طراحی سیستم خبره برای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز
محورهای موضوعی : مدیریت دانش
حمیدرضا وزیری گهر
1
,
جواد اخلاقی
2
1 - استادیار گروه مدیریت، دانشگاه پیام نور
2 - مدیر فنی شرکت خصوصی در ارتباط با مطالعات اکتشاف نفت و گاز
کلید واژه:
چکیده مقاله :
در این پژوهش به منظور ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز که از آن به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای تعیین کننده در توسعه ی اقتصادی کشورهای نفت خیز یاد می شود، یک سیستم خبره با استفاده از رویکرد سیستم استنتاج فازی طراحی گردید. در ابتدا ورودی های سیستم کـه در واقع شاخص های ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز هستند، استخراج شدند. در ادامه پایگاه دانش سیستم که مهم ترین بخش آن تلقی می شود به صورت قواعد اگر- آنگاه و مبتنی بر نظرات خبرگان بخش بالادستی صنعت نفت تشکیل شده است. برای این کار، در دو مرحله مبتنی بر نظرسنجی از خبرگان، درجه صحت سیستم سنجیده شده است. بر اساس طیف لیکرت و ارائه پرسشنامه به خبرگان، آزمون آماری تی استیودنت انجام و از میان 48 شاخص تعریف شده، تعداد 42 شاخص بعنوان شاخص نهایی برگزیده شدند. در مرحله بعدی، اعتبارسنجی داده های مربوط به یک میدان نفتی در جنوب کشور در اختیار خبرگان صنعت نفت قرار گرفت و از ایشان خواسته شد بر اساس این ورودی ها، خروجی سیستم یعنی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز را ارزیابی و پیش بینی نمایند. در نهایت نظرات خبرگان با خروجی حاصل از سیستم خبره مقایسه شده و بر اساس معیار میانگین مجذورات خطا (MSE) و اختلاف ناچیز بین میانگین نظر خبرگان و خروجی سیستم، مشخص گردید سیستم خبره طراحی شده از دقت و اعتبار کافی برای مطالعات آتی برخوردار است.
In order to assess the risk of exploration and development of oil and gas fields, which is mentioned as one of the most important determining parameters in the economic development of oil- countries, an expert system using the inference fuzzy system approach was designed. First, the system inputs, which are in fact the characteristics of risk assessment for the exploration and development of oil and gas fields, were extracted. In continuation, the knowledge base of the system, the most important part of which is considered to be in the form of if-then rules and based on the opinions of experts in the upstream part of the oil industry. To do this, the degree of system accuracy is measured in two stages based on expert comments. Based on the Likert scale and presenting a questionnaire to the experts, Student's t-test was performed and out of 48 defined indicators, 42 indicators were selected as the final index. In the next step, the data validation of an oil field in the south of the country was provided to the oil industry experts and they were asked to evaluate the output of the system. Finally, the opinions of experts were compared with the output of the expert system and based on the criterion of mean square error (MSE) and a small difference between the average opinion of experts and the output of the system, it was determined that the designed expert system has sufficient accuracy and validity for future studies.
MODIRIAT-E-FRDA JOURNAL ISSN 2228-6047 |
Designing an expert system for risk assessment in exploration & development oil and gas fields
HamidReza Vazirigohar1*
| Javad Akhlaghi2
1. Assistant Professor of Department of Management, Payame Noor University, P.O. Box 19395-4697, Tehran, Iran E-mail: vazirigohar@pnu.ac.ir
2. Master of Management student, Payame Noor University E-mail: jakhlaghii@gmail.com
Article Info | ABSTRACT |
Article type: Research Article
Article history: Received: 0000/00/00 Revised: 0000/00/00 Accepted: 0000/00/00
Keywords: Expert system, Fuzzy inference system, Risk assessment, Oil and gas exploration and development projects. | Objective: The present study has been designed to evaluate the risk of exploration and development of oil and gas fields, which is one of the most important determining parameters in the economic development of oil-rich countries, an expert system using the fuzzy inference system approach. Methodology: The present study is descriptive-analytical in terms of orientation, use and in terms of data collection strategy. In order to create a knowledge base as the core of the expert system, which has a structure of if - then rules, the opinions of experts in the upstream oil and gas industry have been used. Also, by using the fuzzy inference system to quantify opinions, it is possible to simulate the human reasoning and logic approach in conditions of uncertainty. Finally, after designing the system using MATLAB software, in order to validate the system, Mean Squares Error (MSE) index was used to measure the similarity between the opinions of the system and experts. Conclusion: According to the findings related to the validity and efficiency of the designed fuzzy expert system, Experts' predictions about the risk of an oil field in the south of the country were similar to those of expert system. Therefore, this expert system is efficient and has the capability to explore and develop oil and gas fields. As a result, given the amount of investment required in such projects, it is suggested that such approaches replace the classical decision-making models in conditions of uncertainty. Originality: Due to the limitations of the classical models of decision making in conditions of uncertainty, in this study, by designing a fuzzy expert system, a new and integrated approach to risk assessment of oil and gas exploration and development projects is presented.
|
Cite this article: Vazirigohar, HamidReza, & Akhlaghi, Javad. (2022). Designing an expert system for risk assessment in exploration & development oil and gas fields. DOI: 0000-0001-7467-2617
HamidReza Vazirigohar DOI: 0000-0001-7467-2617 Javad Akhlaghi DOI: 0000-0000-0000-0000 | |
طراحی سیستم خبره برای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز
حمیدرضا وزیریگهر*1| جواد اخلاقی2
چکیده
هدف: پژوهش حاضر به منظور ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز که به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای تعیینکننده در توسعۀ اقتصادی کشورهای نفتخیز مطرح میباشد، یک سیستم خبره با استفاده از رویکرد سیستم استنتاج فازی طراحی گردیده است.
ضرورت: از خصایص بارز پروژههای اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، علاوه بر سرمایهگذاری، سودآوری و پیچیدگی بالا، سطح بالای ریسک میباشد، چرا که منافع اقتصادی حاصل از چنین پروژههایی در معرض تعدادی از عوامل نامشخص مانند شرایط زمینشناسی، فنی و اقتصادی و غیره خواهد بود. لذا، با توجه به محدودیتهای موجود در مدلهای سنتی تصمیمگیری در شرایط عدم قطعیت، ضرورت دارد شرکتهای فعال در این حوزه به منظور اتخاذ تصمیمات آگاهانه و انسجامیافته از یک رویکرد نوین در تصمیمگیری، از جمله، سیستم خبره فازی بهرهمند گردند.
روش شناسی: پژوهش حاضر از حیث جهتگیری، کاربری و به لحاظ راهبرد جمعآوری دادهها توصیفی- تحلیلی میباشد. به منظور ایجاد پایگاه دانش به عنوان هستۀ مرکزی سیستم خبره، که دارای ساختاری از قواعد اگر-آنگاه بوده، از نظرات خبرگان بخش بالادستی صنعت نفت و گاز استفاده شده است. همچنین، با بهره جستن از سیستم استنتاج فازی جهت کمّیسازی نظرات، امکان شبیهسازی رویکرد استدلال و منطق انسانی در شرایط عدم قطعیت فراهم گردیده است. و در نهایت، پس از طراحی سیستم مذکور با استفاده از نرمافزار متلب، به منظور اعتبارسنجی سیستم از شاخص میانگین مجذورات خطاها جهت سنجش میزان شباهت نظرات سیستم و خبرگان استفاده شده است.
یافتهها: بر مبنای پیشینۀ موضوع و مدلهای توسعهیافتۀ موجود، هفت دسته ریسک در پروژههای اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز شناسایی گردید، که مشتمل بر 48 شاخص ارزیابی نیز میباشند. پس از اعتبارسنجی اولیه، اثرگذاری 42 شاخص تأیید و به عنوان دادههای ورودی در سیستم مورد استفاده قرار گرفتند. سیستم طراحی شده دارای هفت سیستم استنتاج فازی فرعی و یک سیستم استنتاج فازی کلی است که طبق نظرسنجی از خبرگان تعداد 4932 قاعده برای هشت سیستم تدوین گردیده است. در مرحلۀ اعتبارسنجی نیز، دادههای مربوط به یکی از میادین نفتی در جنوب کشور وارد سیستم شد، که طبق مقدار شاخص میانگین مجذورات خطا (00467/0)، اختلاف بسیار ناچیزی مشاهده گردیده است.
نتیجهگیری: طبق یافتههای مربوط به اعتبار و کارایی سیستم خبره فازی طراحی شده، ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ذﻫﻨﯽ ﺧﺒﺮﮔﺎن در خصوص میزان ریسک یک میدان نفتی در جنوب کشور، ﺑﺴﯿﺎر ﻧﺰدﯾﮏ ﺑﻪ ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﺒﺮه ﻓﺎزي بود. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ، اﯾﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ خبره کارایی ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ داﺷﺘﻪ و دارای ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ اﺟﺮاء در اﻧﻮاع ﭘﺮوژهﻫﺎي اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز نیز میباشد. لذا، با توجه به میزان سرمایهگذاری مورد نیاز در چنین پروژههایی پیشنهاد میگردد که چنین رویکردهایی جایگزین مدلهای سنتی تصمیمگیری در شرایط عدم قطعیت شود.
کلیدواژه‌ها:
سیستم خبره، سیستم استنتاج فازی، ارزیابی ریسک، پروژههای اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز
استناد: وزیریگهر، حمیدرضا؛ اخلاقی، جواد. (1401). طراحی سیستم خبره برای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز.
دریافت مقاله: 25/10/1400 پذیرش مقاله: 30/11/1400
مقدمه
اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز هسته اصلی و راهبر کل صنعت نفت (ژای و همکاران3، 2018)، به عنوان مهمترین منابع راهبردی در کشور محسوب میشوند، چرا که درآمدهای نفتی سهم بسزایی در توسعۀ اقتصاد ایران داشته (هاتفی و وهابی، 1397)، و در حال حاضر نیز بیش از 60% منابع انرژی در کل جهان را نفت و گاز تشکیل میدهند (شمسکیا و قویدل دارستانی، 1399). البته، علاوه بر سرمایهگذاری، سودآوری و پیچیدگی بالا، سطح ریسک بالا نیز از خصایص بارز پروژههای اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز است، زیرا منافع اقتصادی حاصل از پروژه در معرض تعدادی از عوامل نامشخص مانند شرایط زمینشناسی، فنی و اقتصادی و غیره خواهد بود (ژای و همکاران، 2018). بنابر این، به علت وجود چنین عوامل نامشخصی است که فرآیند اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز با ریسک بالایی همراه است (ژانگ4، 2012).
تحلیل ریسک پروژههاي نفت و گاز همواره با محدودیتها و چالشهاي متعددی مواجه است (منصوریان، 1394)، که این چالشها عمدتاٌ ناشي از شرایط قراردادهاي بالادستي5 (عسکری و همکاران، 1395؛ منظور و نیاکان، 1391)، وضعیت دسترسي به اطلاعات (نیکجو، 1384)، امکان ایجاد آلودگیهای زیستمحیطی (یانتینگ و لییون6، 2011)، پیشبینی رفتار مخزن (اسکوزر و لیگورا7، 2004)، و عدم قطعیت در پیشبیني مؤلفههای اقتصادي مانند، قیمت نفت و گاز و هزینههاي اکتشاف و توسعه است (منصوریان، 1394). به طور کلی، عوامل متعددی اجرای پروژههای نفت و گاز را با ریسکهای مختلفی مواجه مینمایند که ضرورت دارد شرکتهای فعال در این حوزه با نوع و شدت اثرگذاری هر یک آنها در روند پروژهها آشنایی مناسبی داشته باشند (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). لذا، مدیریت ریسک8 به عنوان رویکردی منطقی و نظاممند جهت تحلیل، ارزیابی و طرز برخورد با ریسکهای ناشی از عملیات نفتی، شرکتهای فعال در این حوزه را قادر میسازد تا از طریق تصمیمگیری آگاهانه، برنامهریزی منسجم و استفاده بهتر از منابع، بهرهمندی از مزایای فرصتها را افزایش و خسارتها را به حداقل برسانند (فتحیبیرانوند، 1396). البته، تعیین میزان عدم قطعیتها و ریسک فعالیتهای اکتشافی و توسعهای میادین نفت و گاز کاری پیچیده و کمتر ساختار یافته است که صرفاً توسط یک تیم از مدیران با تخصصها و پسزمینههای مختلف از واحدهای فعال در این زمینه قابل انجام است (عسگری و همکاران، 1395).
