2993

11

Обоснование целей и задач анализа экологического риска

Анализ технологической специфики объекта.

Определение частоты возникновения аварий

Определение общего количества и продолжительности выбросов опасных веществ

Определение эколого-экономических критериев воздействия источников

на ОС

Обоснование экономико-математических моделей, применяемых при оценке экологических рисков,

Экономическая оценка экологического риска.

Оптимизация природоохранных мероприятий по снижению экологического риска

Рисунок 4. Логическая последовательность количественного анализа экологического риска.

Общим итогом последовательного выполнения вышеперечисленных этапов является построение функциональной связи между величиной ожидаемого ущерба и вероятностью его возникновения.

Для оптимизации задачи использована схема сценариев исследований, с помощью которой отражается связь между глубиной исследований, рабочей «нагрузкой» и целями анализа (рисунок 5).

Глубина и объем исследований могут варьироваться от простых видов оценки опасности, до детализированных видов анализа риска, включающих в рассмотрение большое количество разнородных аварий с использованием высокоточных математических моделей.

Каждая ось по схеме сценариев условно разделена на три части, соответствующие различным уровням сложности данного фактора. В результате мы имеем 27 различных вариантов анализа в зависимости от выбранных комбинаций уровня сложности.

Ось «Методика...» включает следующие этапы оценки: последствия аварий; их частоты; оценки техногенного и экологического риска.

По оси «Сложность анализа» откладываются виды анализа: простой (линейный - средняя стоимость ликвидации одной аварии на количество аварий); средней сложности (матричный - с учетом распределения выбросов по компонентам ОС); сложный (имитационное моделирование аварийности объектов системы нефтегазодобычи).

По оси «Увеличение числа выбранных для анализа аварий» учитываются: аварии на месторождении; аварии по региону; аварии по всему оборудования НГДУ AHK.

Таким образом, схема сценариев исследований принципиально обеспечивает концептуальную основу для дальнейшего обсуждения глубины и построения алгоритма исследований.

Учитывая фактор неопределенности в прогнозировании экономических решений при эксплуатации нефтяного месторождения, предложен методический подход к экономической оценке и прогнозу рисков и природоохранных затрат на их снижение. С этой целью в диссертационной работе приведен типовой алгоритм расчета экологического ущерба при авариях объектов системы нефтегазодобычи на основе использования детерминированной факторной модели.

В соответствии с приведенным алгоритмом разработана программа прогнозирования экологических рисков и затрат на предотвращение аварий (на снижение экологических рисков).

Переход от начального состояния системы к результатам осуществляется в виде последовательно раскрываемых матриц: А, В, D, С.

1. А — матрица, в которой записана протяженность основных компонентов системы трубопроводов нефтепромысла.

2.В - матрица, в которой записаны статистические данные о количество аварий основных компонентов системы трубопроводов нефтепромысла (на начальный момент прогноза):

3.D- матрица, в которой записаны статистические данные о количество аварий основных компонентов системы трубопроводов нефтепромысла:

13. Вычисляется общая величина ущерба в текущем году, с учетом затрат на ликвидацию последствий аварий (млн.руб):

YСУМ =YOC +YHH +Yпрост +Yлик (13)

где Yoc - ущерб окружающей среде;

Yпн - ущерб от потерянной нефти;

Yпрост - ущерб от простоя трубопровода;

Улик - затраты на ликвидацию последствий аварий.

14.B соответствии с выполненными расчетами затраты на замену трубопроводов и длины заменяемых участков коррелируются

где ej коэффициенты зависимостей затрат на ремонт в зависимости от длин за-

меняемых участков.

При разработке методов прогнозирования приходится учитывать тот факт, что основная часть пространства входных параметров по своей природе является случайной. Поэтому конечной целью прогнозирования экономического ущерба является получение функции распределения параметра, характеризующего его качество. В частности, при прогнозировании экономической величины ущерба от аварий на объектах нефтегазодобычи следует учитывать случайный характер аварийности. С этой целью предложено использовать методы имитационного моделирования Разработанная имитационная система может быть использована для решения следующих задач: анализа качества исходной информации; анализа надежности разработанного прогноза.

Процесс имитационного моделирования описывается схемой, представленной на рисунке 6.

16

Для статистического анализа данных имитационной модели использованы следующие процедуры:

•расчет параметров гистограммы (количество точек, количество классов, исходный массив, границы классов, сгенерированные частоты);

•имитация значений равномерного распределения в интервале (0,1);

•статистические показатели (математическое ожидание, среднее квадратичное отклонение, асимметрия, эксцесс).

Основным этапом разработки имитационного моделирования является разработка моделирующего алгоритма и машинной модели объекта. В предлагаемой диссертации предпочтение отдано среде программирования Delphi - 4. Выбор именно этой среды программирования обусловлен тем, что она позволяет объединить данные и методы расчета.

Имитационная модель и план эксперимента

Программа - имитатор

Р е з у л ь т а т ы

Рисунок 6. - Схема моделирования и имитации процессов.

10 - анализ результатов, переход к новому варианту модели

В имитационном эксперименте разыгрывается аварийность объекта нефтегазодобычи. Количество экспериментов может быть сколь угодно велико, но для получения наиболее достоверных результатов проводили 10000 экспериментов. Для каждого j-го эксперимента находится величина экономического ущерба по каждому виду аварии на объекте системы нефтегазодобычи. Она рассчитывается по формуле (млн.руб):

Yi - составляющие экономического ущерба от вида аварии. Y j-экономический ущерб при j-ом эксперименте.

В результате проведения к-го количества экспериментов получается к значений величины Yj , которые являются так же случайными величинами. Следующий этап алгоритма - имитация выборки выходной случайной величины Yj

.Результатом имитационного эксперимента является получение закона распределения случайной величины.Заключительным этапом является исследование закона распределения выходной случайной величины - вычисление асимметрии, эксцесса, критерияПирсона.

Этапы имитационной модели рассмотрены на рисунке 7.

Информационной основой является осциллограмма, которая строится по аварийности системы. Для этого взяты сто значений аварийности объекта системы в единицу времени и их порядок разыгран случайным образом. В результате построена осциллограмма величины риска аварии объекта системы нефтегазодобычи. Пo оси X закладываются временной интервал. По оси У - значения аварийности системы. Результатом обработки осциллограммы аварийности трубопроводов является гистограмма частот уровней размахов. Первым структурным переходом (шаг 1) на схеме помечена схематизация процесса. Результатом работы данной подсистемы является гистограмма частот размахов уровней величины аварийности на объектах нефтегазодобычи. Вторым структурным переходом (шаг 2) является выбор плотности распределения рисков аварийности объектов нефтегазодобычи. Результатом работы данной подсистемы является график плотности и функция распределения аварийности объектов нефтегазодобычи. Далее (шаг 3), в соответствиисустановленнымзакономраспределеенияразмаховаварийности,имитируется выборка.. В результате имитации строится гистограмма частот к-ой выборки.

Рисунок 7. Структура комплекса, имитирующего стохастическую природу аварийности объектов нефтегазодобычи

Следующим шагом (шаг 4) алгоритма является выбор закона распределения экономической величины ущерба и формируется обобщающая модель определения величины ущерба от аварийности на объектах нефтегазодобычи.

20

Первым этапом построения модели является анализ последствий аварий на месторождении и применение матричной модели оценки ущербов до и после реконструкции (формулы 1-14).

В таблице 1 приведены результаты экономической оценки экологических последствий до и после реконструкции матричным методом.

Для формирования текущих издержек была использована модель разделения затрат на постоянные и переменные, что позволит в последующих разделах выявить их влияние на изменение экономической эффективности при выборе инвестиционного решения.

Конечными критериями оценки явились

•чистый дисконтированный доход (ЧДД),

•срок окупаемости,

•графический метод определения критической точки безубыточности.

Результаты имитации аварийности скважин и трубопроводов по НГДУ и в целом по AIIK «Башнефть» приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2. Результаты имитационною моделирования по аварийности скважин(млн.руб)