（金融学专业论文）实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用.pdf

abs tract the in ves tment inp e trol e um d e v e l 叩m ent p roje c t i s t i m e 一 c ons umin g and 分rs i b l e ， and h a s a hi g h l e vel o f unc e d a 1 n t y w h ic h e nge n d ers o p p o 川 刀 n ityv al ueo f th e in v e s t meat . t h e tl ad 饭 朋1 血ci s io n-m akings ofi nve 劝 m e ntinp etro l e u md e v e l o p m ent p roj喊 h a v e a fo tof wea knes se s ，w hi ch i gno re the re al o pt i onsvalue of such 刃 n v e s t m e l l tand 助d e re s t im at e t h e true val u e ， th e n i n tr lmin e v i l a b l y l e 翻t o wrong dec 三 s i o ns. t h i s p ape r di s cus s e s the app l i c at i o no f re alopt i o n s p ri c i n gtheo ry i np e tr o l eum d e v e l 叩 m e n t p roje ct . 从 七a n a 1 yz ethe c h a r a c t e r s0 fre al0 p t io n sin the pet r o le um d e v e l o p m e n t p r oj eet， th e re as onand m e c l犯 叮 1 5 班o f a p p 1 y in g th e re alo ptio nsm ethedinthe ec o nom i c e v a l u atio n o f th e pr oj e ct . b ec aus e th e re s u l t w h i c h we g ets fromthe g e o metry b r o wn m o ti o n b a s a tren d to耐y o ned irect i o n， we p r o p o s e e x p o n enti alo 一 um o d e l to fo re s e e p e t r o l e um p ri c e . then we b ri n g inth eb in o m i a l tree o pt i o n p ri c i ng m etho dt o c al c u l ate the v a lue o f re alo ptions fo r g ettin g a m o rep r e c i s e re s ult. t l lj s p aperm a i 川 yc o n s i s tso f the fo l l o w i n gwor k . inc h apterl ， we l n tr o d uceth e b ac k ground and s i g ni fi c anc e . i n chapt erz ， we g i ves o m e pr o pert i e s o f e xpo nen t i al0 一 u p roc e s s ， whi c h fo c u s o n the o p t i o n pric i n g th e o ryb as e d o n this p ro c e s s and 嫩1 1 b e use d in c ll a p t e r 4 . inc h a p t e r 3 ， we g l v e a b ri e f intro d u c tion o f r e a l o p t i o ns 了 比 o u ghc o 幻 口 p a n 力 g t l、 e 仃 a d lt io n alm etho d s 初thr e a l o pt i o ns m e 山 o dw h e ne valuating the value o f p e t ro l e um d e v e l opm ent p roje c 七 we g eta re s u lt t h a t re alo ptio nsm e th o d i s b e tt er.i n c hap te r 4 ， we d i s cuss t h e opt i onpric i n g th eoryo f re alopti o n s ， w hi chi s th e k e y o f 而s p ape r. w 七 ana l y z