Модели и методы повышения экономической эффективности разработки нефтяных месторождений: с использованием технологии гидравлического разрыва пласта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Сабаев, Вячеслав Владимирович

• Сабаев, Вячеслав Владимирович
• кандидат экономических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Сабаев, Вячеслав Владимирович

Введение.

Глава 1. Особенности нефтедобывающего производства.

1.1. Состояние нефтедобывающей отрасли России.

1.2. Методы интенсификации добычи нефти.

1.3. Использование гидравлического разрыва пласта.

Глава 2. Модели и методы повышения экономической эффективности разработки нефтяных месторождений

2.1. Экономико-математическая модель разработки месторождения.

2.2. Обзор теоретических разработок в области повышения экономической эффективности нефтедобычи.

2.3. Оптимизация типа проппанта.

2.4. Повышение эффективности нефтедобычи.

2.4.1. Повышение эффективности нефтедобычи на разбуренном месторождении.

2.4.2. Повышение эффективности нефтедобычи при планировании разработки нового месторождения.

2.4.3. Использование математических методов поиска решений при оптимизации нефтедобычи.

2.4.4. Использование генетического алгоритма для решения задач повышения эффективности нефтедобычи.

Глава 3. Апробация результатов исследований и рекомендации по их практическому использованию.

3.1. Оптимизация количества скважин и параметров гидроразрыва пласта.

3.2. Оптимизация типа проппанта.

3.3. Оптимизация системы разработки и параметров ГРП.

3.4. Сравнительная оценка математических методов поиска решений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и методы повышения экономической эффективности разработки нефтяных месторождений: с использованием технологии гидравлического разрыва пласта»

Акгуалыюсть темы исследования. Эффективность эксплуатации нефтяных месторождений во многом зависит от того, насколько правильно происходит планирование комплекса мероприятий по разработке месторождения на первоначальном этапе. Это связано с характерными чертами отрасли, такими как высокая капиталоемкость нефтедобывающего производства и низкая мобильность активов предприятия на этапе эксплуатации месторождения.

Необходимость использования новых технологий интенсификации добычи и методов оптимизации разработки связана с истощением запасов и постоянным ростом спроса на нефтепродукты. В условиях конкурентной среды предприятиям необходимо действовать максимально агрессивно в вопросах снижения себестоимости добычи, увеличения уровня рентабельности и минимизации сроков окупаемости капиталовложений.

Вопросами повышения эффективности нефтедобычи и оптимизацией параметров сетки разработки и параметров гидравлического разрыва пласта занимались и занимаются многие научные работники и организаторы производства, как в России, так и за рубежом. Заметную роль здесь сыграли результаты исследований, опубликованные в трудах Р.Д. Каневской, С.В. Контантинова, S.A. Holditch, М. Economides, P. Valko, J. Mach, D. Wolcott и Др.

Переход к рыночным отношениям в России и закономерное истощение запасов углеводородного сырья требует от хозяйствующих субъектов повышения эффективности работы, необходимым условием которого является продолжение исследований в данном направлении.

Анализ динамики капитальных затрат шести крупнейших нефтедобывающих компаний России за период с 2001 по 2005 год выявил нуклонный их рост. Наряду с этим наблюдался рост себестоимости подъема нефти. Это связано с тем, что в предыдущие годы интенсификация добычи проводилась на лучших участках, а эксплуатационное бурение оказывает не значительное влияние на снижение себестоимости. Для сохранения темпов добычи и контроля над ее себестоимостью необходимо внедрение новых методов оптимизации эксплуатации нефтяных месторождений.

В настоящее время все больше внимания уделяется эффективности используемых систем разработки и эффективности ГРП как одного из элементов этой системы. Однако комплексный экономический подход с техническими особенностями процесса нефтедобычи для решения данных проблем не применялся. Именно решение данных вопросов и определяет актуальность темы исследования.

Цель исследований состоит в разработке моделей и методов повышения экономической эффективности разработки нефтяных месторождений с использованием технологии гидравлического разрыва пласта и на этой основе повышения эффективности функционирования нефтедобывающего предприятия.

Для достижения цели в работе определены следующие задачи: изучение фактического состояния планирования разработки месторождений;

- анализ применяемых методов оптимизации нефтедобычи;

- оценка потенциальных возможностей для увеличения экономической эффективности нефтедобычи;

- создание комплексной экономико-математической модели разработки месторождения;

- разработка комплексного подхода к решению задач повышения экономической эффективности нефтедобычи;

- адаптация аппарата генетического алгоритма для решения задач оптимизации нефтедобычи;

- апробация результатов исследования.

