Game-theoretical modeling of the modern oil market

Abstract

В данном исследовании рассматривается взаимодействие игроков современного международного рынка нефти. В работе анализируются исторические предпосылки формирования нефтяного рынка, процесс изменения роли нефти, особенности ценообразования и конкурентные отношения, сложившиеся на международном рынке нефти. В исследовании производится моделирование современного нефтяного рынка с помощью модели олигополистической конкуренции по Курно и Штакельбергу, применяемых в области теории игр. Данные базовые классические модели модифицируются для рассматриваемого нами нефтяного рынка с помощью функции спроса, предложенной исследовательской группой под руководством Ю.Н. Бобылева. В работе рассчитывается равновесие по Нэшу на международном рынке нефти в случае отсутствия сговора, а также равновесные уровни квот на ее добычу в случае образования сговора с целью достичь увеличения цен на нефть и тем самым прибылей крупнейших стран-экспортеров нефти, заключивших соглашение по сговору. В исследовании рассматриваются два случая сговора об ограничении добычи сырой нефти. В первом случае рассматривается ситуация, при которой в сговор вступают все участники нефтяного рынка. Во втором случае описывается ситуация, при которой в сговор вступает лишь часть участников, в то время как другая часть выступает в роли аутсайдеров и действует в своих интересах. В результате проведенного исследования установлен равновесный объем добычи для всех игроков нефтяного рынка в условиях отсутствия сговора, а также рассчитаны квоты на добычу, позволяющие участникам достичь Парето-эффективности на рынке нефти.

This study considers the interaction of the players in the modern international oil market. The paper examines the historical prerequisites for the formation of the oil market, the process of changing the role of oil, the features of the pricing process and competitive relations that have been developed in the international oil market. The modeling of the modern oil market is carried out in this study using the Cournot’s and Stackelberg’s models of oligopolistic competition applied in the field of game theory. These basic classical models are modified using the demand function proposed by a research group led by Yuri Bobylev. The Nash equilibrium in the international oil market in the absence of collusion is calculated in the study. Moreover, the equilibrium levels of quotas in the case of collusion established in order to achieve a higher level of oil prices and thereby profits of the largest oil-exporting countries that have concluded an agreement on collusion in the oil market are found. The paper considers two cases of collusion on the limitation of production. In the first case, the situation is considered, in which participants of the oil market enter into collusion. In the second case, the situation is described where only a group of the participants enter into the collusion, while the other part acts as outsiders. As a result of the study, the equilibrium volume of production for all players in the oil market in the absence of collusion is established. Moreover, the production quotas that allow the participants of the oil market to achieve Pareto efficiency are calculated in the study.