Адресное вовлечение запасов в разработку проектами «Технологической стратегии» и формирование технологических планов активов

Источник: Журнал «PROнефть»

В последние годы качество вовлекаемых в разработку запасов резко ухудшилось. Основными путями, позволяющими продолжать вести рентабельное вовлечение запасов для поддержания и наращивания текущих объемов добычи, являются:

– налоговое стимулирование (получение льгот для снижения налоговых выплат) – в краткосрочной перспективе;

– применение новых технологий (увеличение дебитов, нефтеотдачи, снижение затрат) – в среднесрочной перспективе;

– поиск и разведка (поиск и вовлечение в разработку новых запасов и ресурсов, в том числе нетрадиционных) – в долгосрочной перспективе.

В компании «Газпром нефть» существует портфель проектов «Технологическая Стратегия» (ТС), который агрегирует проекты, направленные на внедрение новых технологий, и контролирует их осуществление. Новые технологии часто являются дорогостоящими, и их реализация связана с высокими рисками, поэтому необходима корректная оценка эффективности каждого проекта.

При включении проекта в ТС определяется его технологическая и экономическая эффективность при тиражировании. Проблема текущего подхода заключается в следующем:

– использование различных средств оценки;

– неполный охват ресурсной базы и отсутствие адресности вовлечения запасов проектами при прогнозе тиражирования (эффективность проектов должна рассчитываться для каждого участка единой базы запасов с целью контроля пересечения вовлечения запасов разными проектами при суммировании эффектов);

– отсутствие единой методики и инструмента расчета профилей добычи и экономических показателей при разработке текущими технологиями – базового варианта, относительно которого рассчитывается эффективность проектов;

– невозможность оценки эффектов синергии проектов.

В дальнейшем проект попадает в список, из которого формируются технологические планы активов (ТПА) – адресные списки мероприятий, регламентирующие применение технологий.

Предлагается разработать оптимизационный инструмент, который определяет несколько наиболее подходящих вариантов комплексов мероприятий для данного актива. Оптимизация происходит на разных уровнях:

– объединение элементов запасов1 в кластеры для увеличения областей применения технологий и рентабельного вовлечения большего объема запасов;

– построение суммарных профилей добычи с учетом ограничений (объемы инвестиций по годам, области применения технологий, максимальная годовая добыча, даты начала тиражирования проектов).

УНИФИКАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОЦЕНОК ПРОЕКТОВ

Для расчета эффективности проектов при тиражировании проектные группы используют разнообразные методы и инструменты: экспертные оценки, сравнения с аналогами, моделирование эффективности в различных программных комплексах. В зависимости от этого изменяются способ оценки (прямое моделирование, оценка изменения параметров в процентах и др.) и получаемый результат.

Для оценки предлагается использовать единый численно-аналитический инструмент расчета профилей добычи и экономической эффективности, созданный для подбора оптимальной системы разработки (шаблон применения технологий). Исходными данными являются фильтрационно-емкостные свойства пласта, геолого-физические характеристики, PVT-свойства пласта, экономические параметры и др. Расчеты проводятся для одного элемента разработки с различными вариантами плотности сетки скважин, числа и протяженности трещин гидроразрыва пласта, длин горизонтальных скважин. Поскольку инструмент оперирует заложенными зависимостями при расчетах профилей добычи, время расчета на порядок меньше, чем для аналогичных инструментов при сохранении достаточной точности. Инструмент также дает возможность проводить расчет для пластов с газовой и водонефтяной зонами. В итоге подбираются варианты с максимальными значениями индекса рентабельности (PI) или чистого дисконтированного дохода (NPV) на год экономического предела.

Для каждого проекта разрабатывается методика, позволяющая корректно оценить эффективность при тиражировании путем изменения группы расчетных параметров, входящих в программное обеспечение, относительно базовых.

Адресный расчет эффективности проектов осуществляется для единой базы участков, которая хранится на веб-сервере и доступна для всех пользователей. База динамически актуализируется, для каждого участка хранятся входные расчетные параметры, оптимальный вариант системы разработки для текущих технологий и оптимальные варианты с учетом применения технологий.

СОЗДАНА МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТОВ НА ОСНОВЕ ЕДИНОГО ИНСТРУМЕНТА, КОТОРАЯ ПОЗВОЛЯЕТ УНИФИЦИРОВАТЬ ПРОВЕДЕНИЕ ОЦЕНОК И ДАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ ОЦЕНИТЬ СИНЕРГИЮ ТЕХНОЛОГИЙ

По результатам расчетов для каждого проекта получают изменения по основным параметрам, входящим в методику оценки проектов: дополнительное вовлечение запасов, дополнительная добыча, снижение затрат. Осуществляется контроль пересечения запасов – учет вовлечения одних и тех же запасов разными проектами. Для запасов, которые не вовлекаются в разработку ни одним из текущих проектов, формируются идеи для создания новых технологий и проектов.

ОПТИМИЗАЦИОННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛАНОВ АКТИВОВ

При формировании ТПА необходимо учитывать бизнес-цели, актуальные проблемы, финансовые и технологические ограничения актива. Входными данными для оптимизационного алгоритма являются: ограничения по добыче нефти, возможные объемы инвестиций (или темпы бурения) по годам, целевая функция и даты начала тиражирования проектов. Целевая функция состоит из комбинации параметров: NPV или PI и накопленной добычи нефти Np. Например: F=a⋅NPV+b⋅Np, где a + b = 1.