Объектом исследования являются нефтедобывающие предприятия планирующие разрабатывать или разрабатывающие нефтяные месторождения с технической возможностью проведения гидравлического разрыва пласта.

Предметом исследования являются модели и методы решения задач повышения эффективности нефтедобывающего производства за счет оптимизации системы разработки и параметров ГРП.

Теоретической и методической основами исследований послужили работы ученых и практиков в области экономического анализа и организации производства. При решении поставленных задач использовался комплексный подход, методы экономико-математического моделирования и математического программирования, математические методы поиска решений и генетический алгоритм.

Информационная база исследования представлена содержанием научных работ зарубежных и российских специалистов в области нефтедобычи и оптимизации производственных процессов. Значительный информационный материал получен из документов и отчетных материалов ведущих российских нефтедобывающих компаний.

Научная новизна. Диссертация является результатом исследований аспиранта по поставленной проблеме. Новизну ее научного содержания составляют следующие результаты:

- сформулирована задача повышения экономической эффективности нефтедобывающего производства для всех этапов разработки нефтяных месторождений; предложена экономико-математическая модель оптимизации разработки месторождения, учитывающая влияние технологических параметров гидроразрыва пласта на экономические показатели нефтедобычи;

- разработаны модели и методы снижения затрат на разработку месторождений с использованием технологии 1идроразрыва пласта основанные на принципах оптимизации сетки скважин и стоимости расходных материалов;

- предложены конструктивные средства, позволяющие использовать возможности генетического алгоритма для решения многокритериальных задач оптимизации плана разработки месторождений с применением технологии гидравлического разрыва пласта.

Практическая значимость. Основные результаты, выводы, предложения и рекомендации, изложенные в работе, могут быть использованы в нефтедобывающих организациях для повышения эффективности процесса нефтедобычи. Результаты исследований используются в ООО «НК» Аврора Ойл» и в учебном процессе на инженерно-экономическом факультете Самарского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на:

- Всероссийской научно-практической конференции «Наука, Бизнес, 0бразование'2005» (Самара, 2005);

- 5-й международной научно-практической конференции «Проблемы развития предприятий: теория и практика» (Самара 2005);

- Russian Oil & Gas Technical Conference & Exhibition (Москва 2006).

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 11 печатных работах общим объемом 4,68 н.л.

CipyKrypa и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов и заключения. Содержит 36 рис., 13 табл. Библиографический список включает 104 наименования.

Заключение диссертации по теме «Математические и инструментальные методы экономики», Сабаев, Вячеслав Владимирович

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основе выполненных диссертационных исследований автором разработаны теоретические положения, позволяющие сформировать модели принятия решений при планировании разработки месторождений с использованием технологии гидравлического разрыва пласта, а также оптимизировать стратегию нефтедобычи для достижения максимального экономического эффекта.

Основные научные и практические результаты, полученные в работе, состоят в следующем:

1) сформулирована задача повышения экономической эффективности нефтедобывающего производства для всех этапов разработки нефтяных месторождений;

2) предложена экономико-математическая модель оптимизации разработки месторождения, учитывающая влияние технологических параметров гидроразрыва пласта на экономические показатели нефтедобычи;

3) разработаны модели и методы снижения затрат на разработку месторождений с использованием технологии гидроразрыва пласта основанные на принципах оптимизации сетки скважин и стоимости расходных материалов;

4) предложены конструктивные средства, позволяющие использовать возможности генетического алгоритма для решения многокритериальных задач оптимизации плана разработки месторождений с применением технологии гидравлического разрыва пласта.

5) разработаны рекомендации по практическому использованию результатов исследований.

Предложенные модели и алгоритмы могут быть использованы для повышения эффективности управленческих решений, принимаемых при планировании разработки нефтяных месторождений.

Полученные научные и практические результаты имеют большое значение в качестве теоретической и методической основы создания средств экономико-математического обеспечения систем поддержки принятия решений по формированию оптимальных стратегий нефтедобычи.

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Сабаев, Вячеслав Владимирович, 2006 год

1. Анализ хозяйственной деятельности предприятия / Под ред. В. И. Стражева.-Мн.: Высшая школа, 1998.

2. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У., Сахибгареев Р.Ш., Вагапов С.10., Габдрахманов Н.Х., Минликаев В.З. Справочник по добыче нефти. -М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000.