پروژههای اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز به عنوان یک فعالیت اقتصادی، سالانه مستلزم میلیاردها دلار سرمایهگذاری بوده، که علیرغم چنین سرمایهگذاریهای عظیم، هنوز هم از مدلهای سنتی تصمیمگیری در شرایط عدم قطعیت استفاده میشود (رویزنبرگ و همکاران9، 2009). لذا، با توجه به کارایی محدود چنین مدلهایی، ضرورت طراحی یک سیستم خبره3 که با لحاظ نمودن پارامترهای مؤثر در شناسایی و ارزیابی دقیق ریسکهای موجود در حوزۀ اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز راهگشا باشد، بیش از سایر بخشها در صنعت نفت و گاز احساس میگردد (اوکو و نواچوکو10، 2019). سیستمهای خبره، به عنوان یکی از زیر شاخههای هوش مصنوعی11، برنامههای رایانهای هستند که نحوۀ تفکر یک متخصص در یک زمینۀ خاص را شبیهسازی میکنند (خدیور و همکاران، 1393). فرموله کردن ارزیابی ریسک در حوزۀ مذکور نیز یک فرآیند دانشمحور محسوب میگردد که میتواند همچون سایر فرآیندهای مبتنی بر دانش تحت عنوان یک سیستم خبره طراحی شود. لذا، هدف اصلی مطالعۀ حاضر طراحی سیستم خبرهای است که با استفاده از پارامترهای مؤثر در فعالیتهای مرتبط با اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، ریسک موجود در این زمینه را شناسایی و ارزیابی نماید.
1. مرورادبیات
در مطالعۀ حاضر سعی شده تا ضمن مروری بر مفاهیم اساسی و پایه در حوزۀ مدیریت ریسک، انواع ریسکهای موجود در پروژههای اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز نیز معرفی و دستهبندی شوند، تا شناختی کلی نسبت به وجود چنین ریسکهایی در صنعت نفت حاصل شود، چرا که به دلیل هزینۀ بالای سرمایهگذاری در این حوزه، عدم شناخت و مدیریت مؤثر ریسکهای موجود میتواند صدمات جبرانناپذیری برای سرمایهگذاران در پی داشته باشد.
1-1. فرآیند شناسایی و ارزیابی ریسک
واژه ریسک از کلمۀ ایتالیایی “Riscare”معادل کلمۀ انگلیسی “To venture”گرفته شده است (شمس مجد و مرتهب، 1386). هانسل و کوهن12 (1956) معتقدند که ریسک زمانی مفهوم پیدا میکند که فرد تصمیم به انجام کاری گرفته، ولی نسبت به حصول نتیجۀ مطلوب اطمینان کامل نداشته باشد (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). البته، هیچ تعریف واحدی از ریسک وجود ندارد، به طوری که اقتصاددانان، دانشمندان علوم رفتاری، نظریهپردازان حوزۀ ریسک، و مورّخان هر کدام مفهوم خاص خود را از ریسک دارند (رجدا و همکاران13، 2022). استاندارد پیکره دانش مدیریت پروژه14 در آمریکا، ریسک در پروژهها را رویدادها یا وضعیتهای ممکن الوقوع نامعلومی تعریف مینماید که در صورت وقوع دارای پیامدهای منفی یا مثبت برای اهداف پروژه خواهد بود (فتحیبیرانوند، 1396).
هدف از شناسایی ریسک، آشکارسازی و ثبت جزئیات مربوط به بیشترین تعداد اتفاقات نامعین، پیش از حادث شدن آنهاست، که این امر باعث میشود فضای مدیریتی لازم جهت برخورد با ریسکهای شناسایی شده قبل از وقوع احتمالی آنها فراهم گردد (عسگری و همکاران، 1395). شناسایی ریسک احتمالاً مهمترین و حساسترین گام در فرآیند مدیریت ریسک محسوب میگردد، چرا که عدم شناسایی هر ریسکی به نادیدهگرفتن و نداشتن تدبیر جهت برخورد با آن منجر خواهد شد (شمسمجد و مرتهب، 1386). البته، هیچگاه امکان شناسایی تمامی ریسکهای محتمل در یک پروژه وجود ندارد (عسگری و همکاران، 1395)، در نتیجه، دلیل اصلی عدم موفقیت پروژهها در قالب زمان، کیفیت و بودجۀ تخصیصیافته، عدم شناخت و مدیریت نامناسب ریسکها در پروژه است (باقری و لطفی، 1395).
جهت شناسایی ریسکهای یک پروژه، ابزارها و رویکردهای متنوعی، همچون؛ مطالعات سیستماتیک کتابخانهای، بررسی اسناد و مدارک، فن دلفی، طوفان مغزی، مصاحبه، شناسایی ریشهای دلایل، تحلیل چکلیستها، تحلیل مفروضات و استفاده از نمودار علت و معلول و نمودار جریان، وجود دارند (چانگ و همکاران15، 2006). همچنین، با استفاده از ماتریس ریسک، ریسکهای پروژه بر مبنای دو مؤلفۀ احتمال وقوع16 (یا فراوانی) و شدت17 (یا تأثیر) قابل ارزیابی و تحلیل میباشند. منظور از احتمال وقوع، میزان انتظاری است که میتوان برای وقوع آن رویداد توقع داشت. همچنین، شدت ریسک میزان خسارت یا سودی است که در صورت وقوع ریسک حاصل خواهد شد (عسگری و همکاران، 1395).
1-2. ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز
هدف از ارزیابی ریسک در اکتشاف و توسعه ذخایر هیدروکربنی، تخمین احتمال دستیابی به یک ذخیره اقتصادی هیدروکربن قبل از حفاری است که بخش مهمی از ارزیابی ذخایر هیدروکربنی محسوب میشود (نیکجو،1384). با مروری بر ادبیات مدیریت ریسک در حوزۀ اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز، عوامل دارای عدمقطعیت متعددی مشاهده میشوند که تاحدودی برای تمامی پروژههای اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز مشترک هستند (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393).
طبقهبندی ریسکها میتواند ساختاری فراهم نماید که شناسایی ریسکهای پروژه به صورت ضابطهمندی میسر گردد، و موجب ارتقای کیفیت فرآیند شناسایی ریسک شود (عسگری و همکاران، 1395). در مجامع و اظهارات صاحبنظران حوزۀ مدیریت ریسک، دیدگاههای مختلفی در خصوص نحوۀ طبقهبندی ریسکها ارائه گردیده، که ریسکهای یک پروژه را بر مبنای منشأ، مسؤل مربوطه، داخلی یا خارجی بودن، و غیره دستهبندی نمودهاند (رجدا و همکاران، 2022).
در جدول-1، برخی از طبقهبندیهای انجام شده در خصوص ریسکهای موجود در مراحل مختلف اکتشاف و توسعۀ یک میدان هیدروکربنی معرفی شدهاند. طبق جدول مذکور، تمامی طبقهبندیهای موجود دارای ماهیت یکسانی بوده، و صرفاً به صُور متفاوتی مطرح گردیدهاند. به طوری که ریسکهای محیطی، خارجی یا برونسازمانی دارای محتوایی مشابه بوده، و عمدتاً شامل ریسکهای بازار و شرکاء، ریسکهای اقتصادی و تجاری، ریسکهای سیاسی و ریسکهای شرایط جوی هستند. منظور از ریسکهای بیرونی، ریسکهای خارج از پروژه و عملیات آن بوده، که منشأ آن نوسانات غیرمنتظره در عوامل محیطی است (حرمتی و رشیدی، 1396). همچنین، ریسکهای سازمانی، داخلی یا درونسازمانی هم دارای وضعیت مشابهی هستند، و اساساً دربرگیرندۀ ریسکهای فنی و زمینشناسی و ریسکهای مدیریتی و سازمانی میباشند. منظور از ریسکهای درونی هم، ریسکهایی است که در بطن خود پروژه و عملیات مربوط به آن رخ میدهند (مؤمنیراد و مداحینسب، 1395). لذا، طبق بررسیهای محقق و نظر خبرگان راجع به نحوۀ طبقهبندی، ریسکهای موجود در مراحل مختلف اکتشاف و توسعۀ یک میدان هیدروکربنی از کشف میدان تا تولیدي شدن آن و انتقال نفت و گاز تولیدی به مبادی مصرف در هفت دستۀ کلی قابل تقسیمبندی میباشند:
جدول-1: انواع طبقهبندیهای موجود در خصوص ریسکهای موجود در پروژههای نفت و گاز
ردیف | محققان | طبقهبندی انجام شده |
1 | لنکووا18 (2018) | 1) ریسکهای خارجی (ریسکهای سیاسی، ریسکهای اجتماعی-اقتصادی19، ریسکهای زیست محیطی20، ریسکهای علمی و فنی21)، 2) ریسکهای داخلی (ریسکهای فعالیت تولیدی22، ریسکهای فعالیت حمایتی شرکت23، ریسکهای حوزۀ فراوری24، ریسکهای حوزۀ گردش25، ریسکهای حوزۀ مدیریت26) |
2 | حرمتی و رشیدی (1396)؛ مؤمنیراد و مداحینسب (1395) | 1) ریسکهای درونی (ریسک تحقیق و اکتشاف، ریسک حفاری تا بهرهبرداری، ریسک تولید و بهرهبرداری)، 2) ریسکهای بیرونی (ریسک سیاسی، ریسک قانونگذاری، ریسک تجاری و اقتصادی) |
3 | عسگری و همکاران (1395) | 1) ریسکهای محیطی (ریسکهای سیاسی و حقوقی، ریسکهای اقتصادی، ریسکهای اجتماعی، ریسکهای فنآوری)، 2) ریسکهای داخلی (ریسکهای فنی، ریسکهای مدیریتی/سازمانی) |
4 | باقری و لطفی (1395) | 1) ریسکهای فنی، 2) ریسکهای مدیریتی، 3) ریسکهای تجاری، 4) ریسکهای خارجی (برونسازمانی) |
5 | منصوریان (1394) | 1) ریسکهای زمینشناسی و فنی (ریسک در فاز اکتشاف، ریسک در فاز ارزیابی و توسعه)، 2) ریسکهای اقتصادی، 3) ريسك‌هاي سياسي و حقوقي |
6 | ابطحیفروشانی و نیکبختی (1393) | 1) ریسک زمینشناسی (مرحلۀ اکتشاف، مرحلۀ ارزیابی، توسعۀ میدان)، 2) ریسک تأسیسات سطحالارضی، 3) ریسک تغییر در مقررات دولتی، 4) ریسک متغیرهای اقتصادی، 5) ریسک ناشی از شرکاء |
ردیف | محققان | طبقهبندی انجام شده |
7 | منظور و نیاکان (1391) | 1) ریسک بازار، 2) ریسک اعتباری، 3) ریسک عملیاتی، 4) ریسک نقدینگی، 5) ریسک سیاسی |
8 | عالم تبریز و حمزهای (1390)؛ پیکره دانش مدیریت پروژه (2000) | 1) ریسک فنی، کیفی و عملکرد، 2) ریسک مدیریت پروژه، 3) ریسک درونسازمانی، 4) ریسک برونسازمانی |
9 | چانگ و همکاران (2006) | 1) ریسک محیط اجتماعی27، 2) ریسک محیط طبیعی و منابع28، 3) ریسک فنی و مدیریت29 |
10 | یانتینگ و لییون30 (2011) | 1) ریسکهای محیط طبیعی (ریسک شرایط جوی31، ریسک زمینشناسی32)، 2) ریسکهای مهندسی (ریسک اکتشاف33، ریسک توسعه34، ریسک ساختوساز35)، 3) ریسکهای مدیریتی (ریسک منابع انسانی36، ریسک سازمانی37، ریسک تجهیزات عملیاتی38، ریسک مناقشات39، ریسک حفاظت محیطی40)، 4) ریسکهای اقتصادی (ریسک مالی41، ریسک بازار42، ریسک سیاست اقتصادی43) |
1-2-1. مرحلۀ اکتشاف44
اکتشاف هموار به عنوان پُرریسکترین مرحله در پروژههای اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز در نظر گرفته میشود (منصوریان، 1394)، چرا که نفت یک منبع زیرزمینی محسوب میشود (حرمتی و رشیدی، 1396)، و در این مرحله هنوز هیچ شناختی راجع به وضعیت مخزن موجود نیست (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). به عبارتی در این مرحله، سطح عوامل عدم اطمینان بیش از سایر مراحل پروژهها بوده، و لذا، ریسک در بالاترین حد ممکن خواهد بود (منصوریان، 1394). دو روش رایج اکتشاف عبارتند از؛ 1) ژئوفیزیکی و 2) ژئوشیمیایی، که در روش اول تنها 60 درصد و در روش دوم تنها 70 درصد امکان برآورد صحیح وجود دارد (حرمتی و رشیدی، 1396). به علاوه، هزینۀ حفاری بسته به موقعیت جغرافیایی و عمق چاه ممکن است بین مبالغی حدود ده تا صد میلیون دلار متغیر باشد. گذشته از موارد مذکور، برای آنکه به طور قطعی بتوان پروژۀ توسعۀ یک میدان نفتی یا گازی موفقیتآمیز قلمداد نمود، معمولاً زمانی بین 15 تا 20 لازم است، که در طی این مدت طولانی نیز امکان بروز ریسکها جدید هم اجرای پروژه را تهدید خواهد نمود (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). پایگاه اطلاعاتی مورد استفاده در مرحلۀ اکتشاف عبارت است از؛ دادههای لرزهنگاری، دادههای چاه، دادههای زمینشناسی سطحالارضی، ثقلسنجی و مغناطیسسنجی (نیکجو،1384). البته، با عبور از مرحلۀ اکتشاف و حرکت به سوی مراحل توسعه و تولید، به علت شناخت بهتر و افزایش اطلاعات راجع به مخزن، سطح ریسکهای مذکور کاهش خواهند یافت (منصوریان، 1394).