С помощью алгоритма подбора адресных списков мероприятий для каждого временного интервала решается задача, аналогичная «упаковке рюкзака» [1, 2]. Необходимо максимизировать целевую функцию («ценность рюкзака»), используя рассчитанные ранее профили добычи и экономическую эффективность для проектов по участкам. Алгоритм подбора включает:  

1) обращение к базе данных - выбираются участки, которые могут быть рентабельно вовлечены проектами, доступными к тиражированию на данный момент времени;

2) заполнение участков элементами системы разработки. Найденное число таких элементов помещается в пул, объекты которого оптимизируются;

3) решение задачи «упаковки рюкзака» методом динамического программирования;

4) вариативная кластеризация нерентабельных участков с усреднением их свойств в случае, когда ограничения еще не достигнуты, но все рентабельно вовлекаемые участки уже заполнены. Это дает возможность увеличения запасов (площади) для технологий, требующих этого для рентабельного вовлечения.

ПРИМЕР ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТА

В рамках описываемой работы были оценены эффекты 10 проектов ТС и их синергии (налоговые льготы на добычу полезных ископаемых, повторный гидроразрыв пласта (ГРП), увеличение длины горизонтальных скважин, достижение технологического предела дебитов скважин, SP заводнение, смешивающееся вытеснение, радиальное бурение).


Рис. 1. Оценка эффективности проектов «Повторный ГРП» (ГС, ННС – скважина соответственно горизонтальная, наклонно направленная; МГРП – многостадийный ГРП, ДО – дочернее общество)

Проекты группы «Повторный ГРП» (технологии SpotFrac и «Химический отклонитель») оценивались на основе статистики (рис. 1) В расчетный модуль был заложен прирост накопленной добычи (4 %) относительно базового варианта и дополнительные затраты на проведение повторных ГРП. Коэффициент восстановления дебита χ рассчитывался по формуле


где qре-ГРП – дебит скважины после ре-ГРП; qост – дебит остановленной скважины; q0 – начальный дебит.

Максимальный прирост накопленной дисконтированной добычи (4 %) был получен на третий год работы скважины после проведения ре-ГРП.

ПРИМЕР ФОРМИРОВАНИЯ ТПА

Тестирование оптимизационного алгоритма проводилось на Приобском месторождении. Для каждого не вовлеченного в разработку участка проведен базовый расчет и расчет эффективности проектов. Результаты приведены на рис. 2:


Рис. 2. Вовлечение запасов в разработку проектами ТС и контроль пересечения запасов

Технологии, применяемые в настоящее время, позволяют рентабельно вовлечь 5 % запасов, реализация проектов ТС дает возможность дополнительно вовлечь 32 % запасов, синергия проектов – дополнительно 21 % запасов.

Оптимизация технологической схемы разработки Приобского месторождения относительно синтетического случая включала:

– неограниченный темп ввода скважин по годам;

– отсутствие ограничений по инвестициям;

– отсутствие ограничений по максимальной добыче;

– использование дорожных карт проектов для указания сроков начала их тиражирования: ре-ГРП – 2017 г., увеличение длины ГС – 2017 г., достижение технологического предела – 2018 г.

Итоговые профили добычи и экономической эффективности приведены на рис. 3.


Рис. 3. Синтетический случай ТПА для Приобского месторождения (цвета соответствуют проектам на рис. 2)

Запасы вовлекаются в разработку, как только появляется доступный к тиражированию проект, который может рентабельно вовлечь этот участок. Если таких проектов несколько, выбирается наиболее рентабельный для данного участка.

Задача оптимизации – вовлечь участки раньше, используя менее рентабельные технологии, при этом не потерять денежный поток из-за дисконтирования, или вовлечь их позже, применяя более рентабельные технологии, но потерять денежный поток из-за дисконтирования, соблюдая все ограничения (например, на добычу: не менее 5 млн т/год и не более 7 млн т/год).

В 2017 г. стал доступен для тиражирования проект «Увеличение длины ГС»: алгоритм вводит минимальное число скважин с учетом нижнего предела ограничения. В 2018 г. будет доступен для тиражирования проект «Достижение технологического предела»: вовлекается максимально возможное число скважин. При этом достигается синергетический эффект от применения двух проектов. В этом случае значение комплексного параметра для оставшихся участков является максимальным. В результате оптимизации прирост NPV составил 19 % (рис. 4).


Рис. 4. Профили добычи и экономической эффективности проектов после оптимизации ТПА: условные обозначения те же, что на рис. 3

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Создана методология расчета эффективности проектов на основе единого инструмента, которая позволяет унифицировать проведение оценок и дает возможность оценить синергию технологий.

2. Создан оптимизационный инструмент формирования адресных списков мероприятий с использованием новых технологий для различных сценарных условий.

3. Проведена оценка 10 проектов ТС и их синергий.

4. В результате оптимизации опытно-промышленных работ на Приобском месторождении получен прирост NPV.

ВЫВОДЫ

1. Использование единого инструмента для оценки эффективности и расчет на единой базе способствуют рентабельному управлению портфелем проектов ТС.

2. Созданная архитектура хранения параметров участков, а также профилей добычи и экономической эффективности проектов позволяет проводить многовариантные расчеты за короткое время.

3. Создание инструмента, более точно моделирующего получаемый эффект от реализации проекта, дает возможность пользователю актуализировать рассчитанные параметры, хранящиеся в базе, и использовать их при формировании ТПА.

Список литературы

1. Алгоритмы: построение и анализ/ Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн. – М.: Издательский дом «Вильямc», 2005. – 1296 c.

2. Пападимитриу Х., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация: Алгоритмы и сложность. – М.: Мир, 1985. – 512 с.


Авторы статьи:  О.В. Зоткин Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)
Источник:  Журнал «PROнефть»

Возврат к списку