Оцінка ефективності та достатності програми геолого-розвідувальних робіт на основі економічної
Чонська група родовищ включає три родовища на однойменних ліцензійних дільницях: Вакунайське, Тимпучіканське та Ігнялінське. Родовища розташовуються у Східному Сибіру і приурочені до Непського склепіння. Їх особливістю є велика кількість геологічних невизначеностей, таких як структурна невизначеність, становище та проникність розломів, що обмежують поклади, рівні контактів флюїдів, ефективні товщини та ін. У рамках роботи за проектом проведено масштабну оцінку геологічних невизначеностей. Для їх зняття потрібна реалізація програми геолого-розвідувальних робіт (ГРР). Однак в умовах великої кількості ризиків не завжди ясно, куди конкретно необхідно спрямувати заходи, зокрема буріння пошуково-розвідувальних свердловин. Крім того, існує проблема достатності програми ГРР: невідомо, в який момент дослідження необхідно закінчити та розпочати розробку родовища. Для відповіді на ці питання використовується комбінований підхід до обліку геологічних невизначеностей та економічної оцінки. Загальна схема робіт включає:
a) формування геологічної моделі та генерацію реалізацій;
б) розрахунок ймовірнісного розподілу запасів;
в) моделювання результатів реалізації програми ГРР;
г) багатоваріантний розрахунок профілів видобутку та чистого дисконтованого доходу (NPV);
д) визначення цінності інформації.
Оцінка геологічних невизначеностей
На першому етапі робіт необхідно підготувати геологічні дані, які слугуватимуть основою всіх економічних розрахунків. Для цього використовується багатоваріантна 3D геологічна модель,що дозволяє не тільки отримати реалістичне тривимірне уявлення про будову продуктивних пластів, поширення продуктивних зон та властивості, а й врахувати в оцінці різні геологічні параметри: точність структурних побудов за результатами обробки та інтерпретації матеріалів сейсморозвідувальних робіт; невизначеність розмірів, форми та орієнтації піщаних тіл; рівні контактів флюїдів; поширення фільтраційно-ємнісних властивостей у пласті та ін. Параметри невизначеності вибираються випадковим чином із заданих вхідних розподілів, які формуються на підставі геологічних уявлень про об'єкт дослідження. У цьому результатом розрахунків є набір реалізацій геологічної моделі, який формує розподіл геологічних запасів нафти.
Проксі-модель розробки та економіки
Маючи в своєму розпорядженні набором реалізацій геологічних моделей, можна для кожної з них розрахувати профіль видобутку та відповідний NPV. Далі необхідно розглянути два випадки: відсутність інформації та наявність повної інформації. За відсутності інформації інвестор вибере варіант розробки, який максимімзувати NPV у середньому варіанті реалізації геологічної моделі, тобто. ухвалить рішення на користь системи розробки, що забезпечує максимальну очікувану вартісну оцінку проекту EMV (Expected Monetary Value). За наявності повної інформації для кожного варіанта геології можна вибирати оптимальний варіант розробки, при якому максимізується NPV при даному варіанті геології. У цьому випадку EMV буде вищим, ніж при виборі одного середнього варіанту для всіх реалізацій геології. Різниця у показнику EMV між двома цими випадками називається «цінність якісної інформації» VOPI (Value of Perfect Information).
Аналогічно заходи програми ГРР забезпечуютьпевний рівень інформації, хай і неповний, як у випадку, описаного вище. Різниця між EMV проекту з урахуванням інформації та EMV проекту без інформації буде цінністю інформації VOI (Value of Information).
На другому етапі для кожної реалізації геологічної моделі розраховуються профіль видобутку нафти з проксі-моделі та NPV. Як показано у роботі [1], для вибору інвестиційних рішень розробки нафтового родовища необхідно оптимізувати технологічні рішення, темпи введення родовища та інфраструктурні обмеження. Для кожної можливої реалізації геологічної моделі за побудованим сумарним профілем видобутку розраховується NPV проекту для кожного можливого інвестиційного рішення (число свердловин, інвестиції в інфраструктуру).
