Содержание к диссертации
Введение
1. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ НОВЫХ ПЛОЩАДЕЙ 7
1.1. Применение геоинформационных технологий в геологии 7
1.2. Инфраструктура пространственных данных для обеспечения геолого-экономических моделей 9
1.2.1. Балансы запасов и ресурсов углеводородного сырья и карта фонда недр 13
1.2.2. Нефтегазогеологическое районирование и плотность ресурсов углеводородов 17
1.2.3. Геолого-геофизическая изученность 20
1.2.4. Эффективность геологоразведочных работ 23
1.2.5. Топографическая основа геолого-экономических моделей 26
1.3. Геолого-экономические картографические модели 28
2. ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ РЕСУРСОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ 32
2.1. Методика геолого-экономической оценки 32
2.2. Прогноз количества залежей и месторождений с распределением по классам крупности 35
2.2.1. Процент запасов в классе 37
2.2.2. Запасы наиболее крупного месторождения 40
2.2.3. Пример расчета количества залежей и месторождений с распределением по классам крупности 43
2.3. Прогноз показателей геологоразведочных работ 54
2.4. Прогноз технологических показателей разработки 55
2.5. Прогноз показателей промыслового обустройства и внешних инженерных коммуникаций 57
2.6. Прогноз экономических показателей геологоразведочных работ и освоения объектов 61
2.7. Прогноз показателей экономической эффективности освоения объектов 62
3. ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕМОВ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВ НОСТИ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ 65
3.1. Обоснование постановки геолого-поисковых работ 66
3.2. Оценка экономической эффективности геологоразведочных работ 74
3.3. Оценка экономической эффективности освоения участков 87
3.4. Статистические модели эффективности ГРР новых площадей 97
4. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ 104
4.1. Обоснование геолого-математических моделей 104
4.2. Геолого-математические модели по месторождения нераспределенного фонда Пермской области 112
4.3. Геолого-математические модели по нефтегазогеологическим комплексам 118
4.4. Геолого-математические модели по областям и зонам нефтега-зогеологического районирования 121
Заключение 135
Список использованных источников 138
- Применение геоинформационных технологий в геологии
- Методика геолого-экономической оценки
- Обоснование постановки геолого-поисковых работ
Введение к работе
Актуальность проблемы. Геолого-экономическая оценка прогнозных ресурсов углеводородов имеет очень важное практическое значение, поскольку позволяет оценить затраты на подготовку и освоение ожидаемых запасов углеводородного сырья. Отметим, что геолого-экономическая оценка ресурсов зависит от постоянно изменяющихся технических условий, стоимостных характеристик и правовых нормативов. В то же время она зависит от степени промышленного освоения недр и геолого-геофизической изученности. Поэтому геолого-экономическая оценка должна быть оперативной. Этим требованиям отвечают различные экономико-математические модели, основанные на статистических зависимостях и геоинформационных технологиях.
За 75 лет, прошедших с момента открытия на территории Пермской области первого месторождения нефти, накоплен огромный фактический материал, который позволяет построить оперативные геолого-математические модели, с помощью которых с использованием современных геоинформационных технологий можно будет оценивать степень геолого-геофизической изученности территорий и инфраструктуру нефтедобычи. В конечном итоге выполненные геолого-экономические расчеты могут быть использованы при оценке инвестиционной привлекательности территорий.
Цель диссертации состоит в разработке геолого-математических, статистических и геоинформационных моделей для решения вопросов оценки и ранжирования нефтегазовых объектов Пермской области (площадей ГРР, лицензионных участков, продуктивных структур и месторождений нефти).
Основными задачами исследований являются:
1) создание и совершенствование инфраструктуры пространственных данных по углеводородному сырью Пермской области и разработка технологии использования геоинформационных систем для геолого-экономической оценгаї новых площадей;
построение геолого-математических моделей оценки экономических показателей разработки по горно-геологическим условиям территорий;
построение геолого-математических моделей для оценки месторождений нераспределенного фонда как основы для постоянно действующих геолого-экономических картографических моделей.
Научная новизна. Предложен комплекс технологических решений по применению геоинформационных систем для геолого-экономической оценки перспективных площадей на базе регионального банка геолого-геофизической информации [47, 50, 59, 73].
Построены карты плотностей геолого-геофизической изученности, выполнено зональное районирование территории Пермской области по ожидаемой величине открытия новых месторождений [49, 95].
Впервые разработаны геолого-математические модели для прогнозирования экономических показателей разработки по данным геологоразведочных работ [79,95].
Защищаемые положения.
Комплекс технологических решений по применению геоинформационных систем для геолого-экономической оценки новых площадей на базе регионального банка геолого-геофизической информации.
Геолого-математические модели для прогнозирования экономических показателей разработки и оценки эффективности геологоразведочных работ новых площадей.
