دانلود رایگان مقاله مدل بهینه جهت سرمایه گذاری توسعه میادین نفتی بر پایه آنالیز محیطی داده ها

چکیده 

         مشکل سرمایه گذاری توسعه میادین نفتی شامل بررسی و مقایسه سرمایه گذاری تحقیقاتی و نیز سرمایه گذاری توسعه می باشد. با بازگشت اندک سرمایه حاصل شده از بکارگیری روش موجود برای حل این مساله، ما مدلی بهینه برای بهبود بر پایه روش آنالیز پوششی داده و ارتباطات درباره سرمایه گذاری و ذخیره های ثابت شده، سرمایه گذاری و خروجی همانند هزینه تولید ارائه نموده ایم. روش آنالیز پوششی داده ها برای ارائه یک روش برای اندازه گیری ابعاد بهینه سرمایه گذاری ساخت تولید در واحد تولید استفاده شده است. ارتباط میان ذخیره های ثابت شده ی تجمع یافته مجموع و سرمایه گذاری اکتشافی تجمع یافته توسط مدل نمایی توضیح داده شده است. ارتباط میان تولیدات و ذخیره های قابل بازگشت نگهداری شده همانند هزینه تولید می تواند به عنوان هزینه عملکردی نمایی توضیح داده شود. بر پایه دو مدل ارتباطی فوق و ضرایب تاثیر گذاری سرمایه گذاری هر بلوک ما مدلی بهینه برای تابع موضوع ارائه داده ایم که مقدار حال حاضر  خالص با رقم حداکثری است که شرایط محدود کننده شامل سرمایه گذاری، نسبت ذخیره به تولید، محدودیت های برابر و نیز تولید تحت توسعه پایدار می باشند. این مساله می تواند با الگوریتم ژنتیک حل شود. نتایج مطالعات موردی نشان دادند که این سرمایه گذاری بهینه در توسعه میدان نفتی ساختار سرمایه گذاری چند لایه دارد که تحت شرایط داده شده اعمال می گردد. مدل می تواند تئوری پایه علمی را برای شرکت های نفتی برای ساخت برنامه استراتژی طولانی مدت را فراهم نموده و پلن سرمایه گذاری در اکتشاف و توسعه نفتی می تواند گره در سرمایه گذاری را بر طرف کرده و برای منابع نفتی اکتشاف و توسعه منطقی و بر طبق روالی را فراهم آورد.

1. مقدمه

          آنالیز سرمایه گذاری برای برای تصمیم گیرندگان در توسعه میدان نفتی بسیار مهم است چرا که هزینه های هنگفتی در ارتباط با حوزه های تولید، تسهیلات فرایندی، ایستگاه های کمپرسور کردن، لوله ها و دیگر زیر ساخت ها می باشد. محققان بسیاری بر روی مشکل بهینه سازی توسعه میادین گازی و سرمایه گذاری مطالعه کرده اند. برای مثال Kjetil Trovik Midthun مدل بهینه سازی شده برای آنالیز سیستم بهبود دهنده برای میادین گازی طبیعی، فرایند پذیری و زیر ساخت های نقل و انتقال ارائه داده است. Zhang Daoyong دو مدل در ارتباط با مدل گومپرتز و مدل نمایی درباره طول سوراخ و رزروهای ثابت شده ارائه داده است. Chermak J M و Patrick R H و تئوری اقتصادی  موجود برای تولید منابع تمام شدنی را بوجود آورده و نوعی از تست برای تئوری بسط داده شده ی هالوورسن و اسمیت را با استفاده از یک نمونه موفقیت آمیز منابع گاز طبیعی را ساختند لیورنویز جی آنالیز شاهد تجربی درباره توابع هزینه برای استخراج نفت مرسوم را انجام داده و سه نتیجه مربوط و با کارایی را ارائه دادند. تحت عدم قطعیت های تکنیکی و جغرافیایی آلمدیا  ال اف  و همکارانش بر روی سیستم بهینه سازی کنترل مقدار در مقادیر مطلوب هوشمند بر پایه سیستم تقویت کننده تصمیم گیری، مدل های حداکثر کننده ساختار بهینه مقدار حال حاضر خالص (NPV)، یک الگوریتم متحول کننده را برای حل مسائل موجود ارائه دادند و استراتژی های کنترلی مطلوب فعال را همانند شماتیک های عملکردی بهینه شده برای میدان نفتی را شکل دادند.

