وثيقة
Plan Portfolio Optimization for Upstream Petroleum Companies in a Volatile Oil Price Environment
وكيل مرتبط
Bin Shams, Mohamed , مشرف الرسالة العلمية
تاريخ النشر
2023
اللغة
الأنجليزية
مكان المؤسسة
Sakhir, Bahrain
نوع الرسالة الجامعية
Thesis Master
الجهه المانحه
University of Bahrain, College of Engineering, Department of Mechanical Engineering
الملخص الإنجليزي
Abstract :
The health of global economy is directly and indirectly impacted by the petroleum industry performance. Unfortunately, this vital natural resource is non-renewable and eventually depletes over time. As a result, massive capitals are continually invested to meet rising worldwide demand. Regrettably, this substantial investment capital is coupled with a number of technical, operational, commercial, and geopolitical uncertainties. These uncertainties; however, are commonly disregarded in economic evaluations by petroleum firms, such as the one under study, that generate their annual business plans by using traditional deterministic excel models and ranking projects manually. Therefore, while making an investment decision, an effective assessment of the spectrum of uncertainties is crucial for improved decision making.
This study uses a two-stage stochastic programming with recourse approach as an alternate way for business program selection to assist oil and gas companies in making a better investment decision under uncertainty. To simplify the approach, we looked at Company A' portfolio and picked development drilling program for optimization under future oil price uncertainty.
Among several investment opportunities accessible, Company A decision makers have concerns in maximizing the Expected Net Present Value (ENPV) by drilling an optimal collection of development wells from a variety of formations and trajectory options considering several constraints. Furthermore, in light of future oil price volatility, the company would like to plan the optimum drilling rigs number, which can be adapted as part of annual operation strategy. This operational decision does not have to be made at the time the plan is being prepared; rather, it can be decided later when new information on actual oil prices is available. As a result, this becomes a sequential decision problem, and modelling the information structure of such a problem becomes crucial.
A representative mathematical Mixed Integer Linear Programming (MILP) model was formulated, coded in GAMS, verified, and solved for Company A's oil development drilling program problem. After investigating the stochastic model's outcomes value over the deterministic model, the stochastic model was used to propose an optimal Annual Work Program and Budget (AWPB) and 5 years plan. Although, the Expected Value of Perfect Information (EVPI) is found 1.3% and less than 1% of the calculated portfolio value, which equates to over $9.8 million and $33.6 million for AWPB and 5 years plan, respectively. These figures indicate the motivating fact that even a small improvement in portfolio value measured in percentage represents a significant money. Furthermore, the optimized plan increased the ENPV by $67 million, or 9.3%, over Company A's AWPB original plan. In addition, the model revealed the potential of new facility investment.
الملخص العربي
ملخص الدراسة :
تتأثر صحة الاقتصاد العالمي بشكل مباشر وغير مباشر بأداء قطاع صناعة البترول لسوء الحظ ، هذا المورد الطبيعي الحيوي غير متجدد ويستنفد في نهاية المطاف بمرور الوقت. نتيجة لذلك ، يتم استثمار رؤوس أموال ضخمة باستمرار لتلبية الطلب العالمي المتزايد للأسف ، يقترن رأس المال الاستثماري الكبير هذا بعدد من حالات عدم اليقين أو الشكوك الفنية والتشغيلية والتجارية والجيوسياسية. على الرغم من حالات عدم اليقين هذه، يتم تجاهلها غالباً في التقييمات الاقتصادية من قبل شركات البترول ، كالشركة موضع هذه الدراسة ، والتي تضع خطط أعمالها السنوية باستخدام نماذج تقليدية حتمية باستخدام برنامج الاكسل (Excel) مع تصنيف المشاريع يدويا. لذلك ، أثناء اتخاذ قرار الاستثمار ، فإن التقييم الفعال المجموعة أوجه عدم اليقين أمر بالغ الأهمية لتحسين عملية اتخاذ القرار.
تستخدم هذه الدراسة الطريقة العشوائية ذات المرحلتين مع التصحيح كطريقة بديلة لاختيار برنامج الأعمال المساعدة شركات النفط والغاز في اتخاذ قرارات استثمارية أفضل في ظل حالة عدم اليقين لتبسيط النهج ، نظرنا في محفظة الشركة "أ" واخترنا برنامج حفر التطوير لتحسينه في ظل حالة عدم اليقين في أسعار النفط في المستقبل.
من بين العديد من فرص الاستثمار التي يمكن الوصول إليها ، يهتم صناع القرار في الشركة أ بتعظيم صافي القيمة الحالية المتوقعة (ENPV) عن طريق حفر مجموعة مثالية من آبار التطوير من مجموعة متنوعة من الخزانات وخيارات المسار مع مراعاة العديد من القيود. علاوة على ذلك ، في ضوء تقلب أسعار النفط في المستقبل ، ترغب الشركة في التخطيط الأمثل لتوريد الحفارة ، والذي يمكن مراجعته كجزء من إستراتيجية التشغيل السنوية. لا يلزم اتخاذ هذا القرار التشغيلي في وقت إعداد الخطة ؛ بدلاً من ذلك ، يمكن تحديده لاحقا عند توفر معلومات جديدة عن أسعار النفط الفعلية نتيجة لذلك ، تصبح المشكلة مشكلة قرار تسلسلي ، وتصبح نمذجة بنية المعلومات لمثل هذه المشكلة أمرًا بالغ الأهمية.