3. Артеменко В.Г., Беллендир М.В. Финансовый анализ.-М.:ДИС, 1997.

4. Баканов М. И., Шеремет А. Д. Теория экономического анализа.-М.: Финансовая статистика, 1995.

5. Барнгольц С. Б. Экономический анализ хозяйственной деятельности на современном этапе развития.-М.: Финансы и статистика, 1984.

6. Бирман Г., Шмидт С. Экономический анализ инвестиционных проектов. М.: Банки и биржи, 1997.

7. Бухалков М.И. Совершенствование механизма стабилизации и подъема производства в условиях рынка. -Самара, СамГТУ, 1997.

8. Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи принципы методология, -М.: Высшая школа, 2001.

9. Виленский П.Л., Лившиц В.П., Орлова П.Р., Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов. Серия «Оценочная деятельность». Учебно-практическое пособие.-М.: Дело, 1998.

10. Гаврина О. Л. Российские нефтяные компании: методика составления рейтинга. //Нефтяное хозяйство. -1996-. №7.

11. Гранберг А. Г. Динамические модели народного хозяйства. -М.: Мир, 1985.

12. Дембинский Н. В. Вопросы теории экономическою анализа. М.: Финансы, 1993.

13. Дончак Л. Я., Романовский М. В. Оптимизация планирования в промышленности.-Лениздат, 1973.

14. Премии Л. О критериях эффективности. // Вопросы экономики. -1971-.№10.

15. Ермолович Л. Л. Анализ финансово хозяйственной деятельности предприятия. - Мн.: БГЭУ ,1997.

16. Жданов С.А., Константинов С.В. Проектирование и применение гидроразрыва пласта в системе скважин // Нефтяное хозяйство 1995.-№9.

17. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. -М.: ОАО"Издательство"Недра", 1998.

18. Завельский Г. Оптимизация отраслевого планирования.-М.: Экономика, 1975.

19. Зудилин А. П. Анализ хозяйственной деятельности развитых капиталистических стран. 2-е изд. Екатеринбург: Каменный пояс, 1992.

20. Зуховицкий С. И., Радчик И. А. Математические методы сетевого планирования.-М.: Наука, 1965.

21. Каневская Р.Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта. -М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999.

22. Каневская Р.Д. Зарубежный и отечественный опыт применения гидроразрыва пласта. -М.: ВНИИОЭПГ, 1998.

23. Каневская Р.Д. Кац P.M. Оценка эффективности гидроразрыва добывающих и нагнетательных скважин при различных системах заводнения пласта // Нефтяное хозяйство.- 1998.- №6.

24. Канторович Л. В., Горстко А. Б. Оптимальные решения в экономике. -М.: Наука, 1972.

25. Каракоз И. И., Самборский В. И. Теория экономическою анализа. Киев: Высшая школа, 1989.

26. Кобелев Н. Б. Практика применения экономико- математических методов и моделей. -М.: ЗАО «Финстатинформ», 2000.

27. Ковалев В. В. Финансовый анализ: управление капиталом, выбор инвестиций, анализ ответственности. М.: Финансы и статистика, 1998.

28. Константинов С.В., Лесик П.П., Гусев В.И., Борисов Ю.П. Глубокопроникающий гидравлический разрыв пласта метод интенсификации разработки низкопроницаемых коллекторов // Нефтяное хозяйство.- 1987.-№5.

29. Коробейников И. О. Резервы развития предприятий. -11.11овгород: Изд. Нижегородского госуниверситета им. Н. И. Лобачевского, 2000.

30. Коршунова Н. И., Плясунов В. С. Математика в экономике. Учебное пособие. -М.: Изд. ВИТА, 1996.

31. Курамшин P.M. Методика технико-экономического прогнозирования эффективности проведения ГРП // Нефтепромысловое дело. 1999. -№4.

32. Ладошкин А. И. Методология оценки инвестиционных проектов (на примере предприятий нефтедобывающего комплекса): Автореферат дис. д-ра экон. наук.-И. Новгород,-1999.

33. Ларионов А. И. и др. Экономико-математические методы в планировании. -М.: Высш. шк., 1991.

34. Лимитовский М.А. Основы оценки инвестиционных и финансовых решений. М.: ООО Издательско-Консалтинговая Компания «ДеКа», 1998.

35. Лысенко В.Д. Инновационная разработка нефтяных месторождений. -М.: Недра. 2000.