Геолого-экономические модели для оценки месторождений нераспределенного фонда.
Практическая значимость результатов исследований заключается в то.м, что оперативная оценка результатов геологоразведочных работ позволит повысить эффективность процесса оптимизации недропользования для повышения инвестиционной привлекательности ресурсов углеводородного сырья Пермской области.
Реализация работы. Основанием для написания диссертации послужили 10 научно-исследовательских отчетов, составленных при непосредственном участии автора. В их число входят технико-экономические обоснования (ТЭО) геолопіческого изучения и освоения ожидаемых новых месторождений по ряду лицензионных участков изучения недр[102-107], а также разработка методики геолого-экономической оценки новых площадей с целью постановки нефтепо-исковых работ[26, 101]. Кроме того, автор принимал активное участие в создании и формировании регионального банка геолого-геофизической информации, который широко используется в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», Территориальном агентстве по недропользованию и Главном управлении по природопользованию Пермской области [46, 51, 59].
Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались и обсуждались на региональных научно-практических конференциях по геологии и полезным ископаемым Западного Урала (Пермь, 1997, 1998, 1999), 5-м Всероссийском совещании-семинаре «Компьютерное обеспечение работ по созданию государственной геологической карты Российской Федерации» (Ессентуки, 1998), IV Всероссийской учебно-практической конференции (Москва, 1999), VI Всероссийском совещании-семинаре «Геологическое картографирование и прогнозно-металлогеническая оценка территорий средствами компьютерных технологий» (Красноярск, 1999), 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях» (Москва, 2000), научно-практической конференции ГНФ ПГТУ (Пермь, 2004).
По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю В.В.Середину за постоянную поддержку и всестороннюю помощь при выполнении исследований, а также В.В.Макаловскому и Ю.А.Яковлеву, помогавшим автору своими советами и замечаниями. Автор искренне признателен В.И.Галкину за существенное содействие при написании диссертации, а также всему коллективу кафедры «Геология нефти и газа».
Применение геоинформационных технологий в геологии
Исторически сложилось так, что Министерство природных ресурсов (МПР) в лице Главного информационно-вычислительного центра (ГлавНИВЦ) было одним из первых и наиболее активных пользователей ГИС в России. Несмотря на то, что и до этого момента в организациях отрасли использовались ГИС-пакеты различных разработчиков (в том числе и российских), настоящий всплеск использования и развития ГИС в организациях отрасли произошел только после того, как было принято решение об использовании в геологическом картировании в качестве базовых технологий семейства программных продуктов мирового лидера - разработчика ГИС-инструментария - Института исследований систем окружающей среды (ESRI, Inc, США) [54, 71]. При этом был учтен опыт федеральных геологических служб Канады, США, Австралии и др. За основу были взяты уже существующие и общепризнанные технологии, которые являются открытыми и масштабируемыми при решении задач разного уровня. В результате, подразделения МПР оказались наиболее хорошо обеспеченными современными средствами работы с пространственной информацией. Это не могло не повлиять и на нефтяные компании, являющиеся потребителями геологической информации. Геологические службы компаний оказались наиболее информированными о возможностях этой технологии, и именно с них началось внедрение ГИС во многих нефтегазовых компаниях [39,78, 87].
Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставитсльскии процесс, а также революционными достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики.
Особо следует отметить идеи и опыт комплексного тематического картографирования, убедительно продемонстрировавшего эффект системного использования разнохарактерных данных для извлечения новых знаний о географических объектах. Комплексность и интегративность до сих пор остаются важнейшим свойством ГИС, привлекающим пользователей.
Сейчас ГИС-технологии широко используются для представления в компьютерном виде, хранения и дальнейшего использования графической геологической информации: различных видов карт геологического содержания, топо-основы, планов, геологических разрезов, данных дистанционного зондирования Земли и др. ГИС-технологии обеспечивают эффективные средства для решения задач во всех областях хранения, обработки и использования пространственной инфор.мации. Они являются основными инструментами для создания цифровых моделей (ЦМ) карт, разработки ГИС-приложений, для обеспечения управления информационными ресурсами и организации доступа к геоданным.
В то время как внедрение корпоративных ГИС пока только начинается, уже есть масса примеров использования геоинформационных технологий отдельными подразделениями нефтегазовых компаний [2, 58, 68, 86, 87]. Выделяется несколько направлений, на которых ГИС могут быстро показать свою необходимость и эффективность. Прежде всего, это геологические, экономические и экологические задачи.
Одной из основных технических задач при внедрении ГИС является их информационное наполнение. Особенность нефтяных компаний — большие объемы данных, которые имеют пространственную привязку и должны интегрироваться в ГИС. ПО ESRI и ERDAS поддерживает работу с большими объемами данных, но, для начала, эти данные нужно получить в электронной форме, пригоднойдля использования в ГИС.