e th e opt i o n p ric呢 m e th o d b as e d onthe e x p o nentia i o 一 up ro c e s s and b in o 而a l tree o p ti o n pric in gm e th o d . i nc ll a p t e r s ， we c o n c l u d et ll a t e x p 0 nent i alo 一 upro c e s sg ets am o re p 概i s e p e trol e um pric e . the nwe u s e th e o pt i o npric in gfo rmul a w l1 1 c hi s b as e do nth e e x pon enti aio 一 up r 搬 s s and b i n o m i altree opti o n pric i ngm etho d t o c al c ul ate t h e valueo f d e fe rr in g o p ti o n . i t s hows th a t th e p e tr o 1 e um dev e 1 o p m ent pr oj eet wil 1 b e 姐d e r e s t i m a t e d i f i gno re s 出 e v a l ue o f re alo p l l ons . k e y w6 r d s : r e alo p ti o 二 ， 即t i o n pric ing， p etro l eum d eve1 o p m e n 仁 b in o 而目 tree ， e x p o n e o t ial o 七process 声明 本学 位论文是我在导师的指导下取得的研究成果， 尽我所知， 在 本学位论文中， 除了加以 标注和致谢的部分外， 不包含其他人已 经发 表或公布过的研究成果， 也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。 与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已 在论文中作了明确的说明。 研 究 生 签 名 : 卫 型壑一 ， 啤7 月 尹 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档， 可以 借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容， 可以向有关部门 或机构送 交并 授权其保存、 借阅或上网 公布本学位论文的全部或部分内容。 对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理 口 。、，。寸初魔 了甲 刃j 口 二5 立耳 匀: 一乙止习一多 ” 习 年 7 月 夕 日 硕士论文 实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用 1 绪论 1 . 1问题的提出 石油是关系到国 家安 全的战略物资，世界各国 都十分重视石油项目的 勘探与开 发。 同 时， 由 于石油资 源分布的地区 差异性和石油资 源的 不可再生性， 石油公司 对石 油开 发项目的 投资应该 更加慎重。 目 前的投资决策评 估方法主要是 在贴现 现金流 量法 田isco untedc as h f fo w ， d c d的 基础上建立起来的 ，主要的评价指标包括净现值困e t pre se nival ue， np均， 内 部回报率( i n t e m a l r 冶 t e ofr e o n 刀 ， ， 卫) ， 投资回收期( p ayb ac k p erio d ， p p) 等。 在实际 应用中发现，在现金流量 确定的 情况下，采用d c f 法可以 得 到准确的价值.而当未来的现金流量不确定时，使用 d c f法需要考虑如何处理现金 流量 所包含的 风险. 由 于投资 环境面临着越来 越大的 不确定性， 这种传统的 评价方法 的局限性表现得越来越明显，实物期权方法的产生已经引起了越来越多学者的关注。 本文主要针对传统投资 评价方法的 局限 性， 研究实 物期权方法在石油开发投资项目 中 的应用。 1 . 2国内外研究的现状 m aye rs (l 977) 首次将期权理论引入到企业投资决策中，并提出了 “ 实物期权皿 eal 0 如。 ns)” 的 概念。 早期， 国外实物期权理论主 要是应用于自 然资 源的开发 方面。 因为 矿产石油等资源价格波动性比较大， 而且投资持续期间比较长，因而产生了价值较高 的 期权价值， 对于评价 项目 的价值具有重要的 意义。 p ad do ck， si eg el 和5 初 th ( 19 8 8) 126 探 讨 了 沿 海 石 油 矿 藏的 评 价， 主 要 研 究 延 迟 期 权 的问 题， 建立了 美式买 权定价模型， 并且讨论了复合 期权问 题。 通过比 较传统的投资 决策理论与实物期权理 论， 指出未来不确定性因素 越多，实 物期权的价值越大。 