        اگرچه مردم تجربیاتی برای سرمایه گذاری بهینه شده جهت توسعه میدان نفتی دارند، بازگشت سرمایه بعضی اوقات بسیار اندک است؛ علی الخصوص این که شرکت های نفتی چینی بسیار کمتر هستند. دلیل آن نه تنها تغییرات حوزه اکتشاف میدان نفتی است اما همچنین بعضی سرمایه گذاری های بدون دلیل برای کاهش مفید بودن توسعه میدان نفتی وجود دارد. در این مقاله ما به دنبال استفاده از روش آنالیز پوششی داده (DEA) برای مطالعه روی مشکل بازگشت سرمایه با مورد توجه قرار دادن تولید مصنوعی و ذخیره ها همانند سرمایه گذاری هستیم. و همچنین مدل ارتباطی ساختار بازدهی سرمایه و مدل بهینه موضوعی چندگانه را در حوزه سود حداکثری و بازگشت روی سرمایه همانند ارتباط ساختاری بازده و سرمایه گذاری مذکور در فوق برای افزایش بازگشت سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی هستیم.

2. مشکل سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی و آنالیز پوششی داده

2.1. مشکل سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی

           اکتشاف و توسعه نفتی دو قسم از یکدیگر در صنعت نفت هستند چرا که اکتشاف نفت می تواند ذخیر های پشتیبان برای بیرون کشیدن نفت موجود در زیر زمین را در پی داشته باشد. با این وجود مشکل سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی رابطه جایگزینی بین اکتشاف نفت و توسعه نفتی باشد. به دلیل این که مقدار سرمایه گذاری اکتشاف نفتی و توسعه نفتی برای یک شرکت میدان نفتی محدود می باشد، اگر سرمایه گذاری در اکتشاف نفت خیلی زیاد باشد بنابراین سرمایه گذاری در نفت قطعا خیلی کم خواهد بود و دست آوردها و در قالب ذخیره ها خواهدن بود. به عبارت مشابه اگر سرمایه گذاری در توسعه خیلی بالا باشد، سرمایه گذاری در اکتشاف نفت قطعا خیلی پایین خواهد بود و میدان نفتی می تواند حالت استعماری به خود بگیرد. خواه سرمایه گذاری مضاعف برای میدان نفتی یا در صورت نبود سرمایه در اکتشاف نفت همگی می توانند منجر به کاهش ذخایر نفت کشف شده گردد که شرکت میدان نفتی نمی تواند بصورت مستمر و مفید اقدام به توسعه طولانی مدت و با ثبات میدان نفتی نماید. بنابراین ما باید اطمینان حاصل کنیم که ابعاد معقول سرمایه گذاری برای اکتشاف و توسعه نفت و گاز بصورت درست و صحیح بین اکتشاف و توسعه نفت و گاز توزیع می گردد. تنها در این صورت ما می توانیم بصور کامل بر روی تمامی توابع سیستم مانور داده و بهترین تاثیر اقتصادی را بدست آوریم. سپس شرکت میدان نفتی می تواند یک توسعه واقعی و ادامه دار و مفید را داشته باشد. 

2.2. آنالیز پوششی داده ها

         آنالیز پوششی داده ها (DEA) یک روش بدون پارامتر در تحقیقات کاربردی و اقتصاد برای تخمین زدن حدود و ثغور تولید می باشد. این ابزار برای سنجش بازدهی تولید اندازه گیری شده بصورت تجربی واحدهای ساخت می باشد. وقتی که فرانید تولید یک ساختار ورودی و خروجی چندگانه ارائه می دهد و ضروریست که متدولوژی برنامه ریزی خطی برای اندازه گیری بازده DMUs به عنوان مدل دنبال شونده باشد.

