книги из ГПНТБ / Добровольский, М. Б. Применение математических методов определения рациональной степени разведанности нефтяных и газовых месторождений при передаче их из разведки в разработку

МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ, УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТЕПЕНИ РАЗВЕДАННОСТИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ИХ ИЗ РАЗВЕДКИ В РАЗРАБОТКУ

СЕРИЯ

НЕФТЕГАЗОВАЯ ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА

МОСКВА ВНИИОЭНГ 1974

УДК 553.98:550.8:519

В обзоре освещены актуальные вопросы, связанные с при­ менением экономико-математических методов определения ра­ циональной степени разведанности нефтяных и газовых мес­ торождений при передаче из разведки в разработку. Даны экономико-математические модели, позволяющие применять ав­ томатизированные системы управления процессом поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений. Приведены ре­ зультаты опробования данной методики на Западно-Тэбукс- ком и Джьерском месторождениях Тимано-Печорской нефте­ газоносной провинции. Обзор представляет научный и прак­ тический интерес для широкого круга специалистов, работаю­ щих в области поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений, а также для преподавателей ВУЗов нефтегазового профиля.

Авторы: М. Б. Добровольский, И. А. Володин.

Всесоюзный научно-исследовательский институт организации, управлении о и экономики нефтегазовой промышленности (ВНИИОЭНГ), 1974 Г.

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей задачей геологов и геофизиков является повы­ шение экономической эффективности геологоразведочных ра­ бот. Однако в настоящее время эта задача решается неудов­ летворительно. Ряд рекомендаций и оценок перспектив неф­ тегазоносное™ отдельных территории не подтвердился, а гео­ логические условия оказались менее благоприятными и более сложными, чем это предполагалось. Некоторые недостатки имели место в области экономического обоснования выбора районов и объектов проведения работ, в методике поисков и разведки, в применении новейших геофизических методов, в организации и проведении глубокого разведочного бурения, в области управления поисково-разведочным процессом. Все это привело к тому, что в отдельных случаях наблюдалось превышение фактической стоимости подготовки единицы за­ пасов нефти над плановой.

Одним из факторов повышения эффективности геолого­ разведочных работ является оптимизация процесса поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений с целью до­ стижения рациональной степени их изученности при переда­ че из разведки в разработку. Методике ее определения по­ священа настоящая работа.

1*

Р а з д е л I

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ОПТИМАЛЬНОЙ СТЕПЕНИ РАЗВЕДАННОСТИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ИПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА МЕТОДИКИ

ЕЕОПРЕДЕЛЕНИЯ

Оптимизация геологоразведочного процесса в целом, его отдельных этапов и стадий, видов и методов работ, с помо­ щью которых он осуществляется, представляет собой одну из фундаментальных комплексных технико-экономических проблем поисков и разведки нефтяных и газовых месторож­ дений.

Эта проблема имеет большое количество разных аспек­ тов, затрагивает области экономики, организации, планиро­ вания, управления, техники и технологии, методики проведе­ ния работ и исследований. Критерием оптимизации процесса поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений яв­ ляется достижение наибольших результатов при наименьших затратах материальных, трудовых и денежных ресурсов с точки зрения народного хозяйства.

Определение рациональной степени изученности нефтяных и газовых месторождений при передаче их из разведки в проектирование разработки замолкает комплекс проблем оп­ тимизации геологоразведочного процесса в целом примени­ тельно к отдельным месторождениям.

Разработка методических обоснований решения этой про­ блемы имеет, несомненно, важное народнохозяйственное зна­ чение. С одной стороны, необходимо оптимизировать процесс поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений (за­ лежей) как с точки зрения определения рациональных мето­ дик проведения отдельных видов и методов, так и комплексов

4

геолого-геофизических работ и исследований, минимальных затрат объемов работ, средств и времени на их проведение, обеспечивающих получение необходимой информации для об­ основанного технико-экономического проектирования разра­ ботки месторождений (объектов) с наименьшей степенью эко­ номического риска. С другой стороны, необходимо умень­ шить затраты времени между открытием месторождений и вводом их в разработку прежде всего за счет рационального сокращения длительности поисково-разведочного цикла, по­ скольку это сокращение дает народному хозяйству возмож­ ность быстрее вовлекать нефтяные и газовые ресурсы недр в промышленное использование с целью достижения такого тем­ па прироста нефтегазодобычи, который обеспечил бы по­ крытие как внутренних, так и экспортных потребностей стра­ ны при условии получения максимального народнохозяйствен­ ного эффекта.

