Анализ прибыли и рентабильности разработки месторождений в ОАО «Роснефть- Дагнефть»

     Из  таблиц хорошо видно, что без учета реальных опционов решение параболического уравнения и симуляция процессов, моделирующих динамику цен на нефть, дают практически идентичные значения для стоимости обоих видов месторождений. Однако учет реальных опционов с помощью симуляций принципиально невозможен, поскольку пороговая цена является неизвестной функцией неразработанных запасов. Численное решение параболического уравнения предпочтительней симуляций также из соображений экономии времени. Так, однократный расчет позволяет заполнить всю сетку выбранной области трехмерного пространства, тогда как при симуляции мы получаем каждый раз лишь значение в одной точке. Однако симуляции могут и должны использоваться для проверки правильности расчетов, поскольку при решении уравнений в частных производных нередко возникают сложности, связанные с неустойчивостью и появлением паразитных решений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3. Методы принятия  решений  при   разработке  нефтяных  месторождений

     Исследованы процедуры и методы принятия решений  при разработке нефтяных месторождений, формализована и получена общая  постановка задачи исследования - многокритериальная задача принятия решений по эффективному управлению объектами и процессами разработки нефтяных месторождений  в нечеткой среде.

     В последние годы в нефтяных компаниях  для решения задач по разработке нефтяных месторождений (РНМ) созданы  многодисциплинарные (синергетические) команды, включающие специалистов из многочисленных подразделений геологов, разработчиков, системотехников, экономистов, экологов, финансистов. Это делается  для  того, чтобы достичь консенсуса среди специалистов, которые будут в конечном итоге реализовать проект разработки нефтяных месторождений. С самых первых шагов руководство нефтяной компании добивается тесного взаимодействия и взаимопонимания между специалистами различных  научных и технических дисциплин.

     Принятие  решений (ПР) обычно происходит на уровне команды в целом,   окончательное решение на верхнем уровне освобождается от технических аспектов и мелких деталей. Для детальной проработки сложных технологических и технических проблем могут создаваться подкоманды. При планировании работы такой команды исходят из системных позиций. Узкопрофильные специалисты передают свои выводы и решения на более высокий уровень принятия решений. Например, специалисты по способам добычи нефти анализируют объемы и физико-химические свойства добываемой продукции, содержание механических примесей, глубины разрабатываемых горизонтов и готовят решения по способу добычи нефти и газа. Экологи детально исследуют влияние бурения, освоения, разработки и эксплуатации залежи на окружающую  среду, ландшафт, людей и оценивают возможные варианты снижения этого влияния.

     Выводы, полученные на локальном уровне рассмотрения частных вопросов разработки (сейсмики, геофизики, геологии, бурения, разработки, эксплуатации, моделирования, экономики, экологии), служат основой для формирования множества решений на глобальном уровне. Команда управляющих, имея информацию о всех решениях, полученных на локальном  уровне, формирует стратегию разработки и осуществляет конечный выбор нескольких вариантов проектов. С учетом всех замечаний, полученных в ходе детального рассмотрения финансовых, экономических, технических и юридических вопросов, принимается окончательный проект разработки, который в дальнейшем обычно не пересматривается [1].

     При принятии решения командой специалистов или группой лиц, принимающих  решение (ЛПР), не остается времени на дискуссии, высказанная точка зрения обязательно будет учтена в окончательном  решении. Группу ЛПР формируют из специалистов узкого профиля (по данному  региону, технологии и техники) и  избегают привлечения лиц из других специальностей и лиц, специализирующихся по разработке других нефтегазоносных  провинций и регионов.

     При получении новой информации по объекту  разработки руководитель   команды организует ее обсуждение обязательно со всеми специалистами. При этом он стремится получить настоящий консенсус и добиться эффективных проектных решений. Для работы в команде специалисты должны пройти обучение по организации междисциплинарной команды с учетом специфики ее работы.

     Предлагаемая  методология ПР при РНМ на базе теории нечетких множеств есть расширение классической теории ПР, в частности за счет нечеткости, которая ассоциируется с оценками, явно связанными с агрегированием различных промысловых, физических и геологических параметров, влияющих на РНМ. При комплексировании различных методов (лабораторных исследований керна, тестовых исследований скважин, ГИС и др.) неопределенность в данных увеличивается. Агрегирование различных методов привносит еще один вид неопределенности в информацию.

     Основные  элементы многодисциплинарного подхода: идентификация неопределенностей (геологической, петрофизической и др.); 3М описание пласта; моделирование течения флюидов  с целью предсказания поведения  пласта при разработке [2]. К кардинальным вопросам разработки нефтяных месторождений можно отнести следующие: выделение эксплуатируемого объекта (ЭО); установление оптимальных размещения и плотности сетки скважин; принципы выбора методов воздействия на залежь; последовательность разбуривания месторождений; выбор рационального варианта разработки.

     Следует отметить, что гидродинамические  расчеты, основанные на исследовании процессов  фильтрации в однородных пластах, для  реальных месторождений не применимы; не любая плотность сетки скважин  позволяет отобрать извлекаемый  запас нефти; при любых других возможностях вариант с меньшими сроками разработки и более плотной  сеткой скважин предпочтителен: выделение  ЭО должно быть строго увязано с  проблемой размещения скважин. Набор  основных задач РНМ в целом  уже достаточно определен и устойчив. Обоснование задачи многоцелевого  системного проектирования разработки нефтяного месторождения (МСП РНМ), включают следующие этапы (см. рис. 1): формализация задачи проектирования с идеализацией объекта разработки; структуризация проектных условий; непрерывное уточнение проектных условий [3]. Переменные проектирования определяют область допустимых значений. Критерии проектирования ограничивают область допустимых решений задачи.