1-2-2. مرحلۀ ارزیابی45
مرحلۀ ارزیابی، در واقع مرحلۀ گذر از موفقیت زمینشناسی و رسیدن به موفقیت اقتصادی محسوب میشود. به عبارتی دیگر، در این مرحله مهمترین تصمیم پروژه، پس از کسب اطلاعات لازم بایستی اتخاذ گردد؛ یعنی آیا سرمایهگذاری انجام پذیرد یا میدان به حال خود رها شود (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). فعالیتهای مربوط به مرحلۀ اکتشاف، اطلاعاتی راجع به شکل و اندازۀ ذخیرۀ حقیقی میدان و یا قابلیت تولیدی انباشتۀ هیدروکربن ارائه نمیدهد، لذا، ریسک مربوط به این مرحله آنست که امکان دارد یک میدان بیشتر یا کمتر از آن چیزی که انتظار میرود، تولید نماید و لذا، تسهیلات مورد نیاز میدان نیز کمتر یا بیشتر در نظر گرفته شود، و نهایتاً سوددهی پروژه با مشکل مواجه گردد (رضایی، 1390). معمولاً، اندکی بیش از 50 درصدِ مواردِ موفق در مرحلۀ زمینشناسی به موفقیت در مرحلۀ اقتصادی نیز منجر میشوند. بنابراین، با توجه به اهمیت مرحلۀ ارزیابی، موارد متعددی بایستی در نظر گرفته شوند، از جمله؛ حجم اطلاعات موجود، حجم نفت در جای میدان، پیچیدگیهای زمینشناسی، تعداد چاه مورد نیاز جهت حفاری و محدودیت زمانی امتیاز ارزیابی (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393).
1-2-3. مرحلۀ توسعه46
با اکتشاف مخازن، نخستین موضوعی که پس از ارزیابی سیال در جای میدان، اهمیت مییابد، نحوۀ تولید و طرح توسعۀ میدان است (متاله و همکاران، 1391). به عبارتی، طبق نتایج حاصل از مراحل اکتشاف و ارزیابی و همچنین، بررسی امکانات موجود میتوان یک برنامه بهرهبرداری از میدان تدوین و به طور متوالی اجرا نمود (رضایی، 1390). البته، در صورتی که مرحلۀ ارزیابی دارای صحت و دقت کافی باشد، مدل زمینشناسی صحیحی جهت استفاده در مرحلۀ توسعۀ میدان ایجاد خواهد شد. مدل توسعهیافته بایستی شامل اطلاعات نسبتاً دقیقی راجع به ساختار و حجم مخزن، خصوصیات سیال مخزن و چگونگی توزیع آن در مخزن باشد (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). همچنین، نتایج حاصل از مطالعات انجام شده در ریسک مرحلۀ توسعه نشانگر آنست که با کسب پیوستۀ اطلاعات از میدان، امکان کاهش ریسک زمینشناسی، و با اعمال انعطافپذیری، امکان کاهش عدم اطمینان در کل پروژه نیز فراهم خواهد بود (منصوریان، 1394).
1-2-4. تاسیسات سطحالارضی47
نفت تولیدی از چاههای میدان به واسطۀ خطوط لوله جریانی وارد چندراههها شده، و از آنجا به واحدهای فرآورش انتقال یافته، و سپس، نفت فرآوری شده از طریق لوله انتقال به پالایشگاه یا مبادی صادراتی منتقل خواهد شد. در نتیجه، نفت اکتشافی از اعماق زمین تا نقطۀ پایانی، یک مسیر طولانی را طی نموده، و از تأسیسات مختلف و متعددی نیز عبور خواهد کرد، که وجود چنین مسیری، موجب بروز ریسکهای متعددی، مانند؛ عدم تکمیل تأسیسات مطابق با زمانبندی پروژه، احتمال بروز آلودگیهای زیستمحیطی و خطای انسانی خواهد شد (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393).
1-2-5. ساختار سیاسی و مقررات دولتی48
نفت به عنوان یکی از مهمترین حاملهای انرژی از زمان کشف تجاری آن، در کمترین زمان ممکن به یک کالای مهم و با ارزش اقتصادی مبدل گردید، و به دلیل اثرات بیبدیل آن در صنایع و تأمین انرژی، جنبه سیاسی یافته و دیرزمانی است که به عنوان یک کالای راهبردی و امنیتی مورد توجه سیاستمداران قرار گرفته است (کاشانی، 1387). لذا، یکی از مهمترین عواملی که شرکتهای نفتی بینالمللی در ارزیابی اقتصادی پروژهها مورد توجه قرار میدهند، ریسک سیاسی کشور هدف جهت سرمایهگذاری میباشد (منصوریان، 1394). ریسکهای سیاسی، عمدتاً از تحولاتی نشأت میگیرند که توسط تصمیمات دولتی پدید آمدهاند، و به صُور مختلفی سرمایهگذاری را با مشکل روبرو مینمایند (حرمتی و رشیدی، 1396). به عنوان نمونه، دولتها عمدتاً برای فعالیت در صنعت نفت و گاز چارچوبها و مقرراتی را تدوین و پیمانکاران را ملزم به رعایت این چارچوبها مینماید، و پس از اتخاذ تصمیم سرمایهگذاری، هر گونه تغییری در این چارچوبها و مقرارت متضمن ریسک خواهد شد (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). به علاوه، ثبات سیاسی، تأمین زیرساختهای مورد نیاز، تضامین لازم جهت سهولت انتقال اصل و سود سرمایهگذاری، مسائل مربوط به مصادره و ملیسازی نیز به عنوان ریسکهای سیاسی در پروژههای اکتشاف و توسعه مورد توجه میباشند. حتی، شرکتهای نفتی بایستی ریسکهای حقوقی و قانونی حاکم بر پروژههای بالادستی نفت و گاز را نیز در تحلیلهای تصمیمگیری مورد توجه و ارزیابی قرار دهند (منصوریان، 1394).
1-2-6. متغیرهای اقتصادی49
سرمایهگذاریهای نفتی همواره در یک نظام اقتصادی اتفاق میافتد که احتمالاً اکثر متغیرهای اصلی آن در طول زمان تغییر خواهند کرد (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393). همچنین، با توجه به طولانی مدت بودن قراردادهای بالادستی، میزان نوسان عوامل اقتصادی دخیل در سودآوری پروژهها به شدت بالاست (منصوریان، 1394). به عنوان نمونه، تورم فزاینده در نظام اقتصادی موجب افزایش ریسک سرمایهگذاری خواهد شد، چرا که افزایش هزینههای شرکت سرمایهگذار را در پی خواهد داشت (حرمتی و رشیدی، 1396). به طور کلی، مهمترین عوامل اقتصادی عبارتند از؛ نرخ تورم، نرخ تسعیر ارز، ارزش جهانی دلار، قیمت نفت و گاز و غیره (منصوریان، 1394). البته، در میان عوامل مذکور، قیمت نفت مهمترین و تأثیرگذارترین و در عین حال غیرقابل پیشبینیترین متغیر در اقتصاد یک پروژه نفتی محسوب میشود (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393).
1-2-7. شرکاء50
دلایل متعددی برای مشارکت شرکتهای نفتی جهت توسعۀ یک میدان وجود دارد، دلایلی همچون، کاهش ریسک سرمایهگذاری، عدم استطاعت مالی یک شرکت، عدم دسترسی به فنآوری یا تجهیزات کافی، و قرار گرفتن مخزن در دو یا چند بلوک اکتشافی که هر بلوک به یک پیمانکار واگذار شده است. در چنین شرایطی، مشارکت جهت توسعۀ یک میدان نفتی امر اجتنابناپذیری میباشد. لذا، برخی از ریسکهای پیش روی شرکاء عبارتند از؛ تداخل در اولویتهای فنی و علایق مدیران، تفاوت در نظرات و دیدگاه، و عدم تعامل کاری شرکاء (ابطحیفروشانی و نیکبختی، 1393).
2. پیشینۀ پژوهش
علیرغم رشد فزایندۀ تکنیکهای هوش مصنوعی، از جمله؛ سیستمهای خبره در تحقیقات حوزۀ نفت و گاز (اقبالی و همکاران، 2015)، ولی تاکنون مطالعهای در خصوص کارکردهای سیستمهای خبره در حوزۀ مدیریت ریسک پروژههای نفتی صورت نگرفته است. البته، تحقیقات معدودی در خصوص شناسایی و ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز صورت پذیرفته است. لذا، در بخش حاضر، علاوه بر این دست از تحقیقات، موارد که به لحاظ روششناسی و موضوع نیز، نزدیک به موضوع پژوهش بوده و کارکردهای مشابهی دارند، معرفی میشوند.