تمت صياغة نموذج رياضي خطي مختلط (MILP)، وترميزه باستخدام برنامج GAMS ، والتحقق منه ، و حله لمشكلة برنامج الحفر التطويري للنفط لشركة "أ". بعد التحقق من قيمة نتائج النموذج العشوائي مقارنة بالنموذج الحتمي ، تم استخدام النموذج العشوائي لاقتراح برنامج العمل والميزانية السنوية المثالي (AWPB) والخطة الخمسية على الرغم من أن القيمة المتوقعة للمعلومات المثالية (EVPI) تم تقديرها ب %1.3% وأقل من 1% من القيمة المحسوبة للمحفظة ، والتي تعادل أكثر من 9.8 مليون دولار و 33.6 مليون دولار لخطة AWPB وخطة 5 سنوات ، على التوالي. تشير هذه الأرقام إلى الحقيقة المحفزة أنه حتى مع التحسين الطفيف في قيمة المحفظة المقاسة بالنسبة المئوية إلا أنها تمثل قيمة مالية كبيرة. من ناحية أخرى، استطاعت الخطة المحسنة زيادة ENPV بمقدار 67 مليون دولار ، أو 9.3% ، مقارنة بخطة AWPB الأصلية للشركة "أ". بالإضافة إلى ذلك ، كشف النموذج عن إمكانية الاستثمار في منشأة جديدة.
تتأثر صحة الاقتصاد العالمي بشكل مباشر وغير مباشر بأداء قطاع صناعة البترول لسوء الحظ ، هذا المورد الطبيعي الحيوي غير متجدد ويستنفد في نهاية المطاف بمرور الوقت. نتيجة لذلك ، يتم استثمار رؤوس أموال ضخمة باستمرار لتلبية الطلب العالمي المتزايد للأسف ، يقترن رأس المال الاستثماري الكبير هذا بعدد من حالات عدم اليقين أو الشكوك الفنية والتشغيلية والتجارية والجيوسياسية. على الرغم من حالات عدم اليقين هذه، يتم تجاهلها غالباً في التقييمات الاقتصادية من قبل شركات البترول ، كالشركة موضع هذه الدراسة ، والتي تضع خطط أعمالها السنوية باستخدام نماذج تقليدية حتمية باستخدام برنامج الاكسل (Excel) مع تصنيف المشاريع يدويا. لذلك ، أثناء اتخاذ قرار الاستثمار ، فإن التقييم الفعال المجموعة أوجه عدم اليقين أمر بالغ الأهمية لتحسين عملية اتخاذ القرار.
تستخدم هذه الدراسة الطريقة العشوائية ذات المرحلتين مع التصحيح كطريقة بديلة لاختيار برنامج الأعمال المساعدة شركات النفط والغاز في اتخاذ قرارات استثمارية أفضل في ظل حالة عدم اليقين لتبسيط النهج ، نظرنا في محفظة الشركة "أ" واخترنا برنامج حفر التطوير لتحسينه في ظل حالة عدم اليقين في أسعار النفط في المستقبل.
من بين العديد من فرص الاستثمار التي يمكن الوصول إليها ، يهتم صناع القرار في الشركة أ بتعظيم صافي القيمة الحالية المتوقعة (ENPV) عن طريق حفر مجموعة مثالية من آبار التطوير من مجموعة متنوعة من الخزانات وخيارات المسار مع مراعاة العديد من القيود. علاوة على ذلك ، في ضوء تقلب أسعار النفط في المستقبل ، ترغب الشركة في التخطيط الأمثل لتوريد الحفارة ، والذي يمكن مراجعته كجزء من إستراتيجية التشغيل السنوية. لا يلزم اتخاذ هذا القرار التشغيلي في وقت إعداد الخطة ؛ بدلاً من ذلك ، يمكن تحديده لاحقا عند توفر معلومات جديدة عن أسعار النفط الفعلية نتيجة لذلك ، تصبح المشكلة مشكلة قرار تسلسلي ، وتصبح نمذجة بنية المعلومات لمثل هذه المشكلة أمرًا بالغ الأهمية.
تمت صياغة نموذج رياضي خطي مختلط (MILP)، وترميزه باستخدام برنامج GAMS ، والتحقق منه ، و حله لمشكلة برنامج الحفر التطويري للنفط لشركة "أ". بعد التحقق من قيمة نتائج النموذج العشوائي مقارنة بالنموذج الحتمي ، تم استخدام النموذج العشوائي لاقتراح برنامج العمل والميزانية السنوية المثالي (AWPB) والخطة الخمسية على الرغم من أن القيمة المتوقعة للمعلومات المثالية (EVPI) تم تقديرها ب %1.3% وأقل من 1% من القيمة المحسوبة للمحفظة ، والتي تعادل أكثر من 9.8 مليون دولار و 33.6 مليون دولار لخطة AWPB وخطة 5 سنوات ، على التوالي. تشير هذه الأرقام إلى الحقيقة المحفزة أنه حتى مع التحسين الطفيف في قيمة المحفظة المقاسة بالنسبة المئوية إلا أنها تمثل قيمة مالية كبيرة. من ناحية أخرى، استطاعت الخطة المحسنة زيادة ENPV بمقدار 67 مليون دولار ، أو 9.3% ، مقارنة بخطة AWPB الأصلية للشركة "أ". بالإضافة إلى ذلك ، كشف النموذج عن إمكانية الاستثمار في منشأة جديدة.
ملاحظة
Plan Portfolio Optimization for Upstream Petroleum Companies in a Volatile Oil Price Environment
المجموعة
المعرف
https://digitalrepository.uob.edu.bh/id/87560bdd-d4d4-4f6f-ad3a-3acaf4b17b69