Следовательно, научно обоснованная методика определе­ ния рациональной степени разведанности нефтяных и газовых месторождений при передаче их из разведки в проектирова­ ние разработки должна исходить из перечисленных требова­ ний с учетом всех факторов, которые их определяют. Иначе говоря, эта методика должна базироваться на требовании до­ стижения наибольшей народнохозяйственной, а не узкоотрас­ левой, ведомственной эффективности.

Естественно, определение рациональной степени разведан­ ности месторождений для передачи в разработку предполага­ ет их предварительную экономическую (стоимостную) оцен­ ку, на основе которой должно приниматься решение о вводе отдельных объектов в разведку и о подготовке их к стадии проектирования разработки.

Проблема экономической оценки нефтяных и газовых ме­ сторождений имеет самостоятельное значение и в данной ра­ боте не рассматривается. Таким образом, допускается, что решение о постановке детальных поисковых работ на выяв­ ленной перспективной структуре, а затем и разведочных ра­ бот на открытом месторождении состоялось, необходимо оп­ ределить, при какой степени достоверности геолого-геофизиче­ ской информации об объектах разведки и когда именно мож­ но передать их в проектирование разработки при наимень­ ших совокупных затратах в сопряженных отраслях производ­ ства при одновременном получении за этот счет максимально­ го прироста национального дохода. В таком виде задача, стоя­ щая перед разработкой методики решения настоящей пробле­ мы, обособлена от рассмотрения других, связанных с нею проблем, но, вместе с тем, содержит требование определе­

5

Хотя существующие на данный момент времени или суще­ ствовавшие ранее порайонные нормы затрат рабочего време­ ни, а также материалов, топлива, электроэнергии, транспорт­ ных услуг и так далее в натуральном выражении на единицу

ходимым, оценка их в денежном выражении крайне затрудне­ на, поскольку требует оценки по стоимости, а не по цене, которая не является денежным выражением общественно не­

могут быть минимизированы только на основе их сметной стоимости.

Что касается оценки доли прироста национального дохо­ да, утрачиваемой в результате задержки ввода месторожде­ ния в разработку или, наоборот, приобретаемой в результате опережения ввода месторождения в разработку по сравнению с оптимальным сроком, то она может быть определена путем расчета потерь или увеличения народнохозяйственного эффек­ та из-за задержки или опережения поступления рентных пла­ тежей, а также прибыли нефтегазодобывающих предприятий

приниматься доля народнохозяйственного эффекта, пропор­ циональная удельному весу перерабатываемой нефти и экс­ портируемых нефти и газа в общем объеме добычи, которая утрачивается или приобретается при получении прибыли неф­ теперерабатывающей и нефтехимической промышленностью, а также торгующими предприятиями Главнефтеснаба. В этой же доле следует учитывать потери в народнохозяйственном эффекте от задержки (или увеличение от опережения) полу­ чения государством налога с оборота от продажи нефтепро­ дуктов.

Таковы принципиальные исходные экономические принци­ пы, положенные в основу разработки методики решения этой комплексной технико-экономической проблемы. Они могут быть формализованы в следующем виде:

Кп-р.р+Кпр+Кпсз -р (ФПф Пп+ П до+ П по+Пнс+НО) == min,

6

Данная работа не касается областей организации и пла­ нирования производства, а следовательно и имеющихся в них резервов оптимизации.

Проблема определения рациональной степени изученности месторождений полезных ископаемых при передаче из раз­ ведки в разработку давно уже привлекает пристальное вни­ мание геологов, технологов-разработчиков, экономистов и математиков как в Советском Союзе, так и за рубежом. Так, например, хорошо известен фундаментальный труд с изложе­ нием оригинальной и стройной математической теории раз­ ведки и оценки месторождений полезных ископаемых, принад­ лежащий Ж. Матерону [5]. Достоинством прикладной геоста­ тистики Ж. Матерона является то, что в качестве характери­ стики пространственной изменчивости разведуемых призна­ ков .используются не эмпирические статистики, а их теорети­ ческие выражения с оцененными по экспериментальным дан­ ным параметрами. Однако автор приписывает стационарной

7

случайной функции, в качестве реализации которой рассмат­ ривается пространственная переменная, структурную функцию особого вида—собственную функцию де Вейса. Использова­ ние схемы де Вейса в качестве основной при изложении при­ кладных возможностей геостатистики наложило некоторый отпечаток нереальности на общую геостатическую теорию и потребовало допущения бесконечности математического ожи­ дания и дисперсии случайной функции, в то время как реаль­ ные геологические переменные не имел таких свойств.