3. روش های و مدل های در مورد سرمایه گذاری توسعه میدان گازی

3.1. روش برای اندازه گیری ابعاد بهینه سرمایه گذاری ساختار تولید بر پایه DEA

          در ابتدا برای اندازه گیری ابعاد سرمایه گذاری ساخت مهندسی توسعه در واحد تولید در پلن سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی حل شده است که همواره با روش آنالیز تجربی و روش معدل گیری مورد مطالعه قرار گرفته است. این موضوع شامل معدل ابعاد سرمایه گذاری برای سرمایه گذاری ساخت واحد تولید در منطقه مورد مطالعه بر طبق داده های موجود می باشد. وقتی که این دو روش استفاده می شود فرض منطقی آن است که تمامی سرمایه گذاری های اتفاق افتاده منطقی و موثر بوده و فاکتور وابستگی مستثنی نبوده و آنالیزی بر روی نتایج ورودی/خروجی برای سرمایه گذاری پیشین را نمی سازد. بنابراینابعاد سرمایه گذاری برای تولیدی واحد با روش های فوق بدست آمده و همیشه ابعاد سرمایه گذاری بهینه نمی باشد. با این نقه ضعف ما روش DEA را برای اندازه گیری ابعاد سرمایه گذاری بهینه جهت ساخت مهندسی توسعه با در نظر داشتن کارکردهای میدان نفتی در این مقاله استفاده کرده ایم.

          ابعاد بهینه سرمایه گذاری ساخت تولیدی در واحد تولید با استفاده از روش DEA بصورت زیر اندازه گیری می شود: 
(1) جمع آوری تاریخچه داده سرمایه گذاری توسعه در یک سال قبل از سال برنامه ریزی آغازین و دسته بندی داده های انواع مختلف از ذخیره کننده های توسعه یافته  با روش آنالیز خوشه ای.

          برای اندازه گیری دقت ابعاد بهینه سرمایه گذاری ساخت تولید در واحد تولید ما در ابتدا نیازمند کلاسه بندی انواع داده های متفاوت ذخیره سازها برای ساخت واحدهای تصمیم گیری (DMUs) از بازدهی تولید ارزیابی در یک سال قبل از شروع سال برنامه ریزی می باشد.

Abstract

         The investment problem of oilfield development is to trade off the investment exploration investment and development investment. With low return on investment got by using the existing method to solve this problem, we construct an optimal model to improve it based on Data Envelopment Analysis (DEA) method and the relations about investment and proven reserves, investment and output as well as production cost. Data Envelopment Analysis (DEA) method is used to present a method to determine the optimal scale of productivity construction investment in unit production. The relation between total cumulated proven reserves and cumulative exploration investment is denoted as an exponential model. The relation among productions and remaining recoverable reserves as well as production cost may be described as an exponential operational cost function. Based on above two relation models and investment effectiveness coefficients of every block, we establish an optimal model whose objective function is net present value (NPV) profit maximum, whose constrain conditions include investment, reserve/production ratio, production and some equality constraints under the mode of sustainable development. It can be solved by genetic algorithms. The result of case study shows that this optimal investment of oilfield development has multi-stage investment structure under given conditions; the model can provide scientific basic theory for oil companies to make a long-term strategic program and investment plan in oil exploration and development, may decrease the subjective blindness in the investment and bring about a reasonable and orderly exploration and development of oil resources.

1. Introduction

           Thorough investment analysis is crucial to the decision makers in the oilfield development due to the large costs associated with production fields, processing facilities, compressor stations, pipelines and other infrastructures. Many scholars have studied the optimal problem of oilfield development and investment. For example, Kjetil Trovik Midthun [1] presented an optimization model for analysis of system development for natural gas fields, processing and transport infrastructure. Zhang Daoyong [2] proposed two relation models which are Gompertz model and Exponential model about the drill footage and proved reserves. Chermak J M and Patrick R H [3] generalized the existing economic theory about exhaustible resource production and made a type test for extended theory of Halvorsen and Smith [4] using successfully a sample of natural gas resources. Livernois J [5] made empirical evidence analysis about cost functions for conventional oil extraction and obtained three meaningful conclusions. Under technical and geological uncertainties, Almeida L F et al. [6] studied the optimization system of valve control in intelligent wells based on decision support system, constructed optimal models maximizing the net present value (NPV), presented an evolutionary algorithm to solve them, and formed proactive well control strategies as well as optimal operation schemes for oilfield.

             Although people have obtained some experience for investing optimally to develop oilfield, its return on investment is often very low, especially that of Chinese oil companies is much lower. Its reason is not only the changes of oilfield exploitation environment but also some unreasonable investment to reduce the oilfield development benefit. In this paper, we shall use Data Envelopment Analysis (DEA) method to study the problem of return on investment by considering synthetically production and reserves as well as investment. And we shall establish investment yield structure relation model and a multiple objective optimal model about maximum profit and return on investment as well as above investment-yieldstructural relationship to improve return on investment of oilfield development.