bj e rk s u n d 和 ekeln( 19 90 )ls 对 未 开 发 的 挪 威 北 海 油田 的 研究 表 明 ， 优 化 投 资 时 间 可增加63万美元的 现金流量，占d c f 法计算的 期望现金流量的12.6 %。 jac ob y 和l aughto n( 199 2) 研究在 石油勘探开 采过程中 ， 考虑税收 情况下实 物期权的 定价问题。 d ix it 和pi nd y ek ( 19 94 ) 0 指出 在石 油 勘 探开 发 项目 中 ， 相 对 于 其 他 类型 的 期 权 而 言， 延迟期权的 价值最大。 并且给出了 几个案例， 一个涉及到评估尚 未开发的 海上油 田， 另一个调查了 火力电 厂降硫问 题。 trige o rgis 20 一23 针 对 跨国 石 油 公 司的 矿 产 开 采 计 划 ， 提出了 开 发 方 案中 含 有 多 种 期 权， 比 如开发阶段的 放弃期权， 营运阶段的 扩张期权和中止期权等等， 并针对这些 期 硕士论文 实 物期权定 价理论在 石油开发项目 价值分析中 的应用 权提出了评价模型。 c 加 双 lie (2 0 02)ln讨 论了 均值 回复模 型在实 物期权中的 应用， 同时 研究 了两因 素 模 型的定价问题。 我国石油经济评价工作 起步于二十世纪六十、 七十年代， 那时 开始运用现代工程 经济 评价方法分析方案的 经济效果， 但由 于我国尚 处于计 划经济时 代， 因 此此时 对油 气勘探开发的经济评价程 度不够， 研究的深度也不够。 1 9 8 7年以 后，在石油系统比 较系 统的 按照国 家颁布的 建设 项目 经济评价方法与 参数 文本的要求， 运用净现值 法(n pv) 作经济评价， 从1993年起， 又按照颁布的 石油工 程建设 项目 经济评价方法 与参 数文本及 关于执行 石油勘探开发建设项目 管理若干问 题暂行规定等文件， 将 项目 计划管理、 评估、 审 批及资金等工作纳入了 管理程 序。 油气 勘探开发工作早就 引起了我国油气勘探开发管理和经济管理人员的重视， 许多学者从不同的侧面探讨与 勘探开发项目 经济评价相关 的问 题， 研究油气经济勘探经济 评价方法和程序， 但是由 于受到计划经济 体制的影响 和油 气勘探开发过程 及投入 产出的 复杂性， 目 前的 研究 还 不能满 足科学决 策的需 要， 绝大多 数勘探开发 项目 因 缺乏 可操作的 方法而 未做科学深 入的经 济评价。 国内学 者从 1 9 98 年左右开 始进行实物期权的 研究工作。 起初主要是通过对发达 国家公司 估价思想和方法的 研究， 进行有关实物期权概念的 导入工作， 随 后一些学者 开 展了 更多的 研究工作， 研究范围 大大加宽了， 包括在自 然资 源、 企业战略投资、 房 地产投资、国 际投资、 研究与 开发( r 二是 对于开发 项目 ， 利用 风险中 性定 价方法的 二叉树期 权定 价模型作为 开发项目 的 时机决 策的期 权方法， 为油 气开 发项目 的 投资决策提供科 学依据。 硕士论文实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用 张永峰， 杨树锋， 陈汉林， 贾 承造( 2 0 04) 【 stl 对石油勘探项目 实物期 权应用模型中 的 波动率参数性质及其在计算石油 勘探项目的 期权价值中的 作用进行了分析， 提出了 适合 石油行业而且易于操作的波 动率参数的计算模型. 以 净现值法为基础， 应用蒙特 卡罗原理， 提出了 在石油产量 和市场油价随 机变动条件下石油开 发项目 实物期权应用 模型中 不同阶 段的 波动率参数估算方法。 实例分析结 果表明， 该方 法能 够相对准确地 估算出石油开发项目实物期权模型中的阶段性波动率参数。 3本文研究的目的和意义 对于石油开发项目，常用的评估方法是npv方法。但 n pv 方法暗含着以下不合理 的 假设:( 1)投资是刚性的， 即 要么 立即 采纳该 项目 ， 要么立即 放弃 该项目 。( 2)投资 是可逆的， 即如果市场条件比 预期的 差， 可以 不投资 并收 成本。 但实际 上， 大多数投 资是不可 逆的。( 3)投资是被动的，即 在投资过程中， 决策者扮演的只是一个被动角 色，只能坐视投资环境的变化，而不能采取相应的对策。 npv 方法忽视了 投资项目 的管理柔 性，没 有考虑项目 中 期权的 价值， 从而可能低 估了项 目的价值。 实物期权是在不确定性环境下的投资的有效方法，将实物期权法引 入石油开发项目的经济评价的最主要原因就是 : 实物期权法可以解决风险大、 不确定 性大的项目的经济评价和投资决策，而石油开发项 目 满足这样的特点。 在石油开发领域应用实物期 权的 重点在于如何计算项目中 所含有的期权价值。 传 统的方法是假设石油开发项目的价值由石油价格决定， 并且石油价格满足几何布朗运 动，而后运用 bla c k 一 s chof es 公式计算期权的价格。这种方法存在以下的缺点:基于 几何布朗运动过程的价格预测模型虽然能合理预测短期价格变化， 但它易于偏离起算 点， 未必与观测到的 长期原油价格 波动相吻 合。 然而石油开发项目 的期限一般为几十 年，此时几何布朗运动模型不再适用. 