36. Лысенко В.Д. Теория разработки нефтяных месторождений. -М.: 11едра. 1993.

37. Лысенко В.Д., Грайфер В.И. Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений. -М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001.

38. Макаров В. Л., Маршак В. Д. Модели оптимального функционирования отраслевых систем. -М.: Экономика, 1979.

39. Математическое моделирование экономических процессов. / Под ред. Е. Г. Беолусова, Ю. Н. Черемных, X. Керта, К. Отто. -М.: Изд. МГУ, 1990.

40. Материалы Министерства финансов РФ (www.minfin.ru).

41. Материалы нефтяной компании TI1K-I3P (www.tnk-bp.ru).

42. Материалы ОАО "Газпром нефть" (www.gazprom-neft.ru).

43. Материалы ОАО "ЛУКОЙЛ" (www.lukoil.ruV

44. Материалы ОАО "11ефтяная компания "ЮКОС" (yukos.ru).

45. Материалы ОАО "НК"РОС1 ШФТЬ" (rosneft.ru).

46. Материалы ОАО "Сургутнефтегаз" (www.surgutneftegas.ru).

47. Материалы Федеральной службы государственной статистики (www.gks.ru).

48. Материалы "Energy Information Administration" (www.eia.doe.qov)

49. Моисеев H. Н. Математические задачи системного анализа. -М .: Наука, 1981.

50. Монден Я. Методы эффективного управления / Пер. с англ. М.: Экономика, 1999.

51. Негашев Е. В. Анализ финансов предприятия в условиях рынка. М.: Высшая школа, 1997.

52. Новак В. А. Экономический анализ эффективности производства. М.: Финансы, 1969.

53. Новожилов В. В. Проблемы измерения затрат и результатов при оптимальном планировании. -М.: Наука, 1972.

54. Организация, планирование и управление предприятиями нефтяной и газовой промышленности. Учебник /Под ред. профессора А.Д. Бренца и профессора В.Е. Тищенко. М.: Недра, 1986.

55. Раяцкас Р. Л. Система моделей планирования и прогнозирования. -М.: Экономика, 1976.

56. Савичев П. И. Экономический анализ орудие выявления внутрихозяйственных резервов. -М.: Финансы, 1998.

57. Струмилин С. Г. О критериях в оптимальном планировании. -М.: Перспектива, 1995.

58. Татур С. К. Основы анализа экономики предприятия. М.: Экономика, 1996.

59. Тейл Г. Экономические прогнозы и принятия решений. -М.: 1971.

60. Терехов JI. Л. Экономико-математические методы. Изд. 2-е, доп. -М.: Статистика, 1972.

61. Усачев Г1.М. Гидравлический разрыв пласта.-М.: 11едра.-1986.

62. Федоренко II. П. Вопросы оптимального функционирования экономики. -М.: Паука, 1990.

63. Федоренко П. П. и др. Математический аппарат экономического моделирования.-М.: Наука, 1983.

64. Федоренко Н. П. Оптимизация планирования народного хозяйства. -В кн. «Актуальные проблемы управления», кн.1. -М.: Знание, 1972.

65. Черемных 10. Н. Математические модели развития народного хозяйства. -М.: Изд. МГУ, 1986.

66. Шеремет А. Д., Сайфулин Р. С. Методика финансового анализа. М.: ИНФРА-М, 1996.

67. Шеремет А. Д., Сайфулин Р. С., Негашев Е. В. Методика финансового анализа предприятия. М., 1992.

68. Шоломович И. А. Анализ хозяйственной деятельности промышленного предприятия.-М.: Госфиниздат, 1949.

69. Шпуров И.В., Разуменко В.Е., Горев В.Г., Шарифуллин Ф.А. Анализ эффективности разработки залежей нефти Самотлорского месторождения с применением гидроразрыва пласта // Нефтяное хозяйство,-1997.-№ 10.

70. Экономико-математические модели в управлении предприятием. / Под ред. Н. П. Федоренко, И. П. Шубкиной. -М.: Наука, 1983.

71. Экономико-математические методы и модели. Учебное пособие. / Под общ. ред. А. В. Кузнецова. -Мн.: БГЭУ,1999.

72. Badru О., Kabir C.S. Well placement optimization in field development, SPE 84191,2003.

73. Balen R.M., Meng II-Z., Economides M.J. Applications of the Net Present Value (NPV) in the optimization of hydraulic fractures, SPE 18541, 1988.

