统的评价方法净现值法（DCF）忽视了投资项目进行过程中的管理柔性价值，并低估了投资项目中的不确定性所蕴含的价值，实物期权法逐渐得到理论界与实务界的研究和应用。实物期权是金融期权在实物资产方面的延伸，是对传统DCF法的改进，能够对不确定性进行较为准确的估值，因而可以更加科学合理的对投资项目进行价值评估。实物期权理论在经历30多年的发展后已得到国内外学术界的广泛认同。本文从实物期权分类的识别、具体模型的应用以及普通模型的扩展等方面，对实物期权法在油气田勘探开发项目价值评估方面的应用进行综述。

一、油气田勘探开发项目中实物期权类型的识别

Myers（1977）认为实物期权的具体类型包括等待期权、取消期权、终止期权和成长期权；Morten W.Lund（1999）分析了油田勘探开发项目各个阶段中存在的期权，认为在项目的每个阶段都具有停启期权和等待期权，而在油气田项目的开发阶段，实物期权衍生于项目投资者对项目开发投入、钻井规模和后续生产规模变更的选择。张庆伟（2002）提出油气勘探开发项目中具有三种类型的实物期权，分别是推迟期权、规模变更期权以及放弃期权。郝洪、郑仕敏（2003）研究了油田开发项目中存在的实物期权，地下油气总储量和油气市场价格的变动，使得管理者拥有了延迟开发、变更开发生产投入规模、暂时停止项目开发生产、放弃油气勘探开发项目的投资等选择权，相应的选择权分别对应推迟期权、扩张期权、缩减期权、暂时关闭期权和放弃期权。高世葵、董大忠（2004）指出，由于市场油气价格的变化、地下油气总储量的波动以及其他不确定性因素的影响，油气勘探开发项目具有典型的实物期权特征，认为勘探阶段存在着放弃或缩减期权、扩张期权和延迟期权。张永峰（2006）等认为，终止期权和停启期权是油气勘探开发项目中非常重要的两类期权，终止期权主要存在于勘探阶段，而平稳的开发阶段具有停启期权类型特征。杨雪雁、罗洪（2007）指出油气勘探开发项目中的期权类型主要有递延期权、放弃期权、扩大生产期权以及分阶段期权。

国内外学者对于油气勘探开发项目中实物期权类型的划分，在名称上略有差异，但本质上无太大差异，如等待期权与暂时关闭期权；停启期权、延迟期权与递延期权；放弃期权与终止期权；扩张期权和缩减期权也可统称为规模变更期权。不同类型期权所指带的选择权是相同的，因而为统一起见，可认为投资决策者在油气勘探开发项目进行过程中具有暂停或推迟项目、改变项目生产规模、放弃项目等选择权，由于这些选择权的存在，项目具有了相应期权的价值。

二、油气田勘探开发项目中实物期权模型的选用

同实物期权理论一样，实物期权模型衍生于金融期权模型，二者主要的区别在于模型参数的定义。对应的经典实物期权模型有Black-Scholes（以下简称B-S）模型、二叉树模型，由于二者具有各自不同的特点，因此不同学者会针对模型的优点在研究中选用不同的模型。目前应用更广泛的是B-S模型。高世葵、董大忠（2004）认为实物期权可以很好地评估油气勘探项目的不确定性所带来的相机抉择的期权价值，运用实物期权的B-S定价模型计算了包含期权价值的油气勘探价值，并用二叉树定价模型抉择油气开发投资的最佳时机。李志民、邵球军（2008）将矿业项目投资的必要报酬率和再投资率引入到传统的DCF法中，并结合实物期权中的B-S模型，构建了考虑管理柔性的矿业投资项目总体价值模型。阮利民等（2011）将实物期权理论应用于矿产资源限制性开发补偿额度的测算，建立了基于B-S模型的矿产资源限制性开发补偿的总体框架，弥补了传统生态补偿额测定方法难以计算矿产资源限制性开发机会成本的不足。张自伟、何艳山（2012）根据矿产资源项目投资的特点和传统净现值法的缺陷，运用B-S模型定价法构建了基于推迟实物期权及复合实物期权的矿产资源投资决策模型，并通过案例分析说明了实物期权方法在矿产资源投资评价中的有效性。邓玉辉（2013）认为，低渗透油田开发项目具有典型的实物期权特性，并应用B-S模型建立了适合于低渗透油田开发项目特性的实物期权定价模型。Tregiorgis（1990）运用二叉树期权定价模型来解决包含各种不同经营灵活性的矿产投资项目的定价问题。吕晓岚、曲立（2010）指出油气类项目的勘探开发存在着高度的不确定性，实物期权投资分析模型相较于传统评价模型具备进一步的合理性。在项目勘探开发过程当中，项目投资者可以根据油气市场价格的波动、地下油气储量的变化以及勘探开发成功率变动进行是否继续进行项目资本投入的决策。作者根据实物期权法中的二叉树期权定价法在油气勘探开发项目中的应用机理，提出了适合我国油气勘探开发项目一体化经济评价的模型。

三、油气田勘探开发项目中实物期权模型的扩展

考虑到油气勘探开发项目通常具有多种不同类型的实物期权，越来越多的学者建立了复合实物期权模型来对项目的整体期权价值进行评估。张永峰等（2006）指出油气勘探开发项目中存在的不同类型的实物期权之间存在着依赖关系，因此在进行战略经济评价时，不能简单地求和。针对油气勘探开发项目中存在的两种典型实物期权――终止期权和停启期权，构建了基于二叉树定价法的复合期权模型。张栓兴、卢妮（2006）也认为油气勘探开发项目的价值相当于复合实物期权的价值，其总价值并不是各单个不同实物期权价值的加和。在分析油气勘探开发项目中实物期权的复合特性的基础上，进行了复合二叉树期权模型的构建。张波（2012）选取Geske复合期权定价模型对稠油区块开发项目进行评价，并进行了单井评价以及敏感性分析，结果表明相对于无风险利率，波动率对实物期权价值的影响会更大。张自伟、何艳山（2012）运用B-S期权定价法构建了基于推迟实物期权及复合实物期权的矿产资源投资决策模型，并通过案例分析说明了实物期权方法在矿产资源投资评价中的有效性。