针对这一缺点， 有些学者提出采用均值回归模型代替几何布朗运动模型。均值回 归是指标的资产的价格无论高于或低于价值中枢 ( 或均值) 都会以很高的概率向价值 中枢回 归的 趋势。 均值回归模型最早应用 于预测股票的价格， f ama 和f r e n c h( 1 9 8 8) 、 p o t e r b a 和s unun ers ( 1988) 在对美国纽 约股票 市场进 行实证 研究的 基础上得出了 股票 价格从长期看呈均值回归的结论。 di而tri osm a l l i ar o p u l o s 和斑 c h ar d prie stley( 199 9) 对 东南 亚7 个国 家股票市场， b al vers 和g i l 】 i l and( 2 0 0 0)对欧 美 18个发达国 家股票市场 的 研究都得出了 股票价格长期呈均 值回归的结 论。 hull( 20 oo )指出 也 可以 运 用 均 值 回 归 模型 描 述 实 物 资 产 的 价 值 规 律 ; c h ar lie (2 0 0 2) 运用o rt is t e in u hi e nbec k 均值回 归模型预测石油的 价格。 本文在传统均 值回归 模型的 基础上，引入指数 o m st e i n . u hi e n beck 模型。 采用该 模型描述石油的价 格， 用来避免出 现预 测长期原油价格的偏离 现象。 本文还把金融中 3 硕士论文 实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用 的二叉树期权定价方法引入到实物期权领域，用来计算复杂情况下实物期权的价格。 1 . 4本文的主 要研究内容 本文主要研究实 物期 权定 价理论在石油开 发项目 价值分 析中的 应用。 针对传统投 资决 策方法的缺点， 运用实 物期权方法对 项目 的 价值进 行定 量分析。同时引入指数 0 功 峨 e l n . u 币 l e n bec k 模型和 二叉树期权定价方法， 更 加准 确地计算期权的价格。 第1 章主要是问 题的提出以 及国内 外研究的 现状， 指出 实物期权方 法在评价石油 开发项目 价值中的 重要 性， 以及引入指数o rnst ei n . i j h l e n b e ck模型的 必要性。 第2 章介绍了 指数 0 一模型，给出了指数0- u 模型的定 义及性质， 讨论了基于该模 型的期权定价问题。 第3 章给出了 实 物期权的定 义、 分类和评价 石油开发项目 价 值的 传统方法， 指出 了实 物期权方法与 传统方法的区 别， 从而得出 实物期权方 法更 加适合于评价石油开发 项目的价值。 第4 章对期权定 价模型进 行了 探讨， 推导出了 基于指 数o rnste in-uhl e n 卜 戈 k 模型的 期权定价公式。 还介绍了二叉树期权定价方法， 重点研究在考虑价值遗漏的情况下期 权的定价问题。 第5 章分 析实 物期权 在石油开发项目中的 应用， 详细给出了 实 物期 权的应用框架， 并且运 用指数 伍 把t e in 一 切 u e nbec k 模型模拟石油的 价格， 计算项目 中 延迟期权的价格。 硕士论文 实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用 2 . 指数于u 过程简介 本章主要介绍指数0-u 过程的定义 及其性质。 传 统的投资决策方 法假设 石油开发 项目 的 价 值由 石 油 价 格 决 定， 并 且 石油 价 格 满 足 几 何b ro wn 运 动 过 程。 基 午 几何 布 朗 运动过 程的 价格预 测模型虽然能 合理预测短期油价变 化， 但它易于偏离起算点， 未 必与观测到的长期原油价格波动相吻合， 随着时间的变化原油价格有朝同一方向变化 的趋势。实践表明，原油的价格不可能随时间的变化朝一个方向( 上升或下降) 变化， 从长 期看来， 其价格将会接近边界成本， 最终 达到 某一恒定水平。 由 于石油开发项目 的期限 较长，一 般为几十年， 在此期间的 原油 价格就不再适用几何 b ro wn 运动过程 来描 述了。为了 解决这一问 题，本文引 入指数于u 模型。 2 . 1 基本 概念 定 义2 . 1 : 概 率空 间(。 ，f ，p)上的 连 续 随 机 过 程b = ( 双 )t 幼 称为d 维br ow n 运 动， 如果满足下面的两个条件: (1) 双是( 。 ， f，p)上的 独立增量过程， (2 ) 尽 一 凡服 从 期 望 为。 ， 方 差 矩 阵 为 (t- s)la 为 单 位 矩阵 ) 的 正 态 分 布 即b，一 b.一 n ( 0， (t 一 5 ) 1). 特 别 的 ， 当 bo= 0 时 ， 称b = 尽 玩 。 为 标 准b ro wn 运 动 . 定 义2 . 2 设 双 。为 标 准 布朗 运 动 ， 称 随 机 过 程 s. 。 为 几 何 布朗 运 动， 若st 满足下面的随机微分方程: 残 = 产 况 dt+ 喊 残(2. 1) 其中终 口 为常 数，口 。 ，s(0)= 5 . 