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石油是重要的战略性资源，世界各国高度重视。我国石油资源匮乏，从中长期的发展趋势来看，石油供需矛盾突出。与我国的严峻形势相比，国际油气资源开发还具有相当大的潜力。2002年全世界石油剩余可采储量约为1400亿吨，天然气剩余可采储量146万亿立方米。2000年国家提出实施“走出去”战略。例如中国石油天然气集团公司从1992年跨出国门开始进行小规模投资至今中标和签订的石油勘探开发项目(合同)共达11个，分布在苏丹、哈萨克斯坦、委内瑞拉、秘鲁等7个国家，初步形成了中东一北非、中亚一俄罗斯和南美等三大战略投资区。这些地区的油气勘探开采成本远比国内要低得多，但是国际油气勘探开发市场的竞争非常激烈，油气丰富的资源国对外国投资石油上游项目有的有限制，有的基本上不对外开放：有些资源国石油合同条款苛刻，如委内瑞拉政府把矿费提高到30％，利比亚合同中政府收益达98％，获得一个好的油气项目难度大，尤其在高油价下，获得好的项目难度和风险更大。2004年以来，国际油价从每桶30多美元一直走高，2008年达到每桶138美元左右，现在2010年油价在每桶78美元摆动，油气项目的转让价格也在不断升高，项目进入的机会转瞬即逝，但是对项目估价过高，经济损失大；估价过低，又会丧失获得项目的机会，因此有必要采用科学合理有效的经济评价方法，来提高油气项目投资决策的准确性，抓住转瞬即逝的好机会。
在规避风险和投资评价方面，80年代末开始国际大石油公司在油气项目中开始探索应用实物期权理论进行风险和经济评价以及投资战略分析。90年代实物期权方法在国外石油天然气工业得到了较好的应用。实物期权法的基本思想是在期权的有效期内，投资者可以在立即投资、等待、永远放弃这三种决策中自由选择，并寻找有利的投资机会和投资时点，它既考虑了项目投资的时间价值，同时又考虑了投资决策的灵活性以及新的信息所带来的价值，从而能够更完整地对投资项目的整体价值进行科学的评价。目前运用实物期权法研究油田开发的少，因此本文用实物期权理论来研究油气项目的投资决策分析，本文的油气项目主要指油田开发项目。对于实物期权方法本文主要采用均值回复跳扩散的模型来研究油气项目的投资决策。
在油气项目方面运用哪种实物期权模型分析投资决策，一直是理论界争论比较多的问题。如果根据随机过程来分一般集中在以下三种模型，几何布朗运动(geometric Brownian motion--GBM]、均值回复过程(mean reversion--MR)以及均值回复跳扩散过程(mean reversion with jumps--MRJ)。对于这三种模型理论界有不同的观点。从80年代初开始，Paddock Siegel&Smith假设石油价格遵循一个称为几何布朗运动(GBM)的随机游走模型，未来石油价格服从对数丁F态分布。1999年Pindyck研究127年石油价格走势，发现石油价格具有均值回复的特征，此外Baker，Mayfield&Parson(1998)及Schwartz&Smith(2000)等人也相继提倡各种均值回复模型。有趣的是他们都得出结论认为，对许多长期投资，可以放心地采用单一不确定性模型，即使采用最简单的GBM也不会产生严重的错误。如果油价的样本时间跨度很大，如130年则用均值回复比几何布朗运动好，若是30年则两者分析结果差别不大，且在波动率低、分析时间不很长的情况下，均值回复与几何布朗运动的结果差别不是很大。而Dias and Rocha(1998)观察1970年早期到1990末的石油价格，发现由于突发事件比如战争油气价格会发生跳跃的波动。他们提出将Dixit and Pindyck研究的mean reversion with jumps模型运用到实物期权的价值评估中。