Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эффективное природопользование моделирование, экономика, управление. Монография
.pdf
151
удовлетворить (5.7) и (5.8), когда
i
x
и K определены независимо друг от друга.
Экономически этот случай будет означать нехватку объема капиталовложений
K, выделенных на проведение геологоразведочных работ на нефть и газ. Это
означает, что расчеты приведенных затрат
( )
xf
i
на геологоразведку должны
быть уточнены в соответствии с новой (повышенной) оценкой эффективности
капиталовложений. Вследствие этого изменятся и значения
i
x
(i = 1, 2, …, n).
Но остается вопрос: в каких районах нефтедобычи и на какую величину?
Для ответа на этот вопрос требуется решение следующей задачи. Требу-
ется минимизировать функционал
( )
( )
=
−
n
i
iiii
xFxF
1
(5.10)
при условиях
( )
=
n
i
ii
Kxf
1
, (5.11)
iii
Dx
, (5.12)
где
( ) ( ) ( )
iiiiii
xxfxF +=
.
После этого вновь решается задача (6) — (9), с заменой
i
x
(для всех i =
= 1, 2, …, n) решениями задачи (5.10) — (5.12).
Моделирование задачи выбора оптимальных вариантов разведки
и разработки нефтяных (газовых) месторождений
В данном разделе речь пойдет о задаче разведки нефтяных (газовых) месторождений с учетом включения их в разработку. Помимо этого, рассматривается целесообразность включения в разработку того или иного месторождения
нефти (газа) в заданном варианте разработки. Такая задача выявляется после
того, как проведены лишь поисковые работы, в отличие от задачи, которые ста-
вились в условиях, когда проведены и поисковые, и разведочные работы.
Ниже рассматривается задача оптимального выбора вариантов разведки
и разработки с целью обеспечения планируемого объема добычи при минимальных общих затратах. При этом предполагаются заданными:
– множество месторождений нефти (газа), открытых поисковыми работами, но подлежащих детальной разведке с целью их подготовки к разработке;
152
– множество вариантов разведки каждого из вышеназванного множества месторождений;
– множество вариантов разработки каждого месторождения, соответствующих каждому варианту разведки;
– планируемый объем добычи;
– затраты на разведку каждого месторождения при данном варианте
разведки (с учетом коэффициента дисконтирования);
– затраты на разработку каждого месторождения при данном варианте
разработки (имеются в виду приведенные затраты).
Требуется определить некоторый набор месторождений с таким сочетанием вариантов их разведки и соответствующими вариантами разработки, чтобы обеспечить планируемый объем добычи нефти (газа) при минимальных за-
тратах на разведку и разработку.
В принципе, нахождение такого плана возможно прямым перебором все-
возможных сочетаний способов разведки и разработки месторождений, когда
количество месторождений и вариантов их разведки и разработки невелико. Но
при достаточно большом количестве месторождений, а также вариантов их разведки и разработки такой путь решения задачи практически невозможен. Поэтому представляется целесообразным рассматривать ее как задачу целочис-
ленного программирования.
Введем обозначения:
j — номер месторождения (j = 1, 2, …, m);
r — номер вариантов разведки j-го месторождения (r = 1, 2, …, Rj);
ν — номер варианта разработки j-го месторождения, если оно разведано
r-м вариантом разведки (ν = 1, 2, …, V(j, r));
r
j
Z
— интенсивность использования r-го варианта разведки j-го место-
рождения;
r
j
y
— интенсивность использования ν-го варианта разработки j-го место-
рождения, если оно разведано r-м вариантом;
r
j
C
— затраты на разведку j-го месторождения r-м вариантом;
r
j
C
— затраты на разработку j-го месторождения ν-м вариантом при r-м
варианте разведки;
r
j
D
— возможный объем добычи в j-м месторождении при ν-ом варианте
разработки в r-м варианте разведки;
D — планируемый объем добычи.
153
Математическая задача заключается в отыскании минимума функции
( )
= = =
+=
m
jRr
r,jV
r
j
r
j
rjr
j
j
yCZCf
1 1 1
(5.13)
при условиях
( )
DyDZ
m
j
R
r
r,jV
r
j
r
j
r
j
j
= = =
1 1 1
, (5.14)
( )
111
=
=
r,jV
r
j
R
r
j
yZ
j
, (5.15)
10
r
j
y
(j = 1, 2, …, m),
(r = 1, 2, …, Rj), (5.16)
10
r
j
Z
(ν = 1, 2, …, V(j, r)).
r
j
Z
— целые,
r
j
y
— целые.
Как видно из условий (5.16), переменные
r
j
Z
и
r
j
y
— целочисленные
и могут принимать значения 1 или 0 в соответствии с тем, вводится ли j-е месторождение в разведку r-вариантом и разработку ν-вариантом или нет.
Условия задачи таковы, что в оптимальном решении не должны одновре-
менно выполняться следующие равенства:
1
0
=
r
j
y
и
0=
r
j
y
, (ν = 1, 2, …, V(j, r)),
т. е. месторождение не должно разведываться, если оно не будет разработано.
В оптимальном решении одновременно не должны выполняться также равенства:
r
j
Z
= 0 (K = 1, 2, …, R
j
) и
1
0
=
r
j
y
,
что соответствует невозможности разработки месторождения без разведки.
Постановку задачи можно упростить, приведя ее к задаче целочисленного
линейного программирования и исключив интенсивность использования вари-
антов разведки. При этом получим следующую задачу.
154
Необходимо минимизировать функционал:
( )
( )
= = =
+=
r
j
m
jRr
r,jV
r
j
r
j
yCCf
j
1 1 1
(5.13*)
при условиях
( )
DyD
rv
j
m
j
R
r
r,jV
r
j
j
= = =
1 1 1
, (5.14*)
( )
1
1 1
= =
j
R
r
r,jV
r
j
y
(j = 1, 2, …, m), (5.15*)
(r = 1, 2, …, Rj),
10
r
j
y
(ν = 1, 2, …, V(j, r)), (5.16*)
r
j
y
— целые.
Предполагается при этом, что разработка вариантов разведки каждого
отдельно взятого месторождения осуществляется с учетом:
– многопластовости месторождения (дифференцируется по глубине залегания пластов, дебиту нефти или газа);
– соответствующей сетки разбуривания (с разбивкой на самостоятель-
ную сетку разбуривания для каждого нефтеносного пласта и общую сетку для
двух и более пластов);
– типов буровых установок;
– различных способов организации труда в геологоразведочных партиях.
Для разработки вариантов эксплуатации нефтяных (газовых) месторождений учитываются:
– варианты, по которым могло быть разведано каждое месторождение,
подлежащее разработке;
– густота сетки разбуривания и ее геометрия по плоскости, а также ти-
пы буровых станков (здесь следует отметить, что от густоты сетки разбуривания и геометрии на плоскости зависят коэффициент отбора нефти и продолжи-
тельность эксплуатации месторождения);
– объем возможной добычи нефти (газа);
– методы эксплуатации месторождения (фонтанный, насосный, газлифтный, эрлифтный способы эксплуатации скважин);
155
– различные способы организации труда, способы прикрепления месторождения к существующим или строящимся трубопроводам.
Различные сочетания указанных параметров характеризуют каждый вариант разведки и разработки месторождения нефти (газа), синтезирующими
показателями которого в модели выступают текущие и единовременные затра-
ты на разведку и добычу нефти (газа).
Поставленную задачу можно свести к частично-целочисленной задаче,
в которой требуется найти такие неотрицательные целые числа
r
j
Z
и неотрица-
тельные (но необязательно целые) числа
r
j
x
, чтобы минимизировалась функция:
( )( )
r
j
m
jRr
rjr
j
r
j
ZxC
~
Cf
j
= =+=1 1
(5.13**)
при условиях
= =
m
j
R
r
r
j
z
j
j
Dxx
1 1
, (5.14**)
1
1
=
j
R
r
r
j
Z
, (5.15**)
10
r
j
Z
(j = 1, 2, …, m), (5.16**)
r
j
Z
— целые.
r
j
r
j
Dx 0
(r = 1, 2, …, Rj),
где
r
j
D
— максимально возможный объем нефти (газа) на j-ом месторождении,
разведанном r-м вариантом;
( )
rjr
j
xC
~
— затраты на добычу одной тонны нефти
(или одного м
3
газа) на j-ом месторождении, разведанном r-м вариантом при
объеме добычи
r
j
x
;
r
j
x
— объем добычи нефти (газа) на j-м месторождении,
разведанном r-м вариантом (прочие обозначения — те же, что и при первоначальной постановке).
Приведенные постановки задачи решают вопросы выбора способов разведки и разработки, а также отбора некоторого подмножества месторождений,
подлежащих эксплуатации в планируемый момент времени. Они не учитывают
динамики развития разведочных и эксплуатационных работ во времени, не
156
определяют очередности проведения этих работ. Между тем, этот момент
в планировании геологоразведочных работ на нефть (газ) представляется весьма важным. Именно отсутствие четко скоординированных планов очередности
разведки нефтяных и газовых месторождений Западно-Сибирской низменности
являлось одной из основных причин длительного замораживания средств в раз-
ведке на нефть и газ [Янин, 2010]. Введение в описываемую задачу временного
фактора приводит к ее динамической постановке. В этом случае принимается
во внимание полное освоение разрабатываемых месторождений и приведение
затрат к одному моменту времени.
Рассмотрим в динамической постановке вышеприведенную модель
(5.13**) — (5.16**). Для этого введем новый параметр t
( )
Tt
, характеризую-
щий промежутки планируемого периода. Тогда задача формулируется следую-
щим образом: требуется найти минимум функции
( )
( )
= = =
+
Tt
m
j
R
r
r,jV
r
j
r
jt
r
jt
j
yCC
1 1 1
(5.13***)
при условиях
( )
t
r
j
m
jRr
r,jV
r
it
DyD
j
= = =
1 1 1
, (5.14***)
( )
= =
j
R
r
r,jV
r
j
y
1 1
1
, (5.15***)
10
r
j
y
(j = 1, 2, …, m),
(r = 1, 2, …, Rj),
(ν = 1, 2, …, V(j, r)), (5.16***)
−
r
j
y
целые,
где
r
jt
C
— затраты на разведку j-го месторождения r-м вариантом в году t с уче-
том коэффициента дисконтирования;
r
jt
C
— затраты на добычу
r
jt
D
тонн нефти
(или м
3
газа) на j-м месторождении в году t, если оно разрабатывается ν-м
вариантом при r-м варианте разведки, приведенные к начальному моменту пла-
нируемого периода;
t
D
— планируемый объем добычи в году t.
Технический прогресс и затраты на строительство коммуникаций учиты-
ваются в затратах на разведку и добычу.
157
Модель управления подготовленными запасами нефти (газа)
Во многих задачах управления запасами допускается, что все исходные
фактические данные заранее известны. Несомненно, любая обстановка, в кото-
рой протекает экономическая деятельность, в известной степени изменчива.
В таких случаях мы сталкиваемся с задачами, в которых некоторые показатели
являются случайными величинами.
Теперь мы будем рассматривать задачу, характеризуемую тем, что существенные для ее решения и ожидаемые в будущем условия достоверно не известны. В планировании геологоразведочных работ чаще всего приходится
сталкиваться именно с такими задачами (это зависит от специфики геологораз-
ведочных работ).
Здесь нам представляется возможным и целесообразным дальнейший
анализ проводить в терминах теории управления запасами.
В проблеме управления запасами обычно сталкиваются с необходимостью принимать решения в условиях изменяющейся обстановки, что относится
к сфере теории статистических решений. В этих задачах можно выделить общие особенности. Так, например, представляется очевидным, что с увеличением запасов увеличивается стоимость хранения тех или иных ресурсов, но поте-
ри из-за нехватки ресурсов уменьшаются. Следовательно, одна из задач управ-
ления запасами заключается в определении такого уровня запасов, чтобы
минимизировать сумму ожидаемых затрат на хранение запасов и потери из-за
нехватки ресурсов.
Однако во многих случаях стоимость хранения и затраты производства не
являются независимыми величинами и их следует рассматривать совместно.
В связи с этим разрабатываются общие модели производства и хранения.
В моделях производства и хранения общие производственные затраты
выражаются через затраты на подготовку производства и обработку материа-
лов, расходы на хранение и потери из-за нехватки запасов. Кроме того, часто
следует учитывать потери, связанные с изменением уровня производства (т. е.
затраты, связанные с наймом и увольнением).
Эти факторы весьма существенны в геологоразведочных работах, так как
с открытием хотя бы одного, но уникального месторождения появляется возможность на определенное время уменьшить объемы геологоразведочных работ в связи с обеспеченностью запасами. Очевидно, что далее со временем
вновь должна появиться необходимость наращивания геологоразведочных ра-
бот [Лебедев, 2016].
158
В геологоразведочных работах на нефть и газ издержки на хранение запасов связаны с «замораживанием» трудовых и материальных ресурсов, а потери
из-за нехватки связаны с вынужденной добычей более дорогой нефти и газа или
другого худшего вида топлива.
Здесь представляется возможным использовать систему с непрерывным
учетом уровня запасов. Будем считать объем запасов нефти (газа) в каждом
данном районе случайной величиной, заданной со своей функцией распределения. Считается заданным также общий планируемый объем подготовки запасов
нефти (газа) по стране (имеются в виду промышленные запасы).
Ставится задача о минимизации среднеожидаемых затрат из-за нехватки
и избытка запасов при условии обеспечения планируемого объема подготов-
ленных запасов.
Введем обозначения:
i — номер района (i = 1, 2, …, n);
ξ
i
— количество запасов в i-м районе (ξi является случайной величиной);
ψ
i
— функция распределения случайной величины ξi;
i
C
— затраты, связанные с нехваткой запасов в i-м районе, приходящиеся
на единицу ресурса;
i
C
— затраты на единицу ресурса, связанные с избытком запасов в i-м
районе;
xi — объем подготовки запасов в i-м районе;
Q — планируемый объем подготовки запасов.
Среднеожидаемые затраты из-за нехватки запасов в i-м районе будут равны:
( ) ( )
iii
x
iii
dxC
i
−
0
.
Среднеожидаемые затраты из-за избытка запасов в i-м районе будут равны:
( ) ( )
iiixiii
dxC
i
−
.
Так как предполагается сохранить постоянный объем запасов, то общие
затраты включаются в затраты на хранение запасов в каждом районе, т. е.
ii
xC
(i = 1, 2, …, n).
159
Общие среднеожидаемые затраты из-за нехватки избытка запасов по всем
районам будут:
( ) ( ) ( ) ( )
i
n
i
i
n
i
x
iiiii
x
iiiiiii
xCdxCdxC
i
i
==
+
−
+−
11
0
.
Математически задача заключается в отыскании минимума функции:
( ) ( ) ( ) ( )
=
+−
+−
n
i
i
x
iiiiii
x
iiiiiii
xCdxCdxC
i
i
1
0
при условии
=
n
i
i
Qx
1
.
Данная постановка задачи и реализация при ее конкретизации может
быть осуществима скорее для множества месторождений одного района (тогда i
будет номером месторождения). При этом мы исходим из соображений, что
функция распределения запасов данного месторождения как функция распределения случайной величины на практике может быть определена приблизительно. Для отдельно взятых районов, когда функция распределения запасов
определяется для конкретных месторождений нефти или газа, эта функция мо-
жет быть подсчитана более точно.
160
ГЛАВА 6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЫНОЧНО-ГОСУДАРСТВЕННОГО
МЕХАНИЗМА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
6.1. СУЩНОСТЬ И СТРУКТУРА МЕХАНИЗМА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Понятие механизма природопользования связано с понятием системы
управления экономикой. Хозяйственный механизм природопользования представляет собой систему государственного регулирования процессов охраны, воспроизводства и рационального использования природных ресурсов в экономике
страны. В сфере материального производства к настоящему времени сформировалась отдельная сфера природопользования, к которой (в узком смысле этого
слова) относятся отрасли, непосредственно занятые охраной и воспроизводством
природных ресурсов, улучшением природных условий и охраной окружающей
среды. В широком смысле понятие природопользования включает и деятельность, связанную с рациональным использованием природных ресурсов в раз-
личных отраслях экономики. В целом, хозяйственный механизм природопользо-
вания представляет собой систему регулирования взаимодействия различных хо-
зяйственных звеньев в сфере природопользования.
Основная цель хозяйственного механизма природопользования — согласование глобальных и локальных интересов в области сохранения и улучшения
окружающей среды, рационального использования ее ресурсов. В соответствии
с данной целью можно определить структуру хозяйственного механизма природопользования как совокупность функциональных и обеспечивающих подсистем, способствующих достижению согласования экономических, экологических и социальных интересов различных субъектов хозяйствования в сфере
природопользования.
К функциональным блокам хозяйственного механизма и природопользования относятся:
1) организационная структура управления природопользованием;
2) система взаимосвязанных прогнозов, программ и планов охраны и вос-
производства природных ресурсов, разрабатываемых на различных уровнях
в экономике;
3) система экономических стимулов, регулирующая хозяйственную дея-
тельность в данной сфере.
К обеспечивающим блокам хозяйственного механизма природопользования
можно отнести подсистемы правового, финансового, материально-технического,
недрового и т. д. обеспечения деятельности хозяйственных звеньев в сфере охраны, воспроизводства и рационального использования природных ресурсов.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]