定 义2 ， 3 称 随 机 过 程 st t 却 为0 功 峨 e in . u 址 e nb e ck过 程( 简 称0 一 u 过 程 ) ， 若低 满足下面的随机微分方程: 或 = 刀 (s一 st)dt + 。 残(2 . 2) 其 中 刀 、 百 、 口 为 常数 ，a 0 ， s( 0)= 5 . 刀 称为 回 复 系 数. 硕士论文 实物期权定价理论 在石油开发项目 价值分 析中的 应用 定 义2 . 4 称 随 机 过 程 st 。为 指 数o rnste in . u h le n b e c k 过 程( 简 称 指 数。 一 u过 程) ， 若 st 满 足 下 面 的 随 机 微 分 方 程: 载 = 扭一 a hi 又 )s，dt十 喊 飒 其中产 、a 、。 为常数，a 0 ， a 0 ，5 ( 0 ) = 5 ( 2 . 3 ) 2 . 2 指 数0 一 u过 程的 性质 下面 研究指 数0 一 u过程的 性 质。 为了 证明 的需要， 首先给出以 下的常用结论， 结 论 主 要 来自 b e mto k s e n da l( 1 9 9 5 )14 . 定 理 2 . 1 ( 一 维 茄公 式 ) 令 为 如 下 给 出 的 it 吕 过 程 : 己 芡= u (t，。 ) dt + v (t ， 。 ) db， ， 令 那么 9 (t ， x ) 。 c z ( 0 ， co ) x 天 ) ， 丫= 9 (t，戈) 也是it 口 过 程， 而且以 一 鱼 鱼 兰 z dt + 亚 鱼 二 2 改十 生 旦 一星 鱼 工 2 改 、 次汰. zar 其中 ( dxt ) ， = 武 武 ， 并 且 有 下 列 等 式 成 立 : dt dt= dt， 飒 = db， dt= 0 ， db， 姆 = 故. 定理2 . 2 ( t 五 ejt oi s o m e t ry ) : ( f f (t ，。 溅)， 一 : 1 f ， (t ，。 冲 ， 可 。 v (: ，乃 . 定 理2 . 3 设f (t ， 劝 v 0， t ，vt之 0 ， 毛 月 t 却 为 与 之 对 应 的 域 流 ， 贝 ” 城 = f f (s ，。 城是 域 流 月 t即 上 的 较 定 理2 . 4 ( g 让 s an o v 定 理 ) 在 概 率 空 间(。 ，f ， p)上 ， 假 设 双 “r 为b ro wn 运 动 ， 月 、 。 为 与 之 对 应 的 域 流， 斑 t)( 0 g t)关 于入 适 应， 且夕 (t)满 足: : exv 喜 r 。 ， ( u ) * ) 1 0 时，开发项目 可行。 按照净现值法的要求， 结合我国石油勘探开发项 目的特点， 确定各参数。 1 . 现金流入 ( cl) : 石油开发投资 进行经济评价以 预测的探明石油储量为 基础估计现金 流入。 现金流 入只有在完成产能 建设、 石油储量 投入开 发之后 才会 发生。 它由 石油销售收 入、 油田 废弃时固定资产残值回收和油田废弃时流动资金回收三部分构成。 销售收入是石油价格和石油销售量的乘积， 石油销售量是石油产量和商品率的乘 积。石油产量为将预计探明的储量投入开发后石油的生产量， 在经济寿命期内产量逐 渐由 零达到设 计产能， 经 过一段时间的 稳产， 进入递减期， 直 至失去经济价值， 寿命结 束. 对于固 定资 产残值， 考虑到我国对环保的日 益重视， 在废弃油田时需投入一笔恢 复费 用， 同 时借鉴国 外石油公司评价时的做法， 在预测现 金流入时 可以不 考虑 残值回 收。 流动资金回收与其他项目 一致， 无 特殊性。 2 . 现金流出(c0): 从开发项目 开始投资勘探到 建成生 产能 力油气开 采， 都会有不断的 现金流出。归 纳 起来主要 包括勘探工程投资、 开发 工程投资、 流动资金 投资、 经营成本和税费。 勘 探工程投资是指被评价项目的勘探投资以及探明预测石油储量所需要的后续投资， 包 括物探、 探井、专用装备、 试油试采、 测井、 探区 临时工程、 非地震物化探、 综合研 究等工程投资以 及其他费 用。 开发工程投资是将探明 的石油 储量投入开发时所需要的 投资， 其包括钻井工程和地面系统工程的投资。流动资金是指 石油储量投入开发所需 要的周转资金。 经营成本是 石油储量投入开发后各年当 期的现金流出。 税费主要包括 增值税、城建税、 教育费附 加、 矿产资源补偿费、资源税 和所得税。 硕士论文实物期权定价理论 在石油开发项目 价值分析中的 应用 二、内 部收 益率法( i rr) 内 部收 益率法是使开发项目 从 开始到 寿命期( 计算期)末各 年净现金流量现值之 和等于 零的 折现率。 它能反 映项目 为其所占 有资 金所能 提供的盈 利率。 计 算内 部收益 率( 记为i r r )的公式为: 艺( c l c o ) : ( 1 + irr) 一 = 0 ( 3 . 2 ) 其中 ， 狠r :内部收益率; 其它符号 含义与 式(3 . 1)的 相同. 判 断 标 准 : 设 基 准 收 益 率 为1。 ， 则】r r ) 1 。 时 ， 开 发 项目 可 行。 三、 效益费用比 率法 效益费用比 率法是指项目 的效益 现值之和与费用现值之和的比 值，记为 c 此0， 其计算公式为: 。