Однако увлечение информационным наполнением баз данных имеет и негативные стороны, ведущие к значительным материальным потерям. Как отмечено в [80], негативное положение с информационными ресурсами нефтегазовой отрасли определяется рядом объективных факторов, среди которых наиболее значимы:
- компьютеризация любой ценой при плановом хозяйстве привела к неуправляемому созданию многочисленных локальных баз данных и систем сбора и хранения, рассчитанных на решение конкретных задач, когда в одном месте и даже в одном лице были и заказчик, и потребитель (он же и автор «системы»). При этом непрерывное изменение средств сбора, хранения и вычислительной техники заставляло авторов «систем» постоянно их переделывать;
- главным лицом в процессе компьютеризации был программист, как правило, не привязанный профессионально к данной отрасли или организации. Уход ведущего программиста в другую организацию немедленно приводил к разрушению оставленных им без сопровождения продуктов и, прежде всего, локальных баз данных;
- попытки собирать всё, не разобравшись, для чего это делается («потомки разберутся, лишь бы не потерять»), оказались дороги и, похоже, бесперспективны.
Создание единой отраслевой модели данных и на ее основе единых стандартов описания и представления данных стало осознанной необходимостью.
На рубеже 70-х - 80-х годов XX века мировое сообщество вступило в новую постиндустриальную или информационную эпоху своего развития, которая характеризуется преобладающей, а порой и определяющей ролью информации в жизни общества и превращением ее в мировые информационные ресурсы, которые требуют своего анализа, оценки, прогноза и управления. Информационные ресурсы являются одним из важнейших видов ресурсов, без использования которых в принципе невозможно эффективно осуществлять функции управления. Внедрение информационных технологий отражает усложняющуюся структуру экономики, расширяющиеся международные связи и кооперацию по решению целого ряда социально-экономических, экологических и многих других важных задач.
Методика геолого-экономической оценки
Впервые геолого-экономическая оценка ресурсов УВ для территории Пермской области была выполнена в 1989 г. [93]. Далее подобные расчеты были проведены в 1994 и 2002 г.г. после уточнения величин прогнозных ресурсов УВ [94, 97]. Результаты этих оценок способствовали наиболее рациональному составлению планов поисково-разведочных работ и определению соответствующих объемов бурения на ранее выявленных месторождениях.
Показатели, установленные в 1989, 1994 и 2002 г.г. не имели существенных различий. Коррективы в геолого-экономической оценке были связаны, главным образом, с появлением новых данных, уточняющих геологическое строение исследуемой территории и перспективы нефтегазоносности. Это предполагает достаточно надежный подход к определению затрат на подготовку и освоение запасов нефти, газа и конденсата.
Оценка стоимости запасов и ресурсов углеводородного сырья способствует экономическому обоснованию широкого круга вопросов на разных уровнях управления. Государственные органы (федерального и регионального уровня) могут использовать результаты стоимостной оценки при принятии решений для эффективного расходования бюджетных средств на развитие минерально-сырьевой базы и при обосновании условий конкурсов и аукционов. Нефтегазодобывающие компании заинтересованы в объективной оценке ресурсного потенциала и эффективного освоения оцениваемых запасов.
Целью экономической оценки ресурсов и запасов нефтяных и газовых объектов является установление значимости данных объектов в рамках нефтеносных районов, определение целесообразности и очередности их промышленного освоения, а также выбор параметров разработки объектов (месторождений), при которых обеспечивается более высокая эффективность нефтяного производства как в ближайшей, так и в долгосрочной перспективе.
В настоящей работе используется методика оценки стоимости ресурсов и запасов нефтяных и газовых объектов, разработанная в ООО «ПермНРШИнефть» при участии автора [26, 101], которая соответствует принятым в мировой практике методам определения экономической эффективности освоения объектов углеводородного сырья [ 63-65].
Методика разработана на конкретных материалах Пермской области с учетом особенностей и закономерностей ее геологического строения, нефтегазоносности, природно-экономических условий, многолетнего опыта поисков, разведки, разработки и обустройства месторождений. Методика экономической оценки полного освоения запасов основывается на прогнозировании и анализе денежных потоков, полученных в результате разведки и разработки оцениваемого объекта.
Величина экономической оценки освоения запасов по объектам определяется формулой: где Т — расчетный период оценки, годы; Z, - ценность добытой продукции; St — сумма предстоящих затрат на полное освоение; Е — норматив приведения разновременных затрат и результатов; t, tp - соответственно текущий и расчетный год.
Основными критериями экономической эффективности на дифференциацию участков по очередности их освоения служат: дисконтированный поток денежной наличности (NPV)\ индекс доходности (PI); период окупаемости капитальных вложений (Тв); внутренняя норма возврата капитальных вложений (IRR); удельный дисконтированный поток денежной наличности (qNPV).
В случае, когда объектом оценки экономической эффективности является неизученная или недостаточно изученная территория, расчеты выполняются по всей технологической цепочке, начиная с прогноза возможных открытий, расчета необходимых объемов ГРР, показателей разработки и обустройства и заканчивая экономическими расчетами. Если требуется оценить эффективность освоения разведанного месторождения, необходимость прогнозирования возможных открытий и объемов ГРР, естественно, отпадает. Дальнейшие расчеты ведутся по соответствующим функциональным блокам методики. Возможны варианты, когда оцениваемые объекты находятся на других стадиях изученности. Во всех случаях расчеты объемов работ, выполненных уже на предшествующих состоянию изученности объекта этапах, отсекаются.
В практике работ возникает необходимость геолого-экономической оценки территории (лицензионный участок, элемент геологического, административного районирования и т.д.), включающей объекты, находящиеся на разной стадии изученности — недостаточно опоискованные площади, выявленные и подготовленные структуры, открытые и даже разрабатываемые месторождения. В таком случае экономическая эффективность освоения разнородных объектов рассчитывается раздельно, а затем при необходимости суммируется.
Обоснование постановки геолого-поисковых работ
Южные земли Пермской области в пределах платформы характеризуются высокой степенью изученности. Разведанность начальных суммарных ресурсов их по регионам изменяется от 65 до 89%, а по отдельным зонам нефтегазонако-пления в пределах бортов ККСП достигает 95%.
Все средние и крупные месторождения в них уже выявлены и ожидать открытие месторождений в классе крупности свыше 3 млн.т запасов маловероятно. Начиная с класса 1-3 млн. т и в последующих.,, меньших по величине запасов, число ожидаемых месторождений увеличивается, но последовательно сокращается объем нефти в среднем на одну продуктивную структуру.
Разведанность НСР Юрюзано-Сылвенской депрессии невелика. Однако результаты проведенных ранее геологоразведочных работ и оценка перспектив нефтегазоносности не позволяют прогнозировать там открытие значительных по запасам месторождений нефти или газа [96].
Располагая данными о величине неразведанных ресурсов нефти можно теоретически рассчитать вероятное количество месторождений и связанных с ними залежей. Такие расчеты выполнены для рассматриваемой территории с учетом следующих условий:
- расчеты выполнены раздельно по нефтегазоносным комплексам и зонам нефтегеологического районирования,
- из расчетов исключены ресурсы отдельных нефтегазоносных комплексов по некоторым регионам и зонам, где наличие промышленных залежей нефти или газа маловероятно, а ИхМенно: нижнепермский комплекс - на территории платформы, каширско-гжельский - на всей территории, верейский и башкирский - в осевой зоне ККСП, терригенный визейский - во внутренней зоне ЮСД, верхнедевонско-турнейский - в осевой зоне ККСП и внутренней зоне ЮСД, терригенный девонский - в области глубоководного шельфа БС и БКВ и на всей территории ЮСД;
- распределение ресурсов по комплексам принято в соответствии с прогнозной оценкой, лишь в отдельных случаях проведена корректировка с учетом фактически сложившегося распределения запасов разведанных месторождений;
- ожидаемые запасы по нефтегазоносным комплексам и зонам нефтегео-логического районирования рассчитаны с учетом фактически сложившегося или принятого по аналогии (для ЮСД) коэффициента достоверности ресурсов;
- распределение запасов по классам крупности проведено так, чтобы суммарные запасы каждого последующего более мелкого класса были примерно в 1,5 - 2раза меньше, чем суммарные запасы более крупного класса;
- количество залежей в каждом последующем более мелком классе принято в 2-3 раза больше, чем в предыдущем более крупном классе;
- минимальные экономически рентабельные для освоения запасы нефти залежей приняты в пределах платформы для нефтегазоносных комплексов карбона - 30 тыс. т, для терригенного девона - 50 тыс.т, в Юрюзано-Сылвенской депрессии для нефтяных залежей - 50 тыс.т, для газовых залежей - 100 млн. н. м3.
Результаты расчетов показывают, что на территории южных земель Пермской области можно ожидать открытие 329 месторождений, включающих 697 залежей углеводородов, в том числе 270 месторождений нефтяные или преимущественно нефтяные и 59 месторождений газовые или преимущественно газовые (таб.3.1). В данном случае термин «месторождение» употребляется в его классическом понимании, т.е. как отдельная продуктивная структура со своим контуром нефтеносности, а не как отражено в балансе запасов, где в одно месторождение объединяются по несколько (до 14) продуктивных структур.
Ниже приведено сравнение количества прогнозируехМых к открытию месторождений и залежей с фактическим количеством продуктивных структур и открытых месторождений на начало 2004 года по регионам (табл. 3.2).