شمس کیا و قویدل دارستانی (1399) با هدف تحلیل ریسکهای زیستمحیطی در پروژههای خطوط لوله انتقال گاز استان گیلان مطالعهای انجام دادهاند. بدین منظور، نخست پروژه را به 15 فعالیت تفکیک و سپس، با روش دلفی 29 ریسک در پروژه شناسایی و با دو روش تجزیه و تحلیل حالات شکست و اثرات51 و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی52، ریسکها را به لحاظ خطرپذیری رتبهبندی نمودهاند. یافتهها نشان داد که ریسکهای مربوط به فعالیت حفاری و لولهگذاری، تخریب زمینهای کشاورزی و بستر رودخانهها، آلودگی صوتی، آلایندگی ناشی از تردد وسایل نقلیه سنگین و همچنین، فعالیت تقلیل فشار در ایستگاه دارای اولویت هستند. مقادیر مربوط به عدد اولویت ریسک53 نیز بیانگر آنست 28 درصد ریسکها دارای عدد اولویت ریسک بیش از میانگین بوده، که محدوده خطر محسوب میشوند. و نهایتاً، محقیقن توانستند با ارائۀ روشهایی جهت کنترل فعالیتهای پرُخطر، 90 درصد خطر زیستمحیطی مربوط به ریسکهای پرخطر را کاهش دهند.
جعفری اسکندی و بهرامی (1395) هم، به منظور تعیین هزینۀ اقتضایی پروژههای ساخت و ساز، یک سیستم خبره فازی را طراحی نمودهاند. در این مطالعه پس از شناسایی عوامل ریسکی اثرگذار، ضمن ترکیب منطق فازی و رگرسیون، سیستمی جهت تحلیل ریسک طراحی گردید که قادر است با انعطاف و اطمینان لازم و کافی تأثیر عوامل مذکور را بر مقدار هزینۀ اقتضایی پروژه برآورد نماید. لذا، با افزودن این هزینه به سایر هزینههای پروژه، میتوان در مناقصات، فرآیند قیمتگذاری و یا ارائۀ قیمت پیشنهادی را از طرف کارفرمایان و یا پیمانکاری با دقت و صحت بیشتری انجام نمود.
باقری و لطفی (1395) هم، الگویی جهت اجرای فرآیند مدیریت ریسک در پروژههای نفتی ارائه نمودهاند. در این تحقیق، با بهرهگیری از استاندارد پیکرۀ دانش مدیریت پروژه و استاندارد عملی مدیریت ریسک پروژه54، یک شبکۀ تصمیمگیری مناسب جهت مدیریت ریسکهای پروژه در صنایع نفتی ارائه گردید. همچنین، نتایج حاصله به هر سازمان امکان میدهد که با توجه به آستانه پذیرش ریسک خود در سطوح مدل پیشنهادی ورود نموده، و ضمن شفافسازی نقشۀ راه مدیریت ریسک پروژه در چرخۀ عمر پروژه، هزینه و زمان مورد نیاز برای برنامهریزی مدیریت ریسک در پروژهها را کاهش دهند.
کریمی (1395) طرح توسعۀ یک میدان نفتی را مبتنی بر راهبرد فنآورانه ارائه نموده است. طبق مطالعۀ انجام شده، زمانی میتوان به اهداف کلان تولید حداکثری با رویکرد صیانتی از مخزن دست یافت که مدل توسعه بر مبنای راهبردی فنآورانه تهیه و تدوین گردد. دامنۀ تحقیق شامل دو بخش؛ یعنی، کلان بالادستی صنعت نفت و توسعۀ یک میدان نفتی است. همچنین، یافتههای تحقیق توانسته ابزار مناسبی جهت ارتقای توانمندی در بخش تدوین و اجرای راهبرد فنآوری برای مدیران و سیاستگذاران حوزۀ بالادستی صنعت ارائه نماید.
منصوریان (1394) به ارزیابی ریسک در تصمیمگیری سرمایهگذاری در پروژههای بالادستی نفت و گاز پرداخته است. در این تحقیق، ضمن طبقهبندی کلی ریسکها در پروژههای اکتشاف و تولید، و معرفی مدلهای تصمیمگیری از طریق ارزیابی و تحلیل ریسک، لزوم شناسایی عوامل کلیدی عدم اطمینان در تمامی پروژههای نفت و گاز مورد تأکید قرار میگیرند. چرا که این امر به تصمیمگیران و مدیران شرکتهای نفتی کمک مینماید، تا علاوه بر اتخاذ تصمیمات بهینه با ایجاد تعادل بین ریسک و بازده، به عوامل اصلی مؤثر بر سودآوری پروژه، توجه بیشتری کرده و همچنین، راهکارهای مناسبی هم در راستای کاهش ریسک ارائه نمایند.
ابطحی فروشانی و نیکبختی (1393) هم در مطالعهای به طبقهبندی انواع ریسکهای مراحل مختلف توسعه میادین نفت و گاز پرداختهاند. در این مطالعه بدون استفاده از روشی خاص، ریسکهای موجود در مراحل مختلف توسعۀ یک میدان هیدروکربنی به پنج دستۀ کلی، شامل؛ ریسک زمینشناسی (اکتشاف، ارزیابی و توسعه)، ریسک تأسیسات سطح الارضی، ریسک تغییر در مقررات دولتی، ریسک متغیرهای اقتصادی و ریسک ناشی از شرکاء قابل تقسیم میباشند. همچنین در این مطالعه، ملزم کردن شرکتها به انجام تحلیل ریسک به عنوان بخشی ضروری از انجام طرح جامع توسعۀ55 میدان، به عنوان یک راهکار مهم در خصوص مدیریت ریسک پروژه معرفی گردید. به علاوه، الزام شرکتها به انجام مطالعۀ امکانسنجی برای پروژههای نفتی نیز میتواند به میزان قابل ملاحظهای ریسکهای پروژه را کاهش دهد.
اوکو و نواچوکو56 (2019)، ضمن مروری بر کاربردهای منطق فازی در عملیات اکتشاف، تولید و توزیع نفت، اظهار دارند که متأسفانه روشهای سنتی تصمیمگیری در خصوص مدیریت بهینه بهرهبردای از مخازن شکست خواهند. لذا، گسترش تکنیکهای هوش مصنوعی، خصوصاً منطق فازی، به عنوان ابزاری بالقوه جهت مقابله با عدم قطعیتهای موجود در اکثر عملیات اکتشاف و تولید مورد توجه روزافزونی قرار گرفتهاند. طبق نتایج حاصله، مهمترین کاربردهای منطق فازی در تعیین مشخصات مخزن، حفاری و تکمیل، عملیات شبیهسازی و عملیات توزیع در محیطهای غیرقطعی یا تصادفی میباشد. همچنین، عدم قطعیتها نیز از مشکلات جمعآوری دادهها، خطاهای اندازهگیری، و عدم دقت یا ابهام در فرآیند ناشی میشود. و در نهایت، منطق فازی برای رسیدگی به مشکلات در سیسم با عدم قطعیت، همچون؛ پروژههای اکتشاف و تولید نفت، به شدت توصیه میشود.
ژای و همکاران (2018) هم، به تحلیل ریسک اکتشاف و توسعه در منطقه غنی‌سازی نفت و گاز بر مبنای تحلیل سود اقتصادی پرداختهاند. این محققین معتقدند فرآیند اکتشاف و توسعۀ نفت و گاز بسیار پیچیده بود، لذا مدیریت مؤثر ریسک و اجتناب منطقی از زیانهای ناشی از آن میتواند به توسعۀ پایدار صنعت نفت و گاز کمک شایانی نماید. همچنین، یافتههای نشان میدهد که هزینه دارای بیشترین تأثیر بر بازدۀ اکتشاف و توسعۀ نفت و گاز است، لذا، بایستی با اتخاذ تصمیمات مؤثر، هزینۀ کشف را کاهش و در نتیجه نرخ بازده پروژه را افزایش داد.
لنکووا57 (2018)، به مطالعۀ مدیریت ریسک شرکتهای نفت و گاز از منظر تحولات راهبردی پرداخته است. در این مطالعه، نگارنده با هدف سازماندهی انواع ریسک، ریسکهای عمدۀ صنعت نفت و گاز طبقهبندی کرده، و بر اساس یافتهها، توصیههایی جهت انجام اقدامات پیشگیرانه مطرح نموده است، از جمله؛ برگزاری مناقصه برای خرید تجهیزات، انعقاد قراردادهای مستقیم با سازندگان و امضای قراردادهای بلندمدت با تأمینکنندگان، به منظور کاهش سطح خطرات صنعت، و در نهایت، پیادهسازی سامانه تحلیل یکپارچه ریسک میتواند شرکت را در مدیریت بهینۀ ریسک، کشف ذخایر، و امکان واکنش سریع به شرایط متلاطم صنعت مورد حمایت قرار دهد.
اقبالی و همکاران58 (2015) با هدف غربالگری روشهای ازدیاد برداشت نفت59 در مخازن نفتی فاقد شکستگی، سیستم خبره جدیدی را ارائه نمودند، چرا که معتقدند تولید نفت از مخازن معمول نفتی در حال کاهش بوده، و قرار هست تولید از طریق روشهای ازدیاد برداشت نفت، علاوه بر کاهش تولید نفت در مخازن بالغ، افزایش قابل ملاحظۀ تقاضای نفت در سرتاسر جهان را نیز جبران نماید. در این مطالعه، ضمن معرفی روشهای مناسب ازدیاد برداشت نفت و استفاده از مطالعات میدانی، نتایج آزمایشگاهی و مطالعات شبیهسازی، با استفاده از روش منطق فازی در طراحی سیستمهای خبره، نتایج قابل قبولی در خصوص روشهای مناسب برداشت از مخازن نفتی و افزایش طول عمر آنها ارائه گردید.
یانولوویچیوس و چنیس60 (2014)، یک مدلی جهت ارزیابی ریسک در سیستم خبره خودارزیابی ریسک فناوری اطلاعات برای شرکتهای کوچک و متوسط ارائه دادهاند. از نظر این محققین، روند فزاینده گسترش کاربردهای فنآوری اطلاعات تقریباً در تمامی موقعیتهای ممکن، ضرورت تدوین یک روش مدیریت یکپارچۀ ریسک در این حوزه را دوچندان نموده است. سیستم خبره طراحی شده با هدف اطمینان از استفاده غیرتخصصی دارای رویکردی ساده جهت کسب اطلاعات از کاربر بوده، و از نقشه ارزیابی ریسک با دو مؤلفه احتمال وقوع و میزان تأثیر استفاده مینماید.
قلاب و همکاران61 (2013)، یک سیستم خبره فازی به منظور پیشبینی نفت ارائه نمودهاند. در این تحقیق، دادههای مورد نیاز جهت طراحی سیستم از منابع مجزا انتخاب گردیدهاند. پنج مؤلفۀ لحاظ شده جهت پیشبینی نفت عبارتند از؛ دما، فشار، چگالی نفت خام، گراویتی و چگالی گاز. سپس، سیستم خبره طراحی شده به منظور تخمین نفت در 30 چاه یک میدان نفتی مورد استفاده قرار گرفت، که با اعمال توابع فازی مختلف در این سیستم، نتایج خیرهکنندهای به دست آمد.