/ co= 艺 clt( 1 + 10 )一 / 艺cot( 1 + 10 ) 一 ( 3 . 3 ) 其 中 : cl， : 第t 年的 收 益; c q: 第t 年 的 费 用 ; 其 它 符号 含 义 与 式(3 . 1) 的 相同 。 判断标准:当cl / c 口 1 时，开发项 目 可行。 3 . 3 . 2 不确定分析法 不确定性是指对地 质因素、 市场因 素、 经 济因素 等情况 缺乏足够情报而无法做出 正确估计，或 没有全 面考虑 所有因素而造成 预期 价值与实 际值之间的差异。 不确定性 分析就是针对上述不确定性问 题，通过运用一定的方法计算出各种具体的 不确定因 素对开发项目 经济效 益引 发风险的 程度，从 而为项目 决策提供更加 准确的 依据。 不 确 定分析方法主要包括盈亏平衡分析法、敏感性分析法、风险分析法等。 一、盈亏 平衡分析法 盈亏 平衡分析是根据开发 项目 正 常生 产年份预期的产品产量( 销售量)、固定 成 本、 可变 成本、 税金等，研究 项目 产量、 成本、 利润之间 变化与平衡关系的方法。 项 目 的收 益与成本相等时， 盈利与亏损的转 折点 就是盈亏平衡点。 盈亏平衡分析就是要 找出 项目 的盈亏平衡点。 盈亏平衡点 越低，说明 抗风险的能力越强， 项目 盈利的 可能 性越大，亏损的可能性越小。 硕士论文实物期权定价理论在石油开发项目 价值分析中的应用 收益 甲 工 亚_总 成 本 费 用 亏平 月包 袱 产量 图3 . 1 :盈亏平衡图 二、敏感性分析法 敏感性分析是通过分析、 预测项目主要不确定因素发生变化时对经济评价指标的 影响， 从中找出敏感因素， 并确定其影响程度。 在项目 计算期内可能发生变化的因素 有勘探开发投资、 产量、 产品价格、 成本等。 敏感性分析通常是分析这些因素单独变 化或多因素变化时对项目内 部收益率的影响， 必要时也应分析对其他经济评价指标如 静态投资回收期和借款偿还期的影响。 项目 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 ( 通常以百分数)引 起评价指标变动的幅度。 在敏感性分析中， 对于不确定因素中对内部收益率影响最大的因素( 即最敏感因 素) 需要重新预测和估算，进行项目 投资风险分析。 敏感性分析是研究石油开发项目的主要因素: 产品售价、储量规模、产量、经营 成本投资等发生变化时，项目 经济效益评价指标( 内部收益率、净现值等)的预期值 发生变化的程度，从而可以找出项目 的敏感因素，并确定这些因素变化对评价指标 的影响程度，使决策者能了 解项目 建设中可能遇到的风险.它可以 提高决策准确性， 启发评价者对较为敏感的因素( 比如油价、储量规模)重新分析研究，提高预测的可 靠性。 三、风险分析方法 1 . 决策树法 决策树法是一种针对决策状态建模的方法， 其显著特点是子决策和不确定性出现 在决策分析过程中， 并试图反应复杂投资决策中灵活性的 价值。 决策树一般由3 类节 点组成: 决策点( 用方形表示) 、状态点( 用圆形表示) 和终值点( 用三角形表示) ，如图 3 . 2 所示。 硕士论文实物期 权定价理论在石油开发项目 价 值分析中的应用 口 -诀 策 点 0 - - 袱 感 点 - 一 终 值 点 图3 . 2 :决 策树模型 在决策树分析中， 决策者面临一个决策或一系列的决策， 即在几种替代行动中做 出选择， 每一个替代行为的结果依赖于一些不确定未来事件或未来状态， 决策者可以 根据过去的信息或是以 一定代价获得的未来信息来描述其概率。通常从终值节点开 始， 选择具有最高受益的节点路径倒向第一节点计算。 最后通过计算不同结果的概率 加权净现值得到项目 的净现值来选择一个决策。 这一般意味着在风险调整折现率下使 得净现值最大. 2 . 模拟法 模拟法试图 模仿一个真实世界的决策， 运用数学模型模拟投资项目 的重要评价指 标值。 模拟方法能够处理不确定性情况下具有大型输入变量的复杂决策问 题。 一个具体的蒙特卡洛模拟方法( m o n t e c arlosi m ul ation)通常遵循以 下步骤: 首先 建立一个计划模型， 它由一组包含所有重要基本变量的数学等式组成， 模型包括了对 不同变量之间以 及相同变量在不同阶段下的相互依赖性的描述。 同时， 详细说明 每一 个至关重要的 变量的概率分布。 在模拟之前需要运用敏感性分析方法， 确定哪一个变 量重要， 并且对其分布进行精确的预测。 然后， 在明确每一个重要的基本变量的 概率 分布的情况下进行随机抽样， 随机抽样可以 来自 于计算机随机数产生器. 在建模的基 础上它能计算出 每一个时期的净现值等评价指标。 上述过程要重复很多次， 一般直到 获得了5 00个随机样本， 每一次都留 下净现值等的样本观测值， 最后可以 得到净现值 等的概率分布，包括期望价值、标准差和其他统计数据。 图3 . 3 :蒙特卡罗模拟图 硕士论文实物期权定价理论在石油开发项目 价值分析中的应用 3 . 4 实物期权方法与传统方法的比较 传统的投资决 策方法在评价石油开采项目 时， 其本身具有内 在的一些缺陷和局限 性。 在评价石油开发项目 的价值时，目 前最常用的方法是n p v法。 