2. The investment problem of oilfield development and Data Envelopment Analysis

2.1. The investment problem of oilfield development

           Exploration and development of oil are the two parts depending on each other of the oil industry, because oil exploration may provide backup reserves for oil development, oil development is to make the oil be exploited from the underground. Thus the investment problem of oilfield development is to trade off the investment between oil exploration and oil development. Because the investment amount of oil exploration and oil development is limited for an oilfield enterprise, if the investment in exploration of oil is too much, then the investment in oil development is surely too less, and funds will be backlogged in the form of reserves. In the same way, if the investment in development of oil is too much, then the investment in oil exploration is surely too less, and oilfield may be exploited overmuch. Whether excessive development for oilfield or the lack of investment in oil exploration may all decrease the explored oil reserves, which will make oilfield enterprise can not conducive to the long-term stable development of oilfield. Therefore, we have to make sure a reasonable scale of investment for oil and gas exploration and development to coordinate the proportion of investment in exploration and development of oil and gas. Only in this way, can we give full play to the overall function of the system and achieve the best economic effect. Then the oilfield enterprises can realize a sustainable and continuous development.

2.2. Data Envelopment Analysis

           Data envelopment analysis (DEA) is a nonparametric method in operations research and economics for the estimation of production frontiers. It is used to empirically measure productive efficiency of decision making units (DMUs). When the production process presents a structure of multiple inputs and outputs, it is essentially a linear programming methodology to measure the efficiency of DMUs by as follows model.

3. The method and models about oilfield development investment

3.1. The method to determine the optimal scale of productivity construction investment based on DEA

           It will first be solved to determine the investment scale of development engineering construction in unit production in considering oilfield development investment plan, which is always studied by using Empirical analysis method and averaging method. That is to calculate the average investment scale of construction investment for unit productivity in study area according to available data. When use these two methods, the premise is that all the happened investment is reasonable and effective, it does not exclude occasional factor and does not make analysis on the input/output result for previous investment. Therefore, the investment scale for unit productivity obtained by above methods is not always the optimal investment scale. With this weak point, we use the DEA method to determine optimal investment scale of development engineering construction by considering of oilfield practices in this paper.

          The optimal scale of productivity construction investment in unit production is determined by using DEA method as follows:

(1) Collect history data of oil development in one year before beginning programming year, and classify the data of different types of developed reservoirs with method of clustering analysis.

         In order to determine accurately the optimal scale of productivity construction investment in unit production, we first need to classify the data of different types of developed reservoirs to construct of decision making units (DMUs) of evaluating productive efficiency in one year before beginning programming year.

چکیده 
1. مقدمه
2. مشکل سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی و آنالیز پوششی داده
2.1. مشکل سرمایه گذاری توسعه میدان نفتی
2.2. آنالیز پوششی داده ها
3. روش های و مدل های در مورد سرمایه گذاری توسعه میدان گازی
3.1. روش برای اندازه گیری ابعاد بهینه سرمایه گذاری ساختار تولید بر پایه DEA
3.2. مدل سرمایه گذاری و خروجی توسعه میدان نفتی
3.2.1. مدل سرمایه گذاری اکتشاف و رشد ثابت شده ی ذخیره ها
3.2.2. مدل ارتباطی میان خروجی و سرمایه گذاری
3.2.3. مدل هزینه تولید
4. مدل بهینه سرمایه گذاری بر روی اکتشاف و توسعه پتروشیمی
4.1. متغیرهای تصمیم ساز
4.2. تابع واقعی
4.3. شرایط محدود کننده
4.4. محدودیت مدل بهینه سازی 
5. مطالعه موردی
6. نتیجه گیری
منابع

Abstract
1. Introduction
2. The investment problem of oilfield development and Data Envelopment Analysis
2.1. The investment problem of oilfield development
2.2. Data Envelopment Analysis
3. The method and models about oilfield development investment
3.1. The method to determine the optimal scale of productivity construction investment based on DEA
3.2. The model of investment and output on oilfield development
3.2.1. A model of exploration investment and proven reserves growth
3.2.2. The relationship model of output and investment
3.2.3. The model of production cost
4. The optimization model of investment on petroleum exploration and development
4.1. Decision-making variables
4.2. Objective function
4.3. Restrictive conditions
5. Case study
6. Conclusions
References