На основі розрахованих NPV можна вибрати інвестиційне рішення, яке дасть найкращий економічний результат у середньому за всіма реалізаціями. Цей результат є EMV за відсутності інформації. EMV за наявності повної інформації визначається як середнє значення NPV за всіма реалізаціями при виборі оптимального інвестиційного рішення для кожної реалізації.
Для програми ГРР можна розрахувати EMV за оптимального інвестиційного рішення, отриманого за підсумками реалізації програми ГРР, та визначити вартість інформації VOI як різницю між EMV після виконання програми ГРР та EMV без урахування інформації.
Моделювання даних, отриманих у результаті реалізації програми ГРР
p align="justify"> Для розробки програми ГРР використовуються дискретні результати, що показують результат буріння і дозволяють розділити всі вихідні реалізації геологічної моделі на кілька груп. Цю методику легко продемонструвати з прикладу буріння свердловини уточнення розміру зони нафтоносності (рис. 1).
Мал. 1. Моделювання результатів буріння розвідувальної свердловини з метою визначення зони насичення: ЧВЗ, ВНЗ, ЧНЗ – відповідно чисто водяна, водонафтова та чисто нафтова зона; QР50 - видобуток за сценарієм Р50
Поклад розкрита однією свердловиною, з якої отримано чисту нафту. Головною невизначеністю є рівень водонафтового контакту (ЗНК). Наступна свердловина, що планується для уточнення ВНК, теоретично може розкрити одну із зон насичення: ПВЗ, ВНЗ, ПНЗ. Від цього залежить розмір покладу. З урахуванням решти невизначеностей (наприклад, піщанистості або пористості пласта) запаси розподілятимуться на меншій площі порівняно з початковою, а середні запаси по кожному з наслідків відрізнятимуться у більшу чи меншу сторону щодо початкових.
У цій ситуації ймовірність результатів визначатиметься як відношення числа реалізацій геологічних моделей, у яких настав даний результат, до загального числа реалізацій.
Таким чином, чим більше свердловина дозволить знизити невизначеність запасів у кожному з результатів, тим більш ефективною буде ця свердловина з точки зору цінності отриманої інформації. Розглянуті в роботі результати свердловин включають ефективні товщини, розкриті свердловиною, зони насичення і наявність покладу нафти за розломами, виділеними за даними сейсморозвідки.
Побудова карт VOI та EVOI
«Звуження» очікуваного розподілу запасів дозволяє оптимізувати сітку свердловин, а також рішення в галузі інфраструктури і таким чином отримати економічну вигоду від буріння розвідувальної свердловини. Після визначення розподілу запасів за змодельованими наслідками буріння, розраховується VOI.
Для оцінки розташування найбільш ефективної свердловини виконуються розрахунки на основі регулярноїсітки розвідувальних свердловин (рис. 2), що показує можливе положення у точках розрахунку цінності інформації. Досліджуваний об'єкт є покладом теригенного пласта В13, розкриту чотирма свердловинами і обмежену по розломах на півночі і заході.
Мал. 2. Територія дослідження з точками розрахунку цінності інформації
Після проведення розрахунків із використанням отриманої сітки значень VOI виконується побудова карти, що демонструє економічний ефект від буріння свердловини у кожній точці території (рис. 3). Колір картки на рис. 3, а показує прибуток, який буде отримано за результатами буріння розвідувальної свердловини. Значення прибутку нижче капітальних вкладень у будівництво розвідувальної свердловини відзначені білим кольором.
Отримана карта VOI відображає всі геологічні передумови та особливості, закладені у 3D модель. Так, з порівняння результатів зі структурною картою по покрівлі пласта видно, що в найвищих точках території цінність інформації мінімальна, тому що ймовірність розкрити ВНК у них вкрай мала, а дані про розкриті ефективні товщини малоінформативні і не дозволяють уточнити розподіл запасів.