Одной из первых опубликованных работ в этой области была статья Л. Д. Америка и А. В. Черннцкого [1]. В основу определения рациональных объемов разведочных работ ими были положены кривые зависимости изменения относитель­ ных ошибок балансовых запасов от плотности сети разведоч­ ных скважин. В качестве исходных показателей для экономи­ ческой оценки вариантов разведки использовались: объем до­ стоверно подготовленных запасов; «потери» в запасах; коли­ чество разведочных скважин; продолжительность разведки; капитальные вложения в разведку; удельные затраты на подготовку 1 т извлекаемых запасов. Авторы показали, что, начиная с определенного момента, темпы роста удельных за­ трат на подготовку 1 г запасов значительно опережают тем­ пы роста степени точности подготавливаемых запасов. В ре­ зультате, они пришли к выводу, что предел точности подго­ товки запасов на отдельном месторождении следует устанав­ ливать в зависимости от уровня суммарных затрат на подго­ товку запасов нефти на этом месторождении и затрат на ком­ пенсацию «потерь», т. е. затрат, необходимых для компенса­ ции ведоразведанных запасов из-за ошибок в определении

зации промышленной разведки нефтяных месторождений на стадии проектирования [2]. В ней рассматривалось влияние точности определения геологических параметров в ходе про­ мышленной разведки на степень надежности проектов раз­ работки месторождения. Авторы предложили использовать два метода геолого-экономического обоснования допустимой степени точности подготовки запасов и соответствующих ей объемов геологоразведочных работ с учетом влияния на эко­ номику добычи нефти. Первый метод, разработанный автора­ ми, состоит в определении допустимой величины ошибки в подсчете промышленных запасов; метод заключается в оцен­ ке вариантов разведки по суммарным затратам на развед­ ку и разработку (при различных значениях ошибок в опре-

8

делении параметров) и выборе рационального варианта раз­ ведки по минимуму этих затрат.

Второй метод, разработанный акад. А. II. Крыловым, наи­ более близок к идеям Ж- Матерона. Метод предусматривает: а) поэтапное проектирование разведочных работ на залежи с нарастанием по этапам объема геолог,оразведочных работ и затрат на разведку с геолого-экономической оценкой каждо­ го этапа (в расчетах каждый этап характеризуется опреде­ ленным объемом разведочных работ); б) проектирование на основе данных, полученных на различных этапах проведения геологоразведочных работ, а также на основе базисного ва­ рианта, в котором принимается истинное (без ошибок) зна­ чение геологических параметров; в) технико-экономическую оценку вариантов проектов разработки залежи и выбор опти­ мального из них при данном варианте разведки; г) установ­ ление затрат на разведку с учетом возможных убытков (по­ терь) в разработке из-за ошибок в определении подсчетных параметров и соответствующих рациональных объемов раз­ ведочных работ.

Особое место среди работ, посвященных решению рас­ сматриваемой проблемы, занимает статья Р. В. Сенюкова [9], в которой рассматриваются вопросы стратегии и тактики геологоразведочных работ на нефть и газ в условиях неопре­ деленности. Эти вопросы, поддающиеся формализации, рас­ сматриваются на основе понятий априорного и апостериорно­ го распределения вероятностей и применения математичес­ кого аппарата теоремы Байеса.

Следует отметить статью С. А. Муртаева и Э. А. Гонча­ ренко [6], посвященную некоторым вопросам методики оцен­ ки экономической эффективности поисково-разведочных ра­ бот, а также методике математического обоснования рацио­ нального количества разведочных скважин. На основании за­ кона линейной интерполяции между отдельными точками оп­ ределения параметров подсчета запасов выведена функцио­ нальная зависимость оптимального количества разведочных скважин от изменчивости и заданной точности подсчетных па­

окончаниях структуры), определяется оптимальное число раз­ ведочных скважин.

Анализ существующих методик определения рациональной степени изученности нефтяных и газовых месторождений при передаче из разведки в разработку позволил не только уста­ новить их недостатки, но и разработать принципиальную схе-