n p v计算表面上 非常 直观， 易于理解， 并且避免大量的、复杂的 计算过程， 但实际上卜 n ， v方法的 缺 陷日 益显露出来。 n pv完全不考虑投资项目中存在的各种投资机会选择问 题， 不确定 性环境下n p v 方法的缺点主要表现在以下几个方面:( l) n p v方法是从静态的角度对 项目 进行评估， 认为投资是可逆的， 如果市场条件比预期的差， 可以用某种方式不投 资并收成本。但实际上，大多数投资是不可逆的。( 2)n p v方法惧怕风险，确定性程 度愈高， 其折现率也就愈高，从而项目 价值就愈低， n t v方法没有考虑期权的价值， 从而低估了投资项目 的价值。( 3)刊 甲 v方法忽视了 投资项目 的管理柔性，它认为管理 者的投资决策是一次性的， 要么立刻投资， 要么放弃， 今后不再考虑，管理者只是被 动地拒绝或接受某项目。 在项目 实施过程中， 管理者也始终处于被动的地位， 不能根 据未来的变化做出 合适的调整， 这种能改变项目 的实施时间和进程的柔性措施是有价 值的， n pv法难以对这种柔性价值进行评价。 不确定性分析法的最大优势就在于其考虑了不确定性所带来的风险程度， 但是每 种方法有着其不同的局限。 盈亏平衡分析法的 局限 性在于其反映的是某个开发年的 而 不是针对整个勘探开发时期， 因而静态的分析。 敏感性分析法锁定其它变量以 求此变 量对项目 的敏感系数的做法有着其内 在的局限: 它忽略了 较高不确定性条件下开发项 目的不同时期有许多不同的主要影响变量、 同一变量在项目 的不同时期其影响作用也 不相同以及许多变量一起变化时会有相互影响和相互作用等问题。 正 是由 于 传 统的 投 资 决 策 方 法具 有 这样的 缺点 ， 1 9 7 7 年myers提出了 实 物期 权 方 法评估风险项目 的价值，图3 . 3 是实物期权分析的 发展。 图3 ， 4 :实物期权分析的 发展 硕士论文 实物期权定价理论 在石油开发项目 价值分析中的应用 相比于n 甲 v方法，实物期权评价方法在评价石油勘探开发项目 的价值时，具有 以 下的优点: 其一，石油开发的风险性使得石油公司可以根据不确定性因素或投资、或延迟、 或放弃投资项目 ， 这种灵活性可以 尽可能规避项目 失败的巨大损失， 又能最大程度的 争取最大利润， 因 而是有价值的。 实物期权的 特性正在于赋予了 这种管理柔性以价值。 其二，由 于不确定性带来的投资战略调整往往无法预见， 但它对开发项目 价值会 产生重大的影响。 实物期权法给了投资者以发挥主观能动性的能力， 这种趋利避害的 主观能动性体现了知识的价值。 此外， 净现值法只考虑了两个变量: 预期现金流量现 值和投资费用现值。 而实物期权方法考虑了至少五个变量: 预期现金流量现值、 投资 费用现值、 项目 投资机会的持续时间、 预期现金流量的不确定性、 无风险利率。 实物 期权方法既考虑了 净现值又加上了 灵活性的价值，灵活性的价值也体现了知识的价 值。 黔 一 几 卜 俨 予可于 于 李 螂 礁 ， _ .、 、npv 方法 尹 、_一 互 一 止 犷 _烤物 期 权 流 引议丫 鬓 不确定性会降低投资项目 的价值不确定性可能增加投资项目 的价值 未来出现的 信息只有有限的价值， 只承认有形的利润和资本 未来出现的信息价值很高， 还承认灵活性等其他无形的价值 决策的形成是清晰固定的决策的形成受未来产生的信息和管理 者的自 主决策能力的影响 图3 . 5 : npv 法与实物期权方法的比较 总之，实物期权方法突破了 传统经济评价法对石油开发项目 的“ 静态” 评价，挖 掘了n p v法不能 体现的选择权的 价值。传统评价方法在短期、低风险、较低不确定 性情形下还是有其独到之处， 在实际应用中亦很广泛。 但是石油开发项目 具有投资额 大、 周期长、 技术工艺复杂、 风险高等特点， 使得传统的投资分析工具已 经不能满足 人们的需要。 相反， 实物期权方法可以 解决上述存在的问 题。 贴现现金流法与实物期 权方法在思维方式上最大的不同 是对待风险的态度。 贴现现金流法虽然考虑了 风险因 素， 但却回 避风险。 实物期权方 法则认为风险越大， 越具有投资 价值， 相对于传统净 现值法多了 投资 机会的价值。 当 然实 物期权方法并不是完全舍弃净现值法， 而是对其 有所修正，可称得上是扩大的净现值法。 综上分析， 在评价具有较高 不确定性的 石油开发项目 的 价值时， 实 物期权方法不 失为一种比较理想的投资分析方法. 硕士论文实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用 4 . 实物期权定价模型 由于 实物期 权的 标的 资产是某个项目， 而项目 本身 不存在交易市场， 因此也不存 在套利和复制的问 题. 可是期权定价的基础是无套利原则， 这本 质的区 别似乎导致标 准 的 金 融 期 权 理 论 不 能 用于 实 物期 权的 定 价。 幸运 的 是 5 卫 m as on 和 r. c. m erton l32 】 的理论 表明: 实物期权可以 按照金融期权定价模型进行估价， 可以 运用推导金融定价 模型的 方法建立实 物期权的 定价模型。 