یانتینگ و لییون62 (2011) در تحقیقی با هدف مدیریت ریسک عملیات نفتی، معتقدند ریسک بالای عملیاتی نفتی، نه تنها ناشی از خسارات عمده اقتصادی بوده، بلکه امکان ایجاد آلودگیهای زیستمحیطی جدی هم دخیل میباشند. لذا، مدیریت ریسک برای شرکتهای نفتی از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. بدین منظور، ریسکهای عملیات نفتی در چهار بخش اصلی محیط طبیعی، مهندسی، مدیریتی و اقتصادی تفکیک گردید. همچنین، طبق نظر محققین گرچه ریسکهای عملیات نفتی بسیار پیچیده بوده، ولی تا زمانی که شرکتهای نفتی قادر به شناسایی علل، خصایص و ماهیت ریسکها باشند، میتوانند تا حد معقولی از خطرات پیشگیری و آنها را کنترل نمایند.
ساسلیک و همکاران63 (2009) هم، به تحلیل ریسک و عدم قطعیت در اکتشاف و تولید نفت پرداخته است. طبق نظر این محققین، تصمیمات مربوط به اکتشاف و تولید نفت خام به دلیل تعداد و تنوع زیاد مسائل درگیر در این فرآیند، هنوز بسیار پیچیده هستند. ولی پیشرفتهای سختافزاری و نرمافزاری نوین توانستهاند به درک و فهم بهتر این مسائل کمک شایانی نمایند.
رویزنبرگ و همکاران64 (2009) یک سیستم ترکیبی فازی- احتمالی برای تحلیل ریسک از منظر اکتشاف نفت ارائۀ نمودهاند. در این تحقیق با پیشنهاد یک روش جدید ترکیبی (فازی - احتمالی) در یک بستر نرمافزاری، به ارزیابی ریسک از منظر پروژههای نفتی پرداخته میشود. روش پیشنهادی مبتنی بر نمایش احتمالی فازی از دانش نامعین زمینشناسی بوده که در آن ریسک میتواند به عنوان یک متغیر تصادفی دیده شود که توزیع احتمال آن مبتنی بر استدلالهای مدون زمینشناسی است. یافتههای تحقیق نشانگر آنست که این روش میتواند در ساماندهی استدلال و اندازهگیری احتمال موفقیت کشف یک مخزن نفت مؤثر واقع گردد.
چانگ و همکاران65 (2006) یک روش ابتکاری جهت ارزیابی ریسک برای اکتشاف و توسعۀ نفت و گاز ارائه نمودهاند. در این تحقیق، یک روش و نمودار جریان جدید از ارزیابی ریسک برای صنعت بالادستی نفت و گاز معرفی گردیده، که چندین تکنیک رایج شناسایی ریسک، شامل تحلیل درخت خطا، طوفان مغزی، فن دلفی و تحلیل درخت رویداد را ترکیب مینماید. روش جدید ارزیابی ریسک در این تحقیق، یک فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی است، که در آن وزن تأثیر و پیامد عوامل ریسک به طور جامعی لحاظ شدهاند. همچنین، محققین مذکور معتقدند این روش یک مرجع مفید برای تصمیمگیرندگان صنعت بالادستی نفت و گاز است و حتی، به برخی از پروژههای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه در میادین نفتی کشور چنین هم توصیه شده است.
قربی66 (2005) هم، به بررسی کاربرد یک سیستم خبره برای بهینهسازی عملکرد مخزن پرداخته است. در این تحقیق، با ترکیب پارامترهای اقتصادی و شبیهسازهای عددی مخزن، بهینهسازی فرآیند انتخابی ازدیاد برداشت نفت با استفاده از تحلیل حساسیت به صورت خودکار صورت گرفته است. کاربرد سیستم خبره طراحی شده در دو مورد از فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت مورد بررسی قرار گرفتهاند، که این فرآیندها با استفاده از سیستم خبره انتخاب، شبیهسازی و بهینهسازی شدهاند. طبق یافتههای تحقیق، شرایطی پیدا شد که تحت آن، فرآیندهای انتخابی برای مخازن سودآور میباشند.
3. مدل نظری تحقیق
با طبقهبندی ریسکها، امکان شناسایی نظاممند ریسکهای پروژه فراهم شده، و موجبات ارتقای کیفیت فرآیند شناسایی ریسک نیز مهیا میگردد (عسگری و همکاران، 1395). طبق بررسی جامع و تلخیص یافتهها در جدول-1 در مورد ریسکهای موجود در حوزۀ اکتشاف، توسعه و تولید میادین نفت و گاز، ابعاد و شاخصهای مرتبط و مؤثر شناسایی و با دستهبندی آنها مدل نظری تحقیق مطابق با شکل-1 تدوین گردیده است. مدل پیشنهادی، پس از اﻋﺘﺒﺎرﺳﻨﺠﯽ از ﻃﺮﯾﻖ خبرﮔﺎن ﺻﻨﻌﺖ نفت و گاز، ﻣﺒﻨﺎي ﻃﺮاﺣﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﺒﺮه ﻓﺎزي ﻗﺮار گرفته است.
4. روش‌شناسي
در طی سالهای اخیر، استفاده از تکنیکهای هوش مصنوعی مانند؛ سیستمهای خبره و شبکههای عصبی مصنوعی در مطالعات صنعت نفت رشد فزایندهای داشته است (اقبالی و همکاران، 2015). سیستمهای خبره، برنامههایی هستند از یک پایگاه دانش و مجموعهای از قوانین تولید برای استنتاج حقایق جدید از دانش و دادههای ورودی استفاده میکنند. تجربه و دانش انسانی به عنوان منابع اصلی جهت تدوین اصول به کار رفته در پایگاههای دانش این سیستمهای مبتنی بر قانون در نظر گرفته میشوند (قربی و منصوری67، 2005).
یک سیستم خبره، اساساً از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است؛ 1) پایگاه دانش68، 2) موتور استنتاج69، و 3) رابط کاربری70. پایگاه دانش، هستۀ مرکزی یک سیستم خبره محسوب میگردد، که شامل تمام دانش و تخصص مربوطه به صورت مجموعهای از قواعد و حقایق تولید میباشد. این قواعد بر اساس مجموعهای از ساز و کارهای اجرایی کمّی و/یا کیفی موجود در سیستم فیزیکی طراحی شدهاند. پس، قواعد تولید حاصله با استفاده از زبان نمایش دانش بایگانی میشوند. موتور استنتاج هم، شامل الگوریتمهای مختلفی است که برای جستجوهای هدفمند و بازیابی قواعد مورد نیاز مورد قرار میگیرند. و در نهایت، پیامد چنین رویهای نتایج خروجی سیستم خبره میباشد. به طور کلی، قواعد تولید ذخیره شده در پایگاه دانش یک سیستم خبر دارای دو بخش است؛ یعنی مقدمه71 (بخش ˮاگر“) و حکم72 (بخش ”آنگاه“) (اقبالی و همکاران، 2015). البته، یک سیستم خبره میتواند از سیستم استنتاج فازی در طراحی قواعد تولید در پایگاه دانش استفاده نماید، تا امکان شبیهسازی رویکرد استدلال و منطق انسانی در شرایط عدم قطعیت فراهم گردد. رویکردی که اغلب در سایر روشها امکانپذیر نمیباشد (رئیسی وانانی و همکاران، 1397). همچنین، با توجه به نظرسنجی از خبرگان که با استفاده از متغیرهای زبانی صورت گرفته، و خصایص متفاوت ارزیابان میتواند بر تعابیر ذهنی آنان نسبت به متغیرهای کیفی اثرگذار باشد، لذا، با تعریف متغیرهای زبانی و فازیسازی آنها تلاش گردیده است تا خبرگان با ذهنیت نسبتاً یکسانی به سؤالات پاسخ دهند. به عبارتی بهتر، استفاده از مجموعههای فازی، سازگاری بیشتری با توضیحات زبانی و بعضاً مبهم انسانی دارد.
4-1. روش تحقیق
پژوهش حاضر از حیث جهتگیری، پژوهشی کاربری محسوب میگردد، چرا که طراحی یک سیستم خبره به توسعۀ کاربردهای دانش فنآوری اطلاعات در حوزۀ ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز میپردازد. همچنین، به لحاظ راهبرد جمعآوری دادههای مورد نیاز از نوع توصیفی- تحلیلی محسوب میشود. از حیث قلمرو نیز به شرح زیر میباشد:
· قلمرو زمانی؛ پژوهش حاضر به طور مقطعی در بازۀ بهمن 1398 تا شهریور 1399 اجرایی گشته است.
· قلمرو مکانی؛ مجموعه شرکتهای دولتی و خصوصی فعال در بخش بالادستی صنعت نفت و گاز میباشند.
· قلمرو موضوعی؛ تحقیق حاضر در حوزۀ طراحی سامانه ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز با استفاده از کاربردهای هوش مصنوعی میباشد.
جامعه آماری تحقیق را نیز، کارشناسانارشد و متخصصان خُبره فعال در بخش بالادستی صنعت نفت و گاز تشکیل میدهند، که با روش نمونهگیری هدفمند 14 خبره در این حوزه شناسایی و به منظور ایجاد پایگاه دانش در سیستم خبره با ایشان مصاحبههای عمیق صورت پذیرفت. همچنین، در گامهای اعتبارسنجی شاخصها و سیستم خبره فازی طراحی شده نیز، از نظرات این خبرگان مجدد استفاده گردید.
ابزارهای گردآوری اطلاعات در تحقیق حاضر با توجه به نوع دادههای مورد نیاز، به دو بخش قابل تفکیک میباشد؛ الف) بررسی اسناد و مدارک موجود؛ به منظور شناسایی ابعاد و شاخصهای مرتبط و مؤثر در ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعۀ میاین نفت و گاز جهت توسعۀ مدل نظری تحقیق از منابع موجود در حوزۀ ادبیات موضوع استفاده شده است، ب) مصاحبه ساختاریافته و نیمهساختاریافته؛ به منظور تولید قواعد استنتاج برای طراحی سیستم خبره، و همچنین اعتبارسنجی شاخصها و سیستم خبره با خبرگان صنعت مصاحبههای عمیقی توسط محقق صورت گرفته است.