那么1970-2000年间油气价格发生了4次大的跳跃增长和3次大的跳跃降低，跳跃幅度平均为20元左右，而在2000年-2009年间油气价格发生了2次大的跳跃增长和1次跳跃降低，跳跃幅度最大确有138元左右。面对这种大幅跳跃油气价格走势，采用GBM、MRM模型合适吗?采用MRJ模型又会带来怎样的投资决策呢?这是本文思考的问题。因为油价是石油项目评估中的关键因素，对石油价格的未来变化趋势的假设不同，实物期权价值不同，最优投资原则也就不同，因此有必要选择合适的投资决策模型。本文将这三种模型对本文所研究的所有项目都作了对比分析。
对于油气项目的研究本文主要关注(1)油田开发项目的竞标及开发时机：(2)油田开发方案的选择，(3)油田开发项目是否延长投资期限这三个方面的问题。这是因为许多国家的政府每年都拍卖大量的油田储量，从获得标的，到项目的结束都会涉及到这三个方面的问题，因此对这三方面投资决策分析需求多。
一、对于油田开发项目的竞标和开发时机问题的研究，本文研究的结论如下：对于油田开发项目的竞标和开发时机问题的研究，国内多集中在几何布朗运动方面，少部分关注均值回复模型，均值回复跳扩散模型则少有提起。本文运用均值回复跳扩散模型对油气项目的标的和开发时机进行了决策分析，对投资经济环境波动的情况下对投资决策的影响作了分析，此外将三模型对案例进行了对比分析，还有NPV进行了对比分析。以上所有的分析本文分别运用了MATALAB软件进行了编程计算分析1，得出分析的结论图。以下是本部分分析的结论：
(1)本节的投资经济环境的波动主要指以下七个因素的波动：油气价格的波动率、项目投资成本，油气价格均值回复速度，油气价格跳跃的频率，油气价格回复的均值，油气项目风险调整贴现率，油气项目经济储量系数。具体影响如下：
随着波动率，油气价格的均值回复速度、油气价格回复的均值的增大，油气项目投资的最佳点的期权价值在增大，投资的最佳闽值也在增高；随着波动率、油气价格的均值回复速度、油气价格回复的均值的降低，油气项目投资的最佳点的期权价值在减少，投资的最佳阈值也在降低。增大油气项目的投资成本、油气价格跳跃的频率、油气项目风险调整贴现率会降低油气项目的期权价值、项目价值及投资的阈值。增大油气项目经济储量系数，增大了油气项目的初始期权价值、项目价值，但降低了投资价格阈值。油气项目经济储量系数这个参数对项目价值和投资价格阈值的变化有别于其它参数对项目的期权值和投资价格阈值影响的情况。通过以上分析，投资经济环境的波动对油气项目的投资决策有影响，而与之相关的模型参数必须运用准确，才会得到比较可靠的投资决策分析。
(2)由于三模型的假设条件不一样，因此在不同风险状态下比较期权价值所得出的规律不一样。在较低的风险状态下，并且有较高的收益率，p(e．g．p=10％=r)，GBM就能得到较高的期权值，如果是招标，油气公司就可能多付了支付金，多了些不必要的损失。如果是投资油气项目就有可能推迟油气项目的投资时间，因为P*GBM(27.1)＞P*MRJ(21.5)，会错失一些好的投资机会。但是如果假定两个模型处于同样的风险状态下比较，Dias(1999)[3]对此作了比较，设参数为η=0，λ=0，σ=23％，r=δ=5％，p=0.1％，在这种状态下期权值是相同的，这其实证明了均值回复跳跃模型在不同风险状态下的通用性。
如果风险不大，油气价格波动空间不大的情况下，或是处于风险比较低的状态下，MRJ模型则采取提前进入投资的策略，而且对项目价值的估价不高；相反在风险比较高的状态下，MRJ模型则采取比较折中的投资策略和估价，这其实体现MRJ模型的风险管理比MRM和GBM两模型好。在这三模型中，GBM模型风险管理最差，因为它在风险比较大时，比其它模型都更早投资与市场，企业面临的风险大，而在风险比较低时，它又是最晚评价进入市场的，企业容易失去好的投资项目。