其后， d 议 it和 p in d y c k 指出实物期权定价理 论模型同样可以建立在非套利均衡上。 因 此， 作为动 态组合的 可交易 “ 孪生 证券” ( 如d e d 七 胃 inse curit i es ) ，在完善的市 场条件下， 如果 和不能 交易的 实物资 产的 风险特征 完全相同， 实物期权估价问 题便可 以迎刃而解。对于石油开发项目，由于项 目的价值主要由石油价格决定， 那么可以用 石油价格的波动过程描述项目的价值波动过程，用石油期货的价格预测项 目的价值。 4 . 1 期权定价模型概述 实物期权定 价模型可分为两大类: 离散时间模型和连续时间模型。 离散时间 模型 包括二叉树、三叉树等模型，连续时间模型包括普通公式类模型( 典型的就是 b-s公 式) 、随机微分方程、蒙特卡洛模拟。以上模型都直接来源于金融期权的估价过程。 d 议 it an d p in dy ck和c 叩 el a n d an d a 刀 t i七 叮 o v 展 示了 如 何 将 这 些 金 融 期 权 定 价 模 型 用于 实物期权定价。表 4 . 1 比较了以上模型的优缺点。 表4 . 1 :期 权定价模型的比 较 公 珊姚嘴 乙 绪 琴 、 掉型特征 严一 浅 共 叭 卜 . 妙 冷伙 矛 鬓 事恕定价方法多 犷 考一 着 祺 被 型 优 病 愁 段馨 掣 、 “必梦 萝 一 丫魂 鹭 、 、 摸型 缺 点 条 瓤蒸 离散二、三叉树容易应用，后向求解计算量大 连续 解析式计算简单，前向求解假设严格，应用局限 随机微分方程 精确，模型灵活 复杂，近似求解 蒙特卡罗模拟应用领域广泛 研究尚不足，易误用 n 叉树类模型假设期权的标的资产服从某种离散的随 机过程， 其价格运动形成某 种形式的 树状结构， 期 权的 价值就可从树的 末端节点倒推得出。 n 叉树类模型的 优点 在于它能直观地表示标的资产价格运动过程， 能灵活地用于延迟期权、 增长期权、 收 缩期权、 美式期权、 奇异期权以 及复合期权的 评价. c ox， r os s ， an d r u b ir t e in ( 1 9 7 9) 提出 了标准的二叉树期权定价模型. b oyl e( 1 9 8 6) 提出了 三叉树模型。 m a 山 in ， m ilne， 叨 d s h e fr in (l 989) 将二叉树模型推广到n 叉树模型. 解析式 类期权定价模型也有 很多 种， 它们都认为标的资 产价格服从连续运动， 在 2 l 硕 士论 文实物期权定价理论在石油开发项目价值分析中的应用 一定的 假设条件下 通过公式算出 一个期权的 价值. 使用公式类模型的优点 在于期权价 值的 计算非常容易， 缺点 是模型的假设条 件一定 要深入理解、 小心应用。 因此， 如果 能正 确应用， 该 类模型是非常好的期权 评价工具。 当 假设条件能够近 似地满足时， 这 些 公式可 用来得到期权估价的一 个近似 值。 blac k and s ch ol es ( 1 9 7 3) 提出了 被广为接受 的 著 名 的 bl ac k 一 s chole s 期权 定价 公 式 ， 后来 许多 模型都由 此发展 而来。 m ar gr abe( 1 9 7 8) 提出了 转换期权( 叩t i o n tos witeh) 定价模型，它与blac k 一 s c h o l es模型的区 别在于将期 权的执 行价格作为随机变量。g e ske ( 19 79) 提出了 能计算复合期权价值的 公式，在多 阶 段投资决策如r 二、 多元化经营企业的某一产业部 门在拆分、 购并时的估值可参考最近似地从事单一该产业的公司股票构造复制证券组 合; 三、 若作为实物期权标的资产的该项目 决定了公司绝大部分的市值， 则公司自 身 的股票可作为复制证券。如果上述条件都不满足，则只好作进一步的假设。 3 . 波动性。 决定期权价值的一个非常重要的参数是标的资产收益率的波动性。 股 票期权波动性的确定有两种方法: 一是计算股票历史收益率的标准差，二是由期权的 市场价格带入 bla c k 一 s chol es公式计算隐含的波动率。但是对实物期权而言，既不存 在历史收益率的信息， 也没有期权的市场价格。 因此， 对波动性如何做出一个较为准 确的 估计就成了实物期权方法中的重要问 题。 解决这一问题有三种方法: 孪生证券法、 蒙特卡洛模拟法、 公式法。 对于能在市场上找到孪生证券的项目 ，比 如， 其产品存在 期货市场的自 然资源开发项目 ， 可用孪生证券的历史收益率波动性来代替该实 物资产 项目 的 波动性， kelly用这个方法验证了 某矿业公司ip o定价的合理性。蒙特卡洛模 拟是通过构造预测现金流量表， 分析影响经营的 各种因素， 对各输入变量的分布做一 2 3 硕士论文实物期权定价理论在石油开 发项目 价值分析中的应用 定的 假设， 然后做蒙 特卡洛模拟得到项目 价值的分布， 其中当 然包括项目 价值的均值 和标准差信息。关于公式法， d avis 提出 项目 的波动性等于其产品 价 格的 波动性与项 目 价值对其产品 价格变化的 敏感性之积。 另外， 实物资 产项目 价值一 般受多种不确定 因素的 影响。 因此， 其波动性也是在这多种因素的相互作用与交叉影响