另外，一些学者在分析实物期权一般定价模型局限性的基础上，对其进行了改进，或者与其他方法相结合，使得修改后的模型更具合理性、有效性。Dias（1997）将实物期权理论与博弈论相结合来确定探井的最佳时机。Cortazar和Schwartz（1998）将蒙特卡罗模拟法应用于油田勘探开发项目中实物期权的价值评估。黎国华、黎凯（2002）提出目前国内对实物期权的定性分析和采用偏微分方程的定量分析都不能满足我国现阶段实际应用的需要。熊晶晶、杨克（2005）对国外已有模型进行了修改，以B-S欧式期权的偏微分方程为基础，构造了以每单位付现成本为执行价格、以油气的价格为基础资产的市场价值的开发阶段停启实物期权定价模型。研究结果表明，修改后的模型与实际结合更紧密，操作更可行。杨旭萍（2006）创造性地把B-S模型中的五个变量提炼为两个变量，将实物期权和净现值法结合，确定了油气勘探项目的二维投资决策准则；在假设油气价格波动服从均值回归过程的基础上，建立了油气生产项目的二叉树停启期权模型。刘冰、胡娟（2008）利用多元伊藤过程期权定价的B-S模型进行了扩展，并且通过对勘探开发中随机变量的规范及国际油价和汇率变量的引入，建立了一种新型的石油开发实物期权评价模型。李志民、邵球军（2008）将矿业项目投资的必要报酬率和再投资率引入到传统的DCF法中，并结合实物期权中的B-S模型，构建了考虑管理柔性的矿业投资项目总体价值模型。胡柯（2010）在对油气勘探开发项目一体化经济评价法以及二叉树定价模型研究的基础上，结合蒙特卡洛模拟建立了一个更适合于油气类项目的经济评价模型。张伟华（2011）将实物期权法引入到石油勘探项目投资决策中，在分析B-S的缺陷基础上，对原模型的波动率进行了修正，并构建了石油勘探项目投资决策的B-S实物期权定价模型，结果证明该模型应用于石油勘探项目投资决策比传统方法更科学有效。张高勋等（2013）认为以往文献中实物期权模型假设资源价值波动率固定不变不符合实际情况，在引入随机波动率的基础上，采用GARCH模型预测资源价值的时变波动率，并结合风险中性的鞍定价方法构建了基于实物期权的资源定价模型，实例结果表明，与DCF和B-S模型相比，该模型更能灵活刻画资源开采过程中的期权价值，更能体现资源所有者的权益。

四、存在的问题及未来展望

由上述可知，应用于油气勘探开发项目价值评估的实物期权法已经得到了深入的研究和广泛的扩展，然而实际上存在一定的不足。

（一）虽然油气市场价格的波动对于油气勘探开发项目价值有重大的影响，但仍存在其他一些因素，如技术、税率、投资环境等因素会影响项目的价值评估。现有研究少有对这些因素进行量化分析，尽管部分研究建立了考虑多个因素的评价模型，但将不同影响因素波动率的加总等价于项目的综合波动率未免不符合油气勘探开发项目的真实环境。因此，未来应注重项目实际波动率的测定研究，以使项目价值的评估更加客观、准确。

（二）众多研究均表明，油气勘探开发项目的投资决策是一个时序决策过程。在此基础上，学者们将原有的经典实物期权模型扩展为一个复合实物期权模型，从而也促使实物期权的定价变得更加复杂。通常应用较多的Geske模型仅适用于两个且同类型期权的复合定价，虽然有研究对该方法进行了扩展，但仍未形成一种较为成熟且具有一定通用性的复合期权定价模型。尽管运用蒙特卡洛模拟法可以简化求解过程，但却不便于进行参数的分析和经济意义的解释。

（三）为使实物期权模型计算结果更接近于项目的实际价值，传统模型逐步地被扩展和优化。模型复杂化似乎成为了制约实物期权理论发展的瓶颈。而不同学者引入不同的理论结合实物期权理论构建模型，使得评价模型缺乏统一性，不便于进一步的推广应用，因而构建一种通用性的并能被广泛认可的实物期权定价模型是急需解决的问题。

主要参考文献：

[1]Mayers，Steward C.Determinants of Corporate Borrowing[J].Journal of Financial Economics，1977.5.

[2]Trigeorgis，Lenos.A Real Option Application in Natural Resource Investments[J].Advances in Futures and Option Research，1990.4.

[3]Schwartz，E.S.The Stochastic Behavior of Commodity Prices：Implications for Valuation and Hedging，Journal of Finance，vo1.52，no 3，July，1997.

[4]Cortazar，G&ES，Schwartz.Monte Carlo Evaluation Model of an Undeveloped Oil Field，Journal of Energy finance & Development，1998.vol.3.no1.

[5]LUND M.W.Real options in offshore oil field development projects[C].3rd Annual Real Options Conference，1999.

[6]张庆伟.实物期权在石油勘探中的应用[J].西安石油学院学报（社会科学版），2002.3.

[7]黎国华，黎凯.实物期权的二叉树模型应用――不确定性环境下的投资决策分析[J].江西财经大学学报，2002.3.

[8]郝洪，郑仕敏.石油开发项目决策的期权方法[J].石油大学学报（社会科学版），2003.2.