74. Brown J.E., Economides M.J. An analysis of hydraulically fractured horizontal wells, SPE 24322, 1992.

75. Cinco-Ley H., Samaniego-V F, Transient pressure behavior for a well with a finite-conductivity fracture, SPE 6014, 1976.

76. Cutler R.A., Enness D.O., Jones A.H. Comparison of the fracture conductivity of commercially available and experimental proppants at intermediate and high closure stresses, SPE 11634, 1983.

77. Demarchos A.S., Chomatas A.S., Economides M.J., Mach J.M., Wolcott D.S. Pushing the limits in hydraulic fracture design, SPE 86483, 2004.

78. Economides M.J., Demarchos A.S., Mach J.M., Rueda J., Wolcott D.S. Pushing the limits of hydraulic fracturing in Russia, SPE 90357, 2004.

79. Economides M.J., Oligney R.E., Valko P.P. Unified fracture design, Orsa Press, Houston, May 2002.

80. Elbel J.L. Considerations for optimum fracture geometry design, SPE 13866, 1985.

81. Fetkovich M.J. Decline curve analysis using type curves, SPE 4629, 1980.

82. Fichter D.P. Application of genetic algorithms in portfolio optimization for the oil and gas industry, SPE 62970, 2000.

83. Guyaguler В., Home R.N. Uncertainty assessment of well placement optimization, SPE 71625, 2001.

84. Hareland G., Rampersad В., Dharaphop J., Sasnanand S. I lydraulic fracturing design optimization, SPE 26950, 1993.

85. Holditch S.A., Jennings J.W., Neuse S.H., Wyman R.D. Optimization of well spacing and fracture length in low permeability gas reservoirs, SPE 7496, 1978.

86. McGuire W.J., Sikora V.J. The effect of vertical fractures on well productivity, Trans., AIME (1960) 401.

87. Meng H.Z., Brown K.E. Coupling of production forecasting, fracture geometry requirements and treatment scheduling in the optimum hydraulic fracture design, SPE 16435, 1987.

88. Mohaghegh S., Balan В., Ameri S., McVey D.S. A hybrid, neuro-genetic approach to hydraulic fracture treatment design and optimization, SPE 36602, 1996.

89. Montes G., Bartolome P., Angel.L Udias The use of genetic algorithm in well placement optimization, SPE 69439, 2001.

90. Montgomery C.T., Steanson R.E. Proppant selection the key to successful fracture stimulation, SPE 12616, 1984.

91. Montoya-0 S.J., Jovel-T W.A., Ilernandez-R J.A., Gonzalez-R C. Genetic algorithms applied to the optimum design of gas transmission networks, SPE 59030, 2000.

92. Norman M.E., Cipolla C.L., Webb M.L. The application of manufactured proppants in moderately permeable oil reservoirs, SPE 12357, 1983.

93. Obcrwinkler C., Ruthammer G., Zangl G., Economides M.J. New tools for fracture design optimization, SPE 86467, 2004.

94. Prats M., Hazebroek P., Strickler W.R. Effect of vertical fractures on reservoir behavior incompressible fluid case, SPE 98, 1962.

95. Phillips A.M., Anderson R.W. Use of proppant selection models to optimize fracturing treatment designs in low-permeability reservoirs, SPE 13855, 1985.

96. Poulsen D., Soliman M.Y. A procedure for optimal fracturing treatment design, SPE 15940, 1986.

97. Romero D.J., Valko P.P., Economides M.J. Optimization of the productivity index and the fracture geometry of a stimulated well with fracture face and choke skins, SPE 73758, 2002.

98. Rueda J.I., Mach J., Wolcott D. Pushing fracturing limits to maximize producibility in turbidite formations in Russia, SPE 91760, 2004.

99. Sarich M.D. Using genetic algorithms to improve investment decision making, SPE 68725, 2001.

100. Sun X., Mohanty K.K. Estimation of flow functions during drainage using genetic algorithm, SPE 84548, 2003.

101. Valko P.P., Economides M.J. Heavy crude productions from shallow formations long horizontal fractures versus horizontal fractures, SPE-50421, 1998.

102. Veatch R.W., Economics of fracturing some methods, examples and case studies, SPE 15509, 1986.

103. Voneiff G.W., Ilolditch S.A. Economic assessment of applying advances in fracturing technology, SPE 24888, 1994.

104. Warembourg P.A., Klingensmith E.A., Hodges J.E., Erdle J.E. Fracture stimulation design and evaluation, SPE 14379, 1985.