二、对互斥的油田开发方案的选择分析，这部分的研究是个比较有意思的问题。关于这方面的研究传统的开发投资方案模式是对不同的技术方案应用贴现现金流模型进行评价，一般选用净现值指标对项目的可行性和优劣进行衡量，净现值大于零则表示项目可行。在多方案选择时，对于互斥方案选择净现值最大的方案，对于相容的方案则选择净现值最大的方案组合作为最终执行的开发投资方案。而一般的实物期权法的观点是如果期权曲线光滑的通过NPV曲线，则最优投资原则为“如果价格小于阀值价格P，则等待；反之，则执行净现值NPV较大的方案。可是Dias(2004)认为在有限生命期的期权中，在执行区域和不执行区域之间，存在着中间等待区域，这是个比较有趣的问题，因为较少的人会关注这个问题，而这个问题在一些情况下会影响到投资效益问题。关于3个互斥油田开发方案的实物期权研究，Dias(2004)[4]，运用均值回复模型和几何布朗运动对此作了专门的分析，本文在此基础上运用均值同复跳扩散模型对此作了进一步的对比研究分析。
三、在一些国家，在勘探期或有了商业发现之后，油气项目初始合同期结束后，合同者可选择向政府机构支付一笔费用在原合同期限之上申请合同延期，这在欧洲，巴西，阿曼，美国等一些国家都存在[5][3]，(Dias，1999)运用均值回复跳扩散模型对于何时申请延长投资期限的问题作了研究，本文将三模型对延长投资期限的案例作了对比研究，结论如下：
(1)在油气项目投资的第一阶段来看，如果第一阶段的油气价格在20美元/每桶时，GBM模型采取立即投资的策略，而MRM和MRJ模型则都采取的是等待策略。GBM模型低估项目的价值。MRM和MRJ模型则比较接近，但MRM相比较MRJ模型也是低估项目的价值，但如果是目前油气价格78美元/每桶，所有模型都是立即采取投资的策略，只是各自对外界的风险意识不一样，MRJ模型最强，其次是MRM模型，风险意识最不强的是GBM模型，因为GBM模型的假设条件是在完备的市场，不存在风险，而在现实油气项目还是处于不完备市场，存在风险，MRJ模型则考虑了跳跃的风险因素，投资决策相对可靠些。
(2)第二阶段的投资决策不同的随机过程投资决策也不同，GBM模型延期投资支付费用的价格区间在14.9＜P＜28.1(美元/每桶)，MRM模型延期投资支付费用的价格区间在0.95＜P＜48.5(美元/每桶)，MRJ模型延期投资支付费用的价格区间在0.8＜P＜50.5(美元/每桶)，MRJ和MRM两模型认为可进行延长投资期限的价格区间比GBM模型大很多，其中MRJ模型价格执行区间最大。也就是说油气价格波动幅度很大的时候，油气价格低于14.9美元/每桶时，如果用GBM模型很可能就把能够进行延长投资期限的投资决策放弃了，损失了投资机会。MRM模型与MRJ模型的决策偏差不是很大，但如果油气价格在49美元/每桶，MRM模型支付了延长投资的费用后，会立即进行开采，而MRJ模型则要等到50.5美元才立即开采。
四、对不同经济环境下的模型参数差异对油气项目投资决策进行了对比分析。
本部分首先根据1986年-2010油气价格的走势估计了模型的参数，包括油气价格的波动率，均值回复速度，回复的均值价格，分析了油气价格跳跃的频率。根据现在经济环境分析了油气项目的风险调整贴现率，最终界定了现在投资环境下均值回复跳扩散模型的参数。把(Dias，1999)根据1973-2000年确定的参数定为经验参数。这两组参数分别分析了案例从竞标、开发时机，开发方案的选择，是否延长投资期限作了对比研究。结论是新参数(1986-2010年)与经验参数(1973-2000年)相比，油气价格跳跃幅度大些，风险相对大些，经验参数低估项目的价值，对投资项目的投资时机无法做出判断，因为经验参数对未来油气价格的估计最高值是45美元/每桶，投资的最佳时机P*＜45美元/每桶，而目前的油气价格的幅度是在60-78美元/每桶之间。可见模型参数的准确运用与否，直接影响了投资效率。