     Рис. 1. Постановка задачи многоцелевого системного проектирования разработки нефтяных месторождений (МСП РНМ)   

     Алгоритм  последовательности построения и решения  задачи МСП РНМ состоит из формирования глобальных целей решения задачи, набора задач, отвечающих достижению глобальных целей, множества глобальных критериев  выбора эффективных решений; установления последовательности решения задач, переменных, критериев проектирования и локальных критериев выбора; выбора рационального варианта разработки.

     Решение задачи МСП РНМ состоит из следующих  этапов: определение множества вариантов  проектных решений; определение  более узкого (парето- оптимального) множества вариантов проектных решений; выбор рациональных вариантов проектных решений с учетом предпочтений ЛПР.

     Оценка  проектного решения проводится не по одному отдельно взятому критерию, а по совокупности критериев, удовлетворяющих  противоречивым целям разработки нефтяного  месторождения. Эти противоречия возникают  из-за того, что система РНМ должна удовлетворять стремлениям по крайней  мере трех обязательных участников: фирмы-оператора, местных органов власти и государства. Цели этих участников не всегда совпадают. Поэтому такая система является компромиссным решением, соответствующим  заявленным целям участников в наибольшей мере. Так, фирма-оператор преследует цели максимизации прибыли и минимизации инвестиций; местные органы власти - максимизации налогов, отчислений, платежей, штрафов в местный бюджет и минимизации экологических последствий; государство - максимизации использования ресурсов УВ и максимизации отчислений. Из простого сопоставления этих целей видно, что они противоречат друг другу.

     Предположим, что ищутся проектные решения  в пространстве двух переменных –  а₁ и а₂.                   В этом случае последовательность определения парето-оптимального множества решений будет следующая. Пусть переменные имеют соответствующие области допустимых значений: а_1* < а₁ < а₁^* и а₂^* < а₂ < а₂^*. И пусть качество проектных решений взвешивается или оценивается по двум критериям F₁=F₁(а₁, а₂) и F₂=F₂(а₁,а₂), тогда множество всех допустимых проектных решений разработки залежи В, отображенное в пространстве критериев (F₁, F₂), будет иметь вид, показанный на рис. 2, а.

     Пусть существуют критерии проектирования (или  функциональные ограничения), которые  ограничивают область допустимых значений переменных a₁ и а₂ (например, рассматриваются только те значения а₁ и а₂, которые характерны для исследуемого нефтесодержащего пласта). В этом случае множество проектных решений в пространстве критериев (F₁, F₂) значительно сузится: G  В (см. рис. 2, б). Существуют ограничения, которые накладываются и на критерии выбора F₁ и F₂: F_1* ≤ F₁ ≤ F₁^* и F_2* ≤ F₂ ≤ F₂^*. Полученное множество проектных решений будет существенно меньше G: D G B (см. рис.2, в). Наконец, в полученном пространстве можно определить парето-оптимальные решения.

     Рис. 2. Динамика определения допустимого множества решений в задачах разработки нефтяных месторождений  

     Точка С называется оптимальной  (максимальной) точкой по Парето, если не существует такое С_i D, что F(С_i) > F(С). Такое множество Р D называется парето-оптимальным, если оно состоит из всех оптимальных, по Парето, точек (см. рис. 2, в).

     Проблемы  принятия решений экстенсивно изучаются  при помощи методов математического  программирования (линейного и нелинейного, детерминированного, стохастического, нечеткого) и техники многокритериального ПР. Следует отметить, что в большинстве случаев на ранних стадиях разработки имеется недостаточная (или неадекватная) информация по скважинам для генерации достоверных геологических моделей подсчета запасов и разработки [4].

     В этом случае многокритериальный подход, основанный на теории нечетких множеств и экспертных оценках, является наиболее адекватным исходным условиям моделирования  залежи, нечетким по своей природе. Процесс разработки месторождений  нефти и газа рассматривается  в сложных геолого-технических  системах как многокритериальный процесс  принятия решений. К настоящему времени  накоплена значительная специализированная информация о процессах и технологиях при РНМ. При этом опыт применения широкоиспользуемых технологий позволил сформировать целостную систему критериев для достижения экономической и технологической успешности их осуществления.

     Переходим к формализации и математической постановке задач исследования –  принятия эффективного решения на основе математических моделей процессов РНМ с учетом нечеткости исходной информации. Эти задачи являются многокритериальными. К основным критериям при принятия решении по управлению процессами РНМ можно отнести в первую очередь группы экономико-экологических критериев. Эти критерии, как правило, являются противоречивыми, следовательно, придется выбрать компромиссное решение.

     Таким образом, задачи ПР при управлении объектами  и процессами РНМ, характеризующиеся  многокритериальностью, сводятся к  решению задач векторной оптимизации, которые позволяют найти область  эффективных решений, а окончательный  выбор и принятие решений может  осуществлять ЛПР (в нашем случае инженер-оператор) на основе своего предпочтения, ситуаций на производстве, а также  информации, полученной в диалоге  с компьютерной системой поддержки  принятия решений.

     Для формализации и решения задач  оптимизации и управления объектами  и процессами разработки нефтяных месторождений, предлагается следующая методика [5]:

     1.    Выявить условия работы исследуемого объекта и их связи с другими элементами системы разработки месторождений углеводородов;

     2.    Выбрать локальные критерии объекта, которые описывают состояние и показатели работы объекта и что необходимо оптимизировать;

     3.    Определить управляющие параметры, изменяя которые можно добиться эффективные (оптимальные) значения критериев;

     4.    Сформулировать задачу принятия решений по обеспечению эффективного компромиссного решения;