4-2. مراحل اجرایی تحقیق
ﻣﺮاﺣﻞ اﺟﺮاي این ﭘﮋوﻫﺶ بدین شرح میباشند؛
1. مروری بر مبنای نظری و پیشینۀ موضوع در حوزۀ ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، و همچنین، کاربردهای هوش مصنوعی در حوزۀ مذکور
2. شناسایی و دستهبندی ابعاد و شاخصهای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز در 7 بُعد و 48 شاخص از مطالعۀ منابع معتبر علمی و مدلهای توسعهیافتۀ موجود مطابق با جدول-1
3. مصاحبه نیمه ساختاریافته با خبرگان صنعت نفت و گاز در حوزۀ مطالعات بالادستی، به منظور اعتبارسنجی ابعاد و شاخصهای شناسایی شده، با توجه به میزان کاربرد آنها در ارزیابی ریسکهای صنعت نفت و گاز
4. انجام آزمون آماری تی استیودنت، به منظور تعیین اعتبار شاخصها و همچنین، قابلیت تعمیمپذیری نظرات خبرگان
5. مصاحبه ساختاریافته با خبرگان به منظور اکتساف دانش و قواعد تولید اگر- آنگاه در خصوص ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفتی
6. ایجاد یک پایگاه دانش بر مبنای اطلاعات جمعآوری شده از خبرگان صنعت و تعیین توابع عضویت فازی و تعریف قواعد اگر- آنگاه جهت ورود به نرمافزار متلب73
7. ورود دانش حاصله به نرمافزار متلب و کدنویسی سیستم خبره فازی
8. اعتبارسنجی سیستم خبره طراحی شده از طریق ورود دادههای یکی از میادین نفتی انتخابی به سیستم خبره و دریافت نتیجه حاصله و مقایسه آن با نظرات خبرگان
5. یافتههای پژوهش
در این پژوهش دلیل انتخاب منطق فازی جهت تجزیه و تحلیل دادهها، وجود قضاوتهای ذهنی بر مبنای متغیرهای زبانی74 در تمامی معیارهای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز است. همچنین، دلیل به کار گیری سیستم استنتاج فازی در طراحی سیستم خبره برای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، خصلت هوشمندی این روش است. علت هوشمندی سیستم استنتاج فازی به آن دلیل است که رفتاری مشابه انسان داشته، و تمامی قواعد تعریف شده برای آن سیستم را به صورت همزمان لحاظ مینماید، و این عمل دقیقاً همان کاری است که انسان در فعالیتهای روزمره به دفعات مد نظر قرار میدهد (رئیسی وانانی و همکاران، 1397). در پژوهش حاضر، به منظور تحلیل دادهها و طراحی سیستم استنتاج فازی از نرمافزار متلب استفاده شده است. ورودی سیستم، شاخصهای کلیدی ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز است، که به عنوان مهمترین عوامل ارزیابی در تحقیق حاضر با مطالعۀ ادبیات و پیشینۀ تحقیق و بررسی نظرات متخصصین و خبرگان در حوزۀ مطالعات بالادستی صنعت نفت و گاز شناسایی و انتخاب شدهاند.
5-1. اعتبارسنجی شاخصهای کلیدی
ﭘﯿﺶ از ﻃﺮاﺣﯽ و پیادهسازی ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﺒﺮه، میزان اعتبار 48 ﺷﺎﺧﺺ اولیه ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز بر مبنای استانداردهای رسمی شرکت ملی نفت در مدیریت برنامهریزی تلفیقی شرکت ملی نفت و نظرات خبرگان صنعت نفت و گاز مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقیاس نظرسنجی از خبرگان مبتنی بر طیف 5 گزینهای لیکرت (1: خیلیکم، 2: کم، 3: متوسط، 4: زیاد، 5: خیلیزیاد) بوده، که به منظور اعتبارسنجی شاخصها و بررسی تعمیمپذیری نظرات خبرگان نیز، آزمون آماری تی استیودنت75 با استفاده از نرمافزار اس.پی.اس.اس76 مورد استفاده قرار گرفته است.
طبق نتایج حاصله، از مجموع 48 شاخص اولیه، شش شاخص”حرارت“، ”خطای انسانی در کلیه مراحل“، ”مقررات سلامت، ایمنی و محیط زیست“، ”تغییر در مقررات دولتی“، ”تغییر در استانداردهای محیطی“ و ”تداخل علایق“ دارای میزان تأثیرگذاری کمتر از متوسط بوده و سایر شاخصها به لحاظ درجۀ معنیداری در وضعیت مطلوب بوده و بیش از حد متوسط تأثیرگذار تشخیص داده شدهاند. به عبارتی دقیقتر، مقدار میانگین در هر 42 شاخص باقیمانده بیش از 3 بوده و مقدار آمارۀ آزمون بیش از 57/2 در سطح خطای 1% میباشد. بنابراین، طبق نظرسنجی از خبرگان، 42 شاخص دارای تأثیرگذاری قابلملاحظهای بوده، و به عنوان دادههای ورودی در طراحی سیستم خبره فازی مورد استفاده قرار گرفتهاند. البته، علاوه بر آزمون آماری تی استیودنت، با استفاده از متغیرهای زبانی و اعداد فازی مثلثی هم، اعتبار شاخصها مورد ارزیابی مجدد قرار گرفته است. جدول-2، مقیاس لحاظ شده برای تبدیل متغیرهای زبانی به اعداد فازی مثلثی را نشان میدهد.
جدول-2: ارتباط متغیرهای زبانی و اعداد فازی مربوطه
خیلی کم | کم | متوسط | زیاد | خیلی زیاد |
(25/0 , 0 , 0) | (4/0 , 25/0 , 1/0) | (75/0 , 5/0 , 25/0) | (9/0 , 75/0 , 6/0) | (1/0 , 1/0 , 75/0) |
نتایج حاصل از بررسی فازی نظرات خبرگان در جدول-3 ارائه شده است. در این جدول، علاوه بر توزیع متغیرهای زبانی، میانگین فازی هر یک از شاخص و عدد قطعی مربوط به آن محاسبه و شاخصهای نهایی جهت طراحی سیسم خبره فازی مشخص شدهاند. از آنجا که ورودی و خروجی عملیات فازی، اعدادی فازی هستند، و این نتایج به سادگی قابل فهم و تفسیر نبوده، لذا بایستی نتایج فازی حاصله به اعداد قطعی (معمولی) تبدیل شوند. عدد قطعی ارائۀ شده در جدول-3، با استفاده از معیار مینکوفسکی77 محاسبه شده، که مقدار آن نشانگر شدت موافقت خبرگان با هر یک از شاخصهای برگزیده جهت طراحی مدل مفهومی میباشد. نتایج مربوط به جدول-3 نشان میدهند که خبرگان با اکثریت شاخص درصد توافق بالایی (بیش از 70%) داشتهاند. البته، از نظر خبرگان، تنها شش شاخص”حرارت“ با 9/49 درصد، ”خطای انسانی در مراحل طراحی، ساخت و نصب تأسیسات“ با 5/69 درصد، ”مقررات سلامت، ایمنی و محیط زیست“ با 3/66 درصد، ”تغییر در مقررات دولتی“ با 8/62 درصد، ”تغییر در استانداردهای محیطی“ با 3/66 درصد و ”تداخل علایق“ با 8/56 درصد در مقایسه با سایر شاخصها دارای اهمیت کافی به عنوان معیار ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز نمیباشند. بنابراین، مطابق با نتایج آزمون آماری و تحلیل فازی، شش شاخص مذکور در ارزیابی نهایی و طراحی سیستم استنتاج فازی مورد استفاده قرار نگرفتهاند.
جدول-3: نتایج حاصل از تحلیل فازی پاسخ خبرگان نسبت به شاخصهای شناساییشده
شاخصهای شناسایی شده | میزان موافقت | میانگین فازی مثلثی | عدد قطعی | ||||||
خیلی کم | کم | متوسط | زیاد | خیلی زیاد | |||||
مرحله اکتشاف | وضعیت زمینشناسی | 0 | 0 | 1 | 6 | 7 | (94/0 , 86/0 , 65/0) | 929/0 | |
نوع تله نفتی یا گازی | 0 | 2 | 4 | 5 | 3 | (81/0 , 66/0 , 46/0) | 747/0 | ||
ابعاد تله نفتی یا گازی | 0 | 0 | 4 | 6 | 4 | (89/0 , 75/0 , 54/0) | 836/0 | ||
مقدار کلوژر ساختمانی | 0 | 0 | 6 | 6 | 2 | (85/0 , 68/0 , 47/0) | 773/0 | ||
ارتفاع ستون نفت یا گاز | 0 | 1 | 5 | 5 | 3 | (85/0 , 68/0 , 47/0) | 769/0 | ||
عمق دسترسی به هیدروکربور | 0 | 1 | 4 | 5 | 4 | (85/0 , 71/0 , 51/0) | 800/0 | ||
دسترسی به تکنولوژیهای نوین | 0 | 0 | 2 | 4 | 8 | (94/0 , 86/0 , 64/0) | 932/0 | ||
مؤلفهها | شاخصهای شناسایی شده | میزان موافقت | میانگین فازی مثلثی | عدد قطعی | |||||
خیلی کم | کم | متوسط | زیاد | خیلی زیاد | |||||
مرحله ارزیابی | حجم اطلاعات در دسترس | 0 | 0 | 0 | 12 | 2 | (91/0 , 79/0 , 62/0) | 859/0 | |
حجم نفت درجا | 0 | 1 | 1 | 7 | 5 | (89/0 , 79/0 , 59/0) | 860/0 | ||
حجم گاز درجا | 0 | 1 | 1 | 7 | 5 | (89/0 , 79/0 , 59/0) | 860/0 | ||
تعداد چاههای مورد نیاز حفاری | 0 | 0 | 5 | 4 | 5 | (88/0 , 75/0 , 53/0) | 838/0 | ||
محدودیت زمانی ارزیابی | 0 | 1 | 6 | 7 | 0 | (80/0 , 61/0 , 41/0) | 704/0 | ||
پیچیدگی مدل زمینشناسی | 0 | 0 | 2 | 8 | 4 | (91/0 , 79/0 , 59/0) | 864/0 | ||
ضریب بازیافت | 0 | 1 | 4 | 3 | 6 | (86/0 , 75/0 , 53/0) | 834/0 | ||
میزان تخلخل سنگ | 0 | 1 | 3 | 7 | 3 | (85/0 , 71/0 , 52/0) | 797/0 | ||
میزان اشباع نفت در سنگ | 0 | 1 | 3 | 7 | 3 | (85/0 , 71/0 , 52/0) | 797/0 | ||
نسبت N/G | 0 | 1 | 5 | 5 | 3 | (83/0 , 68/0 , 47/0) | 769/0 | ||
فشار مخزن | 0 | 1 | 1 | 8 | 4 | (88/0 , 77/0 , 58/0) | 843/0 | ||
تراوایی | 0 | 1 | 2 | 4 | 7 | (89/0 , 80/0 , 59/0) | 879/0 | ||
گرانروی | 0 | 1 | 5 | 7 | 1 | (82/0 , 64/0 , 45/0) | 735/0 | ||
حرارت | 0 | 8 | 4 | 1 | 1 | (58/0 , 41/0 , 23/0) | 499/0 | ||
گراویتی | 0 | 2 | 4 | 3 | 5 | (82/0 , 70/0 , 48/0) | 781/0 | ||
میزان اشباع آب | 0 | 1 | 2 | 7 | 4 | (87/0 , 75/0 , 56/0) | 829/0 | ||
مرحله توسعه | حجم نفت قابل برداشت | 0 | 0 | 3 | 6 | 5 | (90/0 , 79/0 , 58/0) | 867/0 | |
حجم گاز قابل برداشت | 0 | 0 | 3 | 6 | 5 | (90/0 , 79/0 , 58/0) | 867/0 | ||
نمودار تولید میدان | 0 | 2 | 4 | 5 | 3 | (81/0 , 66/0 , 46/0) | 747/0 | ||
آرایش چاههای مورد نیاز | 0 | 1 | 5 | 7 | 1 | (82/0 , 64/0 , 45/0) | 735/0 | ||
زمان حفاری هر چاه | 0 | 0 | 7 | 7 | 0 | (83/0 , 63/0 , 43/0) | 725/0 | ||
هزینههای عملیاتی | 0 | 1 | 0 | 12 | 1 | (87/0 , 73/0 , 58/0) | 806/0 | ||
به روز رسانی مدل مخزنی | 0 | 0 | 3 | 7 | 4 | (90/0 , 77/0 , 57/0) | 850/0 | ||
نگهداشت فشار مخزن | 0 | 0 | 1 | 11 | 2 | (90/0 , 77/0 , 60/0) | 845/0 | ||
تأسیسات سطحالارضی | آلودگی زیست محیطی | 0 | 0 | 4 | 6 | 4 | (89/0 , 75/0 , 54/0) | 836/0 | |
نشت گاز گوگرد و سیالات مضر | 0 | 0 | 3 | 8 | 3 | (89/0 , 75/0 , 54/0) | 836/0 | ||
خطای انسانی در مراحل طراحی، ساخت و نصب تأسیسات | 0 | 1 | 9 | 2 | 2 | (78/0 , 59/0 , 36/0) | 695/0 | ||