З рис. 3 також видно, що за розломами, що розмежовують поклад та ділянки, розкриті свердловинами, цінність інформації підвищується внаслідок уточнення межі покладу. У деяких свердловинах цінність інформації не нульова, але випробування свердловин не дають чіткої інформації про насичення на глибині (випробування проведено в занадто великому інтервалі або отриманий приплив фільтрату бурового розчину без встановлення насичення). Це свідчить про те, що при перевипробуванні зазначених свердловин у потрібному інтервалі може бути отримана важлива інформація про рівень контакту флюїдів.
Мал.3. Карта VOI (а) та структурна карта по покрівлі пласта (б): умовні позначення ті самі, що на рис. 2
Область карти з найбільшими величинами VOI присвячена мінімальним рівням ВНК в області 3D сейсморозвідки (інша частина території покрита 2D сейсмічними профілями). Це пов'язано з тим, що в області 3D сейсморозвідки точність визначення структури значно вища, отже, ймовірність розкриття ВНК та зниження невизначеності за запасами також вища. Таким чином, побудова карти VOI дозволяє вибрати найбільш ефективну для буріння свердловину. З метою оцінки економічної ефективності буріння наступних свердловин програму ГРР можна у вигляді дерева рішень (рис. 4): буріння першої свердловини дає кілька результатів, які поділяють вихідний розподіл запасів, наприклад, дві групи. Для кожної групи можна побудувати карту VOI і таким чином вибрати найбільш ефективну свердловину. Якщо цінність інформації по свердловині перевищує капітальні вкладення у її будівництво та тимчасові витрати, пов'язані з її бурінням та обробкою результатів, то свердловина є економічно ефективною та рекомендується до буріння. Якщо таких свердловин немає, то подальше буріння економічно не виправдане і потрібно приймати рішення про створення родовища або відмовлятися від нього.
Мал. 4. Сценарій розробки програми ГРР (кольори свердловин відповідають варіантамза різних результатів реалізації програми)
Для аналізованого покладу було побудовано карти VOI, відповідні результатам буріння першої свердловини, становище якої визначено попередньому кроці. Згідно з виділеними критеріями після буріння першої свердловини можливі шість результатів, що відповідають трьом зонам насичення (ЧНЗ, ВНЗ, ЧВЗ) та високим/низьким ефективним товщинам. Длякожного результату була побудована карта VOI, на якій наведено положення найбільш ефективної свердловини після отримання інформації по першій свердловині (рис. 5).
Мал. 5. Карти VOI після буріння першої свердловини
Більшість карток демонструє найбільшу цінність інформації в західній частині території, за розломом. Це пов'язано з тим, що після отримання інформації про рівень ВНК основними невизначеностями стають проникність розлому та межі покладу.
У тому випадку, коли необхідно визначити положення другої свердловини до отримання результатів буріння першої, шість карт VOI можна об'єднати в одну, перемножуючи кожну з карт на середню ймовірність результату, відповідного карті, і підсумовуючи результат шістьма картами. У результаті виходить карта очікуваної вартості інформації (expected value of information - EVOI), за якою можна визначити оптимальне положення другої свердловини (рис. 6). В даному випадку на карті EVOI відзначаються підвищені значення у південно-східній та західній частинах території. Найбільш високі значення визначають положення другої розвідувальної свердловини. Цей розрахунок доцільно проводити, поки вартість інформації стане нижче вартості отримання інформації, тобто. поки що чиста вартість інформації не стане негативною.
Мал. 6. Карта EVOI: умовні позначення самі, що у рис. 2
1. На основі багатоваріантної геологічної моделі можна оцінити економічний ефект від буріння розвідувальних свердловин, визначити оптимальне положення свердловини, а також оцінити достатність досліджень.
2. Застосування методики має великі перспективи: розрахувати цінність інформації можна практично для будь-яких досліджень, включаючи 3D сейсморозвідку, перевипробування свердловин,проведення дослідно-промислових робіт та ін У той час як саме поняття цінності інформації відоме досить давно [2], використання цього параметра для складання рейтингу розвідувальних свердловин з урахуванням усіх геологічних невизначеностей та 3D моделі представлено вперше.