Механизм оптимизации и внедрения управленческих решений в организации. Учебное пособие

3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

3.1. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ БУРОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Производственная программа по бурению скважин и сдаче их в эксплуатацию является ключевым разделом годового плана бурового предприятия по созданию основных производственных фондов для организации нефтедобычи и оценки запасов углеводородного сырья.

На производственную программу буровой организации большое влияние оказывает специфика ведения буровых работ [14]. Бурение проходит в полевых условиях. Производственный цикл сооружения скважин состоит из ряда последовательных строительных процессов

–элементов цикла:

1)подготовительные работы к строительству, которые включают подготовку площадки, строительство амбаров для токсичных отходов, линий электропередач и т.д.;

2)строительно-монтажные работы по транспортировке и монтажу вышки и бурового оборудования;

3)подготовительные работы к бурению скважины, включающие проверку готовности оборудования к работе;

4)процесс бурения скважины и ее крепления, включающий механическое бурение горных пород, спуско-подъемные операции, тампонажные работы, ликвидацию аварий и осложнений и т.д.;

5)испытание скважины на продуктивность;

6)демонтажные работы, включающие демонтаж наземного оборудования, разборку вышки на блоки и другие подготовительные работы для перебазирования бурового оборудования на новую скважи- но-точку.

Всооружении скважин принимает участие ряд специализированных бригад: бурения, вышкостроения, освоения скважин.

91

Буровые бригады выполняют подготовительные работы к бурению, бурение ствола скважины, испытание ее первого объекта (горизонта).

Вышкомонтажные бригады выполняют строительно-монтажные и демонтажные работы.

Бригады освоения (испытания) занимаются испытанием последующих (второго, третьего и т.д.) объектов скважины, предусмотренных в техническом проекте.

По целевому назначению почти все скважины можно подразделить на разведочные и эксплуатационные.

Скважины группируют по так называемым площадям (например, Мухановской, Бариновской, Подгорненской, и т.д.). Количество ежегодно разрабатываемых буровым предприятием площадей, их размеры и удаленность друг от друга колеблются в больших пределах.

Для строительного производства буровых организаций характерны следующие отличия:

1)стационарность и географическая разбросанность объектов;

2)влияние природного фактора на параметры скважин и продолжительность их сооружения;

3)пространственное членение фронта работ в процессе сооружения сложных и трудоемких объектов – скважин и необходимость согласованного взаимодействия всех бригад с учетом местоположения объектов и погодных условий.

Указанные отличия предъявляют особые требования к совершенствованию качества планирования работ буровой организации и, главным образом, непрерывной координации всех элементов производственного процесса, что должно найти отражение при составлении ее производственной программы.

Производственный план по бурению скважин разрабатывается в натуральном и стоимостном выражении, что позволяет определить величину капитальных вложений, необходимых для выполнения принятых в плане показателей по объему и структуре производственной программы, а также по срокам окончания сооружения скважин и сдаче их в эксплуатацию.

92

Все показатели производственного плана, выраженные натуральными измерителями, формируются в виде плана-графика бурения скважин (далее для сокращения – « графика бурения скважин» или «плана-графика»).

На основании плана-графика определяются производственные задания подразделениям основного и вспомогательного производства, а также услуги сторонних организаций.

Показатели графика бурения скважин одновременно используются как основные исходные данные для разработки следующих планов:

−по труду и заработной плате;

−по издержкам, прибыли и рентабельности производства;

−по материально-техническому снабжению;

−по капитальному строительству.

На практике формирование производственной программы осуществляют планово-экономические службы буровых предприятий и согласовывают с отделами главного механика, главного энергетика, геологической службой и корректируются с учетом интересов заказчика.

Исходным документом для расчета всех временных характеристик по каждой скважине является технический проект.

В техническом проекте указываются основные параметры скважины (назначение, глубина, конструкция и т.д.), а также дополнительные данные по элементам производственного цикла (материалы, продолжительность и т.д.).

Таким образом, к числу основных сложностей при разработке плана-графика строительства скважин, влияющих на его качество, нужно отнести следующие:

−многообразие интересов заказчиков, которые определяют количество и очередность строительства скважин на основании заданий по приращению добычи нефти и количества открываемых их запасов без достаточной взаимной согласованности;

−большая трудоемкость разработки плана-графика, влияющая на его качество при «ручном» планировании.

−особенность реализации плана-графика, при которой требуется постоянная его корректировка.

93

Обычно сформированный план-график бывает одновариантен и не отражает уровень тех затрат, которые необходимы на его реализацию.

Внастоящее время наука управления производством располагает достаточно эффективным инструментом, позволяющим успешно решать самые сложные задачи планирования – это моделирование экономических процессов с последующей реализацией их на электрон- но-вычислительных машинах.

Для реализации принципов моделирования экономических процессов необходимо следующее:

1) сформулировать задачу;

2) построить ее математическую модель;

3) разработать алгоритм решения.

Вобщем случае задача оптимизации плана-графика бурения скважин формулируется следующим образом [10].

Для имеющегося набора скважино-объектов, подлежащих сооружению в плановом периоде, и исходного состояния буровых бригад и парка буровых станков требуется определить маршруты их передвижения по скважино-объектам с соблюдением заданных ограничений

ипозволяющих обеспечить достижение заданного критерия эффективности.

При обосновании критерия эффективности задачи был проведен комплексный анализ экономических интересов всех сторон, заинтересованных в разработке оптимального плана-графика, и выявлено, что в качестве данного критерия целесообразно принять один из двух:

− минимум затрат на сооружение скважин; − максимум добычи нефти из новых скважин в плановом периоде.

По первому критерию экономико-математическая модель задачи имеет следующий вид:

94

гад и станков в плановом периоде.

Если в качестве критерия эффективности принять максимум добычи нефти из новых скважин, то экономико-математическая модель задачи оптимизации плана-графика запишется следующим образом:

Представленные модели оптимизации плана-графика бурения скважин при необходимости могут быть дополнены другими ограничениями (например, по количеству законченных и сданных заказчику скважин или по коммерческой скорости бурения).

При выборе алгоритма формирования плана-графика бурения скважин необходимо учитывать особенности и сложности, которые могут встретиться на этапе его разработки и практического внедрения, а именно климатические условия, зимние заносы, осеннее бездорожье, рельеф местности и т.д.

Кроме того, низкое качество информации о возможных маршрутах передислокации буровых станков между скважино-объектами не позволяет объективно учесть затраты на перевозку бурового оборудования.

По этим причинам многие известные из литературных источников подходы к оптимизации задач календарного планирования оказываются неприемлемыми для решения поставленной задачи, что приводит к необходимости разработки принципиально нового алгоритма.

Как показал анализ деятельности буровых предприятий, снизить затраты на сооружение скважин можно путем реализации ряда принципов рациональной организации производства с учетом отраслевых особенностей, а именно:

1)принципа максимальной загрузки буровых бригад и оборудо-

вания;

2)принципа ритмичности по срокам завершения строительства скважин;

3)принципа рационального перемещения буровых вышек и оборудования между скважино-объектами;

96

4) принципа максимального соответствия класса бурового станка характеристикам буримой скважины.

Для практической реализации данных принципов предлагается все множество скважин на любой момент времени{M i }t разделить на три подмножества:

менту t.

В целом алгоритм поиска претендентов на освободившиеся с очередного объекта буровые бригаду и станок представляет собой целенаправленный перебор скважин, разбитых на отдельные массивы (для ускорения времени расчета) с использованием формализованных локальных критериев предпочтения.

Приведем пример расчета отдельных коэффициентов и показателей, формализующих локальные критерии.

Коэффициент обеспеченности β-той площади буровыми станками на момент принятия решения t* определяется по формуле

В основу показателя ритмичности положен принцип равного по месяцам количества завершенных бурением скважин. Для годового

97

планирования указанный показатель представляет собой минимизацию функционала:

где Nпл – количество скважин в плановом периоде;

Nt – количество пробуренных скважин в t-том интервале времени. Для выполнения ограничений по добыче нефти предлагается использовать формулу (44) и график роста добычи нефти из новых

Рис. 13. График роста добычи нефти из новых скважин

98

Нет

Расчет времени окончания бурения на очередной скважине t* и проверка выполнения условия t* < Tпл

Да

Перебор данных {M iсз }t* и отбор массива скважин {M iД }t* , удовлетворяющих ограничению по добыче

Просмотр и выбор из {M iД }t* скважины i* по критерию ритмичности

Закрепление бригады за скважиной i*

Определение времени окончания строительно-монтажных работ освободившегося станка на новых скважинах tо*

Перебор данных {M iс}to* и формирование {M iД }to*

Отбор из {M iД }to* скважины i**с применением системы локальных критериев предпочтения

Закрепление станка за скважиной t** и корректировка массивов

{MiСЗ}t , {MiЗ}t , {MiД}tо*

Формирование выходной формы плана-графика

Рис. 14. Последовательность расчетов формирования плана-графика строительства скважин

Общая логика последовательности расчетов формирования пла- на-графика строительства скважин приведена на рис. 14.

99

Таким образом, использование методов моделирования и математического аппарата при формировании плана-графика бурения скважин позволяет успешно решить одну из сложных задач планирования буровой организации.

3.2.ОПТИМИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

ВОРГАНИЗАЦИЯХ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА

Транспортно-складское хозяйство включает хозяйственные структуры, выполняющие функции материально-технического снабжения производственных объектов, и транспортные услуги по доставке грузов от складов до объектов.

Перед системой материально-технического снабжения стоят следующие задачи:

1)научно обосновать потребность организации в материальных ресурсах на текущий плановый период и перспективу;

2)организовать систему правильного хранения материалов в складских помещениях, их учет, сохранность и отпуск потребителям;

3)использовать рациональные схемы заключения договоров с внешними поставщиками, позволяющие сократить общие издержки на покупку и доставку материалов;

4)максимально использовать внутренние резервы производства для сокращения закупок материалов у внешних источников.

В региональных нефтедобывающих комплексах функции матери- ально-технического снабжения выполняют специальные структурные подразделения, которые имеют в своем составе базы, а те, в свою очередь, – склады по хранению материальных ценностей, необходимых потребителям.

Эффективность функционирования системы материально-техни- ческого снабжения находится в непосредственной зависимости от работы транспортного хозяйства, а именно выбора маршрута грузоперевозок от складов до объектов с учетом их взаиморасположения, специфики груза, сезонных и погодных условий и прочих факторов.

100