مقررات در خصوص مسایل سلامت، ایمنی و محیط زیست | 0 | 1 | 10 | 2 | 1 | (76/0 , 55/0 , 33/0) | 663/0 | ||
تاخیر در اجرای طرح | 0 | 0 | 6 | 6 | 2 | (85/0 , 68/0 , 47/0) | 773/0 | ||
توزیع خطوط لوله انتقال | 0 | 1 | 5 | 6 | 2 | (83/0 , 66/0 , 46/0) | 752/0 | ||
ادامۀ جدول-3: نتایج حاصل از تحلیل فازی پاسخ خبرگان نسبت به شاخصهای شناساییشده
شاخصها | مؤلفهها | میزان موافقت | میانگین فازی مثلثی | عدد قطعی | |||||
خیلی کم | کم | متوسط | زیاد | خیلی زیاد | |||||
نظام سیاسی و مقررات دولتی | نظام سیاسی و امنیت | 0 | 0 | 3 | 3 | 8 | (93/0 , 84/0 , 61/0) | 918/0 | |
تغییر در مقررات دولتی | 0 | 2 | 10 | 1 | 1 | (73/0 , 52/0 , 29/0) | 628/0 | ||
تغییردر استانداردهای محیطی | 0 | 1 | 10 | 2 | 1 | (76/0 , 55/0 , 33/0) | 663/0 | ||
ساختار نظام مالیاتی | 0 | 0 | 2 | 11 | 1 | (89/0 , 73/0 , 56/0) | 813/0 | ||
متغیرهای اقتصادی | قیمت جهانی نفت و گاز | 0 | 0 | 3 | 6 | 5 | (90/0 , 79/0 , 58/0) | 867/0 | |
نرخ تسعیر | 0 | 1 | 2 | 5 | 6 | (89/0 , 79/0 , 58/0) | 863/0 | ||
میزان تورم | 0 | 0 | 4 | 8 | 2 | (87/0 , 71/0 , 52/0) | 802/0 | ||
شرکاء | تداخل در اولویتهای فنی شرکت | 0 | 1 | 2 | 11 | 0 | (84/0 , 68/0 , 51/0) | 761/0 | |
تداخل علایق | 0 | 4 | 8 | 2 | 0 | (67/0 , 46/0 , 26/0) | 568/0 | ||
تفاوت در آراء و دیدگاهها | 0 | 1 | 4 | 7 | 2 | (84/0 , 68/0 , 49/0) | 766/0 | ||
عدم تعامل شرکاء | 0 | 1 | 0 | 8 | 5 | (90/0 , 80/0 , 62/0) | 874/0 | ||
5-2. طراحی مدل مفهومی
برای ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، ناگزیر به طراحی و معماری هفت سیستم استنتاج فازی فرعی و یک سیستم استنتاج فازی کلی هستیم، که هر سیستم استنتاج فازی فرعی نشاندهنده یکی از شاخصهای ارزیابی ریسک بوده و سیستم استنتاج فازی کلی نشاندهنده تجمیع هفت سیستم استنتاج فرعی جهت دستیابی به ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز میباشد. ورودیهای این سیستم در نرمافزار متلب تعریف شده، که در شکل-2 مدل شماتیک آن مشخص گردیده است:
· FIS8 : خروجی 8 : دارای هفت ورودی میباشد که عبارتند از:
o FIS1 : ورودی 1: ریسک مرحلۀ اکتشاف (دارای 7 ورودی و 1 خروجی)
o FIS2 : ورودی 2 : ریسک مرحلۀ ارزیابی (دارای 15 ورودی و 1 خروجی)
o FIS3 : ورودی 3 : ریسک مرحلۀ توسعه (دارای 8 ورودی و 1 خروجی)
o FIS4 : ورودی 4 : ریسک تأسیسات سطحالارضی (دارای 4 ورودی و 1 خروجی)
o FIS5 : ورودی 5 : ریسک نظام سیاسی و مقررات دولتی (دارای 2 ورودی و 1 خروجی)
o FIS6 : ورودی 6 : ریسک متغیرهای اقتصادی (دارای 3 ورودی و 1 خروجی)
o FIS7 : ورودی 7 : ریسک شرکاء (دارای 3 ورودی و 1 خروجی)
5-3. فازیسازی متغیرهای ورودی و خروجی
متغیرهای ورودی در سیستمهای استنتاج فازی فرعی، شاخصهای کلیدی برگزیده ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، و متغیرهای خروجی این سیستمها، ارزیابی ریسک هر یک مؤلفهها میباشد. همچنین، متغیرهای ورودی در سیستم استنتاج فازی کلی، مؤلفههای ریسک اکتشاف و توسعه، و متغیر خروجی، ارزیابی ریسک کلی اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز میباشد. جهت افرازبندی متغیرهای کلامی جهت فازیسازی تمامی متغیرهای ورودی و خروجی در سیستمهای استنتاج فرعی و اصلی از طیف 3 گزینهای و توابع فازی مثلثی و ذوزنقهای استفاده شده است. دلیل استفاده از این شکل از توابع به جای سایر توابع فازی، ﺳﺎدﮔﯽ اﯾﻦ ﺗﻮاﺑﻊ است ﮐﻪ با توجه به تعداد زیاد معیارهای ارزیابی و به تبع آن افزایش بسیار زیاد ﺗﻌﺪاد ﻗﻮاﻋﺪ ﻣﻨﻄﻘﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ، ﺗﺤﻠﯿﻞ دادهﻫﺎ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮي اﻧﺠﺎم میشود، و اﻧﻄﺒﺎق مناسبی ﺑﺎ ﻃﯿﻒ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه در ﻧﻈﺮﺳﻨﺠﯽ از ﺧﺒﺮﮔﺎن نیز دارد. در جدول-4، فازیسازی و پارامترهای توابع عضویت برای تمامی متغیرهای ورودی و خروجی در سیستمهای استنتاج فازی فرعی و اصلی مشخص گردیده است. همچنین، شکل-3 توابع عضویت شاخص ورودی وضعیت زمینشناسی را نیز نشان میدهد.
جدول-4: فازیسازی تمامی متغیرهای ورودی و خروجی در سیستمهای استنتاج فازی فرعی و اصلی
مؤلفهها | شاخصهای برگزیده | نوع شاخص | افرازبندی متغیرهای کلامی | اعداد فازی (شکل تابع عضویت؛ ذوزنقهای، مثلثی، ذوزنقهای) |
متغیرهای ورودی در سیستمهای استنتاج فازی فرعی | ||||
مرحله اکتشاف | وضعیت زمینشناسی | کیفی | ساده؛ نرمال؛ پیچیده | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) |
نوع تله نفتی یا گازی | کیفی | ساختار چینهای، ساختار ترکیبی، ساختار چینخوردگی تاقدیسی | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ابعاد تله نفتی یا گازی | کمی | کوچک، متوسط، بزرگ | (90، 70، 0، 0)؛ (260، 165، 70)؛ (500، 500، 260، 240) | |
مقدار کلوژر ساختمانی | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (200، 100، 0، 0)؛ (550، 325، 100)؛ (1000، 1000، 550، 450) | |
ارتفاع ستون نفت یا گاز | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
عمق دسترسی به هیدروکربور | کمی | کم عمق، عمق متوسط، عمق زیاد | (2600، 2400، 0، 0)؛ (5100، 3750، 2400)؛ (8000، 8000، 5100، 4900) | |
دسترسی به تکنولوژیهای نوین | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
مؤلفهها | شاخصهای برگزیده | نوع شاخص | افرازبندی متغیرهای کلامی | اعداد فازی (شکل تابع عضویت؛ ذوزنقهای، مثلثی، ذوزنقهای) |
مرحله ارزیابی | حجم اطلاعات در دسترس | کیفی | کم، متوسط، بزرگ | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) |
حجم نفت درجا | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (12، 6، 0، 0)؛ (30، 18، 6)؛ (80، 80، 30، 24) | |
حجم گاز درجا | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (9، 3، 0، 0)؛ (21، 12، 3)؛ (60، 60، 21، 16) | |
تعداد چاههای مورد نیاز حفاری | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
محدودیت زمانی ارزیابی | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
پیچیدگی مدل زمینشناسی | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ضریب بازیافت | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (30، 10، 0، 0)؛ (50، 30، 10)؛ (80، 80، 50، 30) | |
میزان تخلخل سنگ | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (9، 7، 0، 0)؛ (16، 5/11، 7)؛ (30، 30، 16، 14) | |
میزان اشباع نفت در سنگ | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
نسبت N/G | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
فشار مخزن | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (4000، 2000، 0، 0)؛ (8000، 5000 2000)؛ (1000، 1000، 8000، 6000) | |
تراوایی | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (40، 20، 0، 0)؛ (110، 65، 20)؛ (150، 150، 110، 90) | |
گرانروی | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (6، 4، 0، 0)؛ (16، 10، 4)؛ (20، 20، 16، 14) | |
گراویتی | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (30، 10، 0، 0)؛ (50، 30، 10)؛ (80، 80، 50، 30) | |
میزان اشباع آب | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (40، 20، 0، 0)؛ (70، 45، 20)؛ (90، 90، 70، 50) | |
مرحله توسعه | حجم نفت قابل برداشت | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (5، 3، 0، 0)؛ (22، 14، 3)؛ (40، 40، 25، 20) |
حجم گاز قابل برداشت | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (5، 3، 0، 0)؛ (22، 14، 3)؛ (40، 40، 25، 20) | |
نمودار تولید میدان | کمی | کم، متوسط، بزرگ | (60000، 30000، 0، 0)؛ (175000، 102500، 30000)؛ (800000، 800000، 175000، 155000) | |
آرایش چاههای مورد نیاز | کیفی | نامتناسب، قابل قبول، متناسب | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
زمان حفاری هر چاه | کیفی | نامتناسب، قابل قبول، متناسب | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
هزینههای عملیاتی | کیفی | نامتناسب، قابل قبول، متناسب | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
بهروزرسانی مدل مخزنی | کیفی | تصادفی، دورهای، پیوسته | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
نگهداشت فشار مخزن | کیفی | بدون تزریق، تزریق آب، تزریق گاز | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
تأسیسات سطحالارضی | آلودگی زیست محیطی | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) |
نشت گاز گوگرد و سیالات مضر | کیفی | کم، متوسط، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
تاخیر در اجرای طرح | کیفی | تأخیر کم، تأخیر قابلقبول، تأخیر زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
توزیع خطوط لوله انتقال | کیفی | توزیع کم، توزیع قابلقبول، توزیع گسترده | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
نظام سیاسی و مقررات دولتی | نظام سیاسی و امنیت | کیفی | نظام اقتدارگرا، نظام اقتدارگرا-دموکراسی ریاستی، نظام دموکراسی پارلمانی | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) |
ساختار نظام مالیاتی | کیفی | نظام مالیاتی با تغییر کم، نظام مالیاتی با تغییر قابلقبول، نظام مالیاتی با تغییر زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ادامۀ جدول-4: فازیسازی تمامی متغیرهای ورودی و خروجی در سیستمهای استنتاج فازی فرعی و اصلی
مؤلفهها | شاخصهای برگزیده | نوع شاخص | افرازبندی متغیرهای کلامی | اعداد فازی (شکل تابع عضویت؛ ذوزنقهای، مثلثی، ذوزنقهای) |
متغیرهای اقتصادی | قیمت جهانی نفت و گاز | کمی | کم، متوسط، زیاد | (40، 20، 0، 0)؛ (90، 55، 20)؛ (120، 120، 90، 70) |
نرخ تسعیر | کیفی | نوسان کم، نوسان قابلقبول، نوسان زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
میزان تورم | کیفی | کم، نرمال، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
شرکاء | تداخل در اولویتهای فنی شرکت | کیفی | کم، نرمال، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) |
تفاوت در آراء و دیدگاهها | کیفی | کم، نرمال، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
عدم تعامل شرکاء | کیفی | کم، نرمال، زیاد | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
متغیرهای خروجی در سیستمهای استنتاج فازی فرعی، و ورودی در سیستم استنتاج فازی کلی | ||||
ریسکهای اکتشاف و توسعۀ میاین نفت و گاز | ریسک مرحلۀ اکتشاف | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) |
ریسک مرحلۀ ارزیابی | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ریسک مرحلۀ توسعه | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ریسک تأسیسات سطحالارضی | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ریسک نظام سیاسی و مقررات دولتی | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ریسک متغیرهای اقتصادی | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
ریسک شرکاء | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
متغیر خروجی در سیستم استنتاج فازی کلی | ||||
ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز | کیفی | کمریسک، ریسک متوسط، پُرریسک | (5/0، 25/0، 0، 0)؛ (75/0، 5/0، 25/0)؛ (1، 1، 75/0، 5/0) | |
شکل-3: توابع عضویت زیر شاخص ورودی وضعیت زمینشناسی
5-4. تدوین قوانین استنتاج فازی
مهمترین بخش یک سیستم خبره، پایگاه دانش است که حاصل مجموعهای از قواعد تولید میباشد. این پایگاه قواعد، دربرگیرندۀ یک سری از قوانین منطقی اگر- آنگاه است که منجر به نگاشت متغیرهای ورودی به متغیر خروجی میگردد (اقبالی و همکاران، 2015). در این پژوهش جهت طراحی قوانین استنتاج از دانش خبرگان استفاده شده است. در اﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ، ﺑﺎ ﻣﺮاﺟﻌﻪ ﺑﻪ ﺧﺒﺮﮔﺎن در حوزه مطالعات بالادستی اکتشاف و تولید میادین نفت و گاز، از اﯾﺸﺎن در ﺧﺼﻮص میزان ﺗأﺛﯿﺮﮔﺬاري ﺷﺎﺧﺺﻫﺎي کلیدی برگزیده ﻧﻈﺮﺳﻨﺠﯽ ﺷﺪه، و از اﯾﺸﺎن ﺧﻮاﺳﺘﻪ ﺷﺪه ﮐﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻗﻮاﻋﺪ اﮔﺮ- آنگاه، درﺟﻪ ﺗأﺛﯿﺮات هر یک از ﺷﺎﺧﺺﻫﺎ را ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ورودي در ﺳﻪ ﺳﻄﺢ افرازبندی شده، بر ارزیابی ریسک مؤلفههای اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز، ﺑﯿﺎن ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ. در این مرحله، جهت تدوین پایگاه دانش حاصل از نظر خبرگان، تعیین توابع عضویت مثلثی و ذوزنقهای و همچنین، تعریف قواعد اگر- آنگاه از نرمافزار متلب استفاده شده است (شکل-4). در پژوهش حاضر جهت استنتاج فازی از روش ممدانی، و در مرحلۀ غیرفازیسازی نیز از روش مرکز جرم استفاده شده است. شکل-4، شمایی از قواعد اگر– آنگاه که در مرحله اکتساب دانش از خبرگان اخذ گردیده، و وارد نرمافزار شده را نشان میدهد.
شکل-4: شمایی از ﻗﻮاﻋﺪ اﮔﺮ -آﻧﮕﺎه ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﺒﺮه ﻓﺎزي در ﻧﺮماﻓﺰار ﻣﺘﻠﺐ
طبق نظرسنجی از خبرگان در مرحله اکتساب دانش و تعیین ترکیبات مختلف ورودیها و میزان وزن و تأثیر آنها بر خروجی، در مجموع تعداد 4932 قاعده اگر – آنگاه برای هشت سیستم فازی، تعیین گردید. ﺟﺪول-5، ﺗﻌﺪاد ﻗﻮاﻋﺪ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه در ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي اﺳﺘﻨﺘﺎج ﻓﺎزي فرعی و کلی تعیین شده در این تحقیق را نشان میدهد.
جدول-5: ﺗﻌﺪاد ﻗﻮاﻋﺪ ﻓﺎزي در ﺳﻴﺴﺘﻢهای اﺳﺘﻨﺘﺎج ﻓﺎزي تعیین شده در این تحقیق
مؤلفهها | تعداد شاخص | تعداد قواعد در مدل استنتاج فازی | |
سیستمهای فرعی | سیستم کلی | ||
مرحله اکتشاف | 7 | FIS1 : 243 | FIS8 : 2187 |
مرحله ارزیابی | 15 | FIS2 : 2187 | |
مرحله توسعه | 8 | FIS3 : 243 | |
تاسیسات سطحالارضی | 4 | FIS4 : 27 | |
نظام سیاسی و مقررات دولتی | 2 | FIS5 : 9 | |
متغیرهای اقتصادی | 3 | FIS6 : 9 | |
شرکاء | 3 | FIS7 : 27 | |
5-5. اعتباریابی سیستم خبره فازی طراحی شده
با توجه به هزینههای بالای حفر یک چاه اکتشافی یا تولیدی، لزوم طراحی یک سیستم خبره معتبر که با لحاظ نمودن پارامترهای مؤثر در شناسایی و ارزیابی دقیق ریسکهای موجود از کارایی مطلوبی برخوردار باشد، کمک شایایی در صرفهجویی منابع و انجام برنامهزیری دقیق از ابتدای مطالعات اکتشاف، تولید و توسعۀ میادین نفت و گاز خواهد داشت. بدین منظور جهت ارزیابی اعتبار سیستم طراحی شده، دادههای مربوط به یکی از میادین نفتی در جنوب کشور به عنوان ورودی در سیستم استنتاج فازی مورد ارزیابی قرار گرفت. اطلاعات مربوط به شاخصهای ارزیابی ریسکها از طریق بررسی اسناد و مدارک موجود و نظرات متخصصان در جدول-6 ارائه شده است. اطلاعات مربوط به شاخصها وارد سیستم
شکل-5: رابط نشاندهندۀ قوانین نهایی سیستم استنتاج فازی مربوط به ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز
خبره طراحی شده در نرمافزار متلب گردید که شمایی از ورود دادهها و متغیر خروجی مربوط به ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز در شکل-5 آمده است، که هر یک از سطوح نشاندهندۀ یک قاعدۀ فازی است. همچنین، هر ستون مربوط به یک مؤلفه ریسک است. ستون اول سمت چپ تا ستون ماقبل آخر نشاندهنـده توابع عضویت مربوط به ورودیهاست که قسمت آنگاه (فرض) قوانین را بیان میکند. ستون آخر، تابع عضویت متغیر خروجی که بیانگر قسمت آنگاه (نتیجه) قوانین است را نشان میدهد. بر اساس این دادهها و 2187 قاعده تعریف شده در سیستم کلی، ابتدا متغیر خروجی هر یک از سیستمهای استنتاج فازی فرعی محاسبه، و در پایان متغیر خروجی سیستم استنتاج فازی کلی با مقدار 239/0 که همان ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز است، استخراج گردید. با توجه به دامنه تعریف شده برای متغیر خروجی در محدودۀ کمریسک تا پُرریسک (بازۀ صفر تا یک)، سطح ریسک ارزیابی شده را میتوان ”کم“ در نظر گرفت.
جدول-6: دادههای مربوط به ﺷﺎﺧﺺﻫﺎي ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه یکی از میادین نفتی جنوب کشور
ردیف | مؤلفهها | شاخصهای برگزیده | میزان شاخص | ردیف | مؤلفهها | شاخصهای برگزیده | میزان شاخص |
1 | مرحله اکتشاف | وضعیت زمین شناسی | 3/0 | 23 | مرحله توسعه | حجم نفت قابل برداشت | 37 میلیارد بشکه |
2 | نوع تله نفتی یا گازی | 8/0 | 24 | حجم گاز قابل برداشت | --- | ||
3 | ابعاد تله نفتی یا گازی | 400Km2 | 25 | نمودار تولید میدان | 750000 بشکه | ||
4 | مقدار بستگی ساختمانی | 600 متر | 26 | آرایش چاههای مورد نیاز | 85/0 | ||
5 | ارتفاع ستون نفت یا گاز | 5/0 | 27 | زمان حفاری هر چاه | 8/0 | ||
6 | عمق دسترسی به هیدروکربور | 2500 m | 28 | هزینههای عملیاتی | 5/0 | ||
7 | دسترسی به تکنولوژی های نوین | 6/0 | 29 | بهروزرسانی مدل مخزنی | 8/0 | ||
8 | مرحله ارزیابی | حجم اطلاعات در دسترس | 85/0 | 30 | نگهداشت فشار مخزن | 65/0 | |
9 | حجم نفت درجا | 65 میلیارد بشکه | 31 | تاسیسات سطحالارضی | آلودگی زیست محیطی | 45/0 | |
10 | حجم گاز درجا | --- | 32 | نشت گاز گوگرد و سیالات مضر | 45/0 | ||
11 | تعداد چاههای مورد نیاز حفاری | 85/0 | 33 | تاخیر در اجرای طرح | 35/0 | ||
12 | محدودیت زمانی ارزیابی | 5/0 | 34 | توزیع خطوط لوله انتقال | 6/0 | ||
13 | پیچیدگی مدل زمین شناسی | 3/0 | 35 | سیاسی/دولتی | نظام سیاسی و امنیت | 75/0 | |
14 | ضریب بازیافت | 37% | 36 | ساختار نظام مالیاتی | 5/0 | ||
15 | میزان تخلخل سنگ | 18% | 37 | اقتصادی | قیمت جهانی نفت و گاز | 70 دلار | |
16 | میزان اشباع نفت در سنگ | 75/0 | 38 | نرخ تسعیر | 75/0 | ||
17 | نسبت N/G | 75/0 | 39 | میزان تورم | 75/0 | ||
18 | فشار مخزن | 5900 psi | 40 | شرکاء | تداخل در اولویت های فنی شرکت | 3/0 | |
19 | تراوایی | 100 md | 41 | تفاوت در آراء و دیدگاهها | 65/0 | ||
20 | گرانروی | 5/1 cp | 42 | عدم تعامل شرکاء | 3/0 | ||
21 | گراویتی (API) | 33 |
|
|
|
| |
22 | میزان اشباع آب | 25 |
|
|
|
|
در ادامه، به منظور اعتبارسنجی سیستم خبره طراحی شده، از خبرگان خواسته شد بر اساس ورودیهای مربوط به میدان نفتی برگزیده در جنوب کشور، میزان ریسک اکتشاف و توسعۀ این میدان نفتی را پیشبینی نمایند. سپس، در جدول-7 با استفاده از شاخص میانگین مجذورات خطاها نسبت به مقایسه دادههای حاصله و اعتباریابی سیستم اقدام گردید. طبق نتایج حاصله در جدول-7، ریسک اکتشاف و توسعۀ میدان نفتی انتخابی از منظر خبرگان در سطح کم ریسک (2743/0) قرار دارد، که این مقدار بسیار نزدیک به پیشبینی انجام شده توسط خروجی سیستم خبره فازی کلی، یعنی، مقدار 2394/0 میباشد. لذا، وجود تنها یک اختلاف ناچیز معادل 0349/0 بین نتیجه ارزیابی توسط خبرگان و خروجی سیