Economic and mathematical modeling of an oil and gas production company as an integrated complex specific system

Abstract

The following factors were studied and taken into account in the process of economic and mathematical modeling of an oil and gas company as a complete complex specific system: a significant inertia of a management object; multi-level management structure; irregularity of a management system of an oil and gas company; a need to decompose the system along the weakest lines of communication "vertically" and "horizontally" and build economic and mathematical models of smaller dimensions for each selected element. Determining an algorithm that connects economic and mathematical models of the technological, tactical and strategic management levels of an oil and gas company is a very difficult task. Economic and mathematical modeling of the technological level of an oil and gas company should contribute to management of functioning of main technological objects of the oil and gas production: to ensure optimal modes of operation under the selected optimality criteria; must take into account the parallel-sequential flow of operations and is the most studied level of an economic and mathematical management of an oil and gas company. Economic and mathematical modeling of the tactical level of management of an oil and gas company as optimality criteria involves maximizing profit and minimizing integral costs; and can be formalized in the form of economic and mathematical models of the following interconnected blocks: geological and industrial, production, transport and economic. Economic and mathematical modeling of the strategic level of an oil and gas company should reflect the strategic goal of the development of a company and the industry. The basis for building an economic and mathematical model of an oil and gas production company is the choice of optimality criterion, which characterizes the entire activity of the company for a certain period of time, in particular, the criterion of maximum profit. However, for making cost-effective decisions in the management of complex systems (an oil and gas production company) in the conditions of a sharp change in market prices, this criterion is impractical. Since economic efficiency does not necessarily mean high profitability, that is, in the conditions of constant changes in the world economy, the most stable position in a long term is the system characterized by maximum efficiency, and not profitability, which also depends on random factors (constant price fluctuations on the energy carrier is the norm of the modern world economy). Objectively, it turned out that the most developed issues of economic and mathematical modeling of the strategic level of management are for processing industries, not extractive ones. Therefore, when building economic and mathematical models of a strategic planning level of an oil and gas production company, researchers face difficulties caused by the specifics of the industry, in particular: product stocks for a given field are always limited; a production cost of 1 ton of conventional hydrocarbon fuel from one field increases significantly during its life cycle; it is difficult to determine the degree of detailing of the models. The use of economic and mathematical modeling in managerial processes on the part of the information system of an oil and gas production company faces sociological, political and other limitations, which an experienced manager should take into account when making a final decision. The main task of the oil and gas production complex is to ensure production and a growing renewal of hydrocarbon reserves. The problem of improving quality of a balance of explored reserves should be solved by an oil and gas company by opening new fields, features of which largely determine the specifics of planning, organization of a process and a material and technical base of work, determination of the industrial value of explored reserves, etc. The economic indicators of effectiveness of work on development of discovered reserves should include the amount of capital investments, operating costs, cost of production, profit, profitability, payback period, etc. To determine the total profit of an oil and gas company from the development of reserves, the system of criteria and economic indicators of a subsoil is used. Which is used at all stages of prospecting and development of reserves for: • substantiating economic feasibility of carrying out work on the search and exploration of oil and gas deposits; • establishment of a valuation of recoverable hydrocarbon reserves; • ranking of individual prospective plots into groups according to economic criteria and a sequence of their development; • forecasting of oil and gas prices, taking into account the level of forecasted cumulative specific costs for preparation and development of reserves and expected profit. У процесі економіко-математичного моделювання нафтогазової компанії як цілісної, комплексної та специфічної системи були досліджені та враховані такі чинники: значна інерційність об’єкта управління; багаторівнева структура менеджменту; нерівномірність функціонування системи управління нафтогазовою компанією; необхідність декомпозиції системи за найслабшими комунікаційними зв’язками «вертикально» та «горизонтально»; потреба у побудові економіко-математичних моделей меншої розмірності для кожного виокремленого елемента. Визначення алгоритму, який би пов’язував економіко-математичні моделі технологічного, тактичного та стратегічного рівнів управління нафтогазовою компанією, є надзвичайно складним завданням. Економіко-математичне моделювання технологічного рівня має сприяти управлінню функціонуванням основних технологічних об’єктів нафтогазовидобутку: забезпечувати оптимальні режими роботи відповідно до обраних критеріїв оптимальності; враховувати паралельно-послідовний характер технологічних операцій. Саме цей рівень є найбільш опрацьованим у системі економіко-математичного управління нафтогазовою компанією. Економіко-математичне моделювання стратегічного рівня управління нафтогазовою компанією має відображати стратегічну мету розвитку компанії та галузі загалом. Основою побудови економіко-математичної моделі нафтогазовидобувного підприємства є вибір критерію оптимальності, що характеризує всю його діяльність за певний період, зокрема критерію максимізації прибутку. Проте в умовах різких змін ринкових цін використання цього критерію для управління складними системами (нафтогазовидобувною компанією) є недоцільним. Оскільки економічна ефективність не завжди тотожна високій рентабельності, найбільш стійким у довгостроковому періоді є те виробництво, яке характеризується максимальною ефективністю, а не рентабельністю, що істотно залежить від випадкових факторів (постійні коливання цін на енергоносії є нормою сучасної світової економіки). Об’єктивно склалося так, що питання економіко-математичного моделювання стратегічного рівня краще опрацьовані для переробних, а не видобувних галузей. Тому при побудові моделей стратегічного планування нафтогазовидобувної компанії виникають труднощі, спричинені галузевою специфікою, зокрема: обмеженістю запасів для кожного родовища; значним зростанням собівартості видобутку одиниці умовного палива протягом життєвого циклу родовища; складністю визначення необхідного рівня деталізації моделей. Основним завданням нафтогазовидобувного комплексу є забезпечення видобутку та зростання відтворення запасів вуглеводнів. Проблема підвищення якості балансу розвіданих запасів має розв’язуватись компанією шляхом відкриття нових родовищ, особливості яких значною мірою визначають специфіку планування, організації технологічного процесу, матеріально-технічного забезпечення робіт, визначення промислової цінності розвіданих запасів тощо. До економічних показників ефективності робіт з освоєння розвіданих запасів належать: обсяги капітальних інвестицій, експлуатаційні витрати, собівартість продукції, прибуток, рентабельність, строк окупності тощо. Для визначення загального прибутку нафтогазової компанії від освоєння запасів застосовується система критеріїв та економічних показників надр, яка використовується на всіх етапах пошуку й освоєння запасів для: – обґрунтування економічної доцільності виконання робіт із пошуку та розвідки родовищ; – встановлення оцінки видобувних запасів; – ранжування окремих перспективних ділянок за групами відповідно до економічних критеріїв і черговості їх освоєння; – прогнозування цін на нафту й газ з урахуванням прогнозованого рівня сукупних питомих витрат на підготовку й освоєння запасів та очікуваного прибутку.