Текущее состояние. Традиционные нефтегазовые месторождения постепенно истощаются или становятся более сложными для освоения, что стимулирует повышение интереса к запасам, относящимся к категории трудноизвлекаемых (ТРИЗ). 

Научные исследования указывают, что глобальные ресурсы нетрадиционных и трудноизвлекаемых запасов весьма значительны, однако их промышленное освоение сопряжено со специфическими рисками и неопределённостями. Традиционные подходы к оценке и управлению рисками, разработанные для классических нефтегазовых проектов, часто оказываются недостаточно точными при работе с проекта по разработке ТРИЗ. 

С учетом рассмотренных вызовов, перспективы в развитии процесса разработки ТРИЗ связаны, прежде всего, с совершенствованием комплексных подходов к оценке и управлению рисками, которые бы интегрировали количественную и качественную составляющие.

Решаемая научная проблема. Основная идея исследования заключается в теоретическом обосновании и практической демонстрации интегрированной методологии, объединяющей методы имитационного моделирования Монте-Карло и механизмов нечеткой логики. Предполагается, что подобная гибридная система даст возможность формализовать и количественные, и качественные риски, повысив точность прогнозов и обеспечив более взвешенное принятие управленческих решений при разработке трудноизвлекаемых углеводородных запасов.

Гипотеза авторов состоит в том, что сочетание статистического подхода к стохастическим (например, ценовым и производственным) рискам с инструментами нечеткой логики (для оценок экологической опасности, социального отклика и технологических неопределённостей) позволит получить достоверную совокупную оценку риск-профиля проекта. В результате станет возможным лучше прогнозировать изменение ключевых экономических показателей и вырабатывать действенные меры по снижению неопределённости.

Задачи исследования включают:

1. Формирование и систематизацию перечня специфических рисков, характерных для ТРИЗ.

2. Разработку и обоснование методического подхода, основанного на совмещении Монте-Карло и нечеткой логики.

3. Экспериментальную проверку предложенной методики на модельных сценариях.

4. Выработку практических рекомендаций по более точной оценке рисков.

Методы исследования. В рамках статьи предлагается гибридная методология оценки и управления рисками при освоении трудноизвлекаемых углеводородных запасов, совмещающая имитационное моделирование методом Монте-Карло и нечеткую логику. Суть подхода состоит в том, что количественные факторы (например, волатильность цен на нефть, возможные колебания капитальных затрат и изменчивость производства) описываются вероятностными распределениями и анализируются посредством многократных вычислительных итерационных процедур, в то время как качественные риски (экологические, социальные, политико-регуляторные и т. д.) формализуются через лингвистические переменные, функции принадлежности. Полученный при этом интегральный показатель качественных рисков напрямую корректирует параметры стохастического моделирования.

Практическая реализация описанного подхода выполнена в среде MATLAB (версия R2024a).

Детали исследования. Был систематизирован комплекс рисков: геологические, экологические, технические, экономические, операционные, политико-регуляторные. Отмечено, что в традиционных схемах недостаточно учитываются качественные факторы. Была обоснована необходимость их формализации через механизмы нечеткой логики.

С учетом данной классификации было определено как именно совокупность качественных и количественных рисков вливается в единую модель. На рисунке 1 приводятся функции принадлежности для термов «Low», «Medium» и «High».

Отнесение к функциям принадлежности лингвистических термов происходит посредством следующего механизма: 

μ(x){0, if x≤a, x-ab-a, if a <x≤b, c-xc-b, if b <x≤c, 0, if x>c, ,

(1)

Одним из ключевых инструментов является так называемая база правил (fuzzy rule base), представленная в таблице 1.

Таблица 1. База нечетких правил

Rgeo	Renv	Rtech	Rreg	Rsoc	Rqual
Низкий	Низкий	Низкий	Низкий	Низкий	Низкий
Низкий	Низкий	Низкий	-	-	Низкий
-	Низкий	Низкий	-	Низкий	Низкий
Низкий	-	-	Низкий	-	Низкий
Средний	Средний	Низкий	Низкий	Низкий	Средний
Высокий	Низкий	Низкий	Низкий	Низкий	Средний
-	Средний	Средний	-	Средний	Средний
-	Низкий	Высокий	Низкий	Средний	Средний
Низкий	Высокий	Низкий	Низкий	Низкий	Средний
-	Средний	Высокий	-	Высокий	Высокий
Высокий	Низкий	Низкий	-	Высокий	Высокий
Высокий	Высокий	Высокий	-	-	Высокий
-	-	-	Высокий	Высокий	Высокий
Средний	Средний	Средний	Высокий	Высокий	Высокий

Посредством метода центра тяжести происходит дефаззификация лингвистических значений:

Rqual=domain output(x)∙xdxdomain output(x)∙dx.

(2)

Далее происходит корректировка вероятностных распределений параметров при задании показателей в Монте-Карло симуляции:

Xadjusted=Xoriginal1+k∙Rqual,

(3)

Был рассмотрен пример со следующими входными значениями проекта: 

Тип коллектора: слоистое образование, аналогичное Баженовской свите (низкая пористость ~5%, проницаемость ~0,01–0,1 мД, высокая неоднородность).

Средние геолого-физические параметры:

(1) Начальные запасы нефти (OOIP) — около 200 млн баррелей

(2) Коллектор с низкой насыщенностью, тонкослоистый

(3) Пластовое давление — около 250 бар, близко к нормальному

(4) Проектный план: 10 горизонтальных скважин с многостадийным гидроразрывом (МСГРП), вводимых поэтапно в течение 3 лет. Общий срок реализации проекта — 15 лет.

Ключевые особенности:

(1) Высокая чувствительность к конструкции и качеству многостадийного гидроразрыва (МСГРП)

(2) Возможная необходимость в поддержании пластового давления (закачка газа или воды)

(3) Ограниченная региональная инфраструктура (логистические ограничения).

Применение нечеткой логики представило Rqual на уровне 0,52 – средний риск.

После корректировки распределения капитальных затрат с учетом коэффициента нечеткой логики, были получены следующие результаты посредством проведения Монте-Карло симуляций (рис. 2):

• Среднее значение (NPV): 280 миллионов долларов США;

• Медианное значение (P50): 270 миллионов долларов США;

• P10 (оптимистичный, 10-й перцентиль): 450 миллионов долларов США;

• P90 (пессимистичный, 90-й перцентиль): 100 миллионов долларов США;

• Вероятность отрицательного NPV: ~7%.

Заключение. В данном исследовании была разработана гибридная методологическая структура, объединяющая метод Монте-Карло и нечеткую логику для решения сложной задачи оценки рисков, связанных с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов (ТРИЗ). Результаты продемонстрировали эффективность данного подхода, сочетающего строгость количественных методов с гибкостью, необходимой для учета качественных неопределенностей, таких как социальная приемлемость и экологическое воздействие.

Предложенная методология представляет собой универсальный инструмент оценки рисков, способный отразить многогранный характер вызовов, присущих освоению ТРИЗ. Ее способность интегрировать различные категории рисков — геологические, технологические, социальные и экологические — позволяет лицам, принимающим решения, более эффективно прогнозировать и снижать возможные негативные последствия. В целом, предложенный подход позволяет сочетать экономическую целесообразность с экологической ответственностью при разработке углеводородных месторождений трудноизвлекаемых запасов.

Статистика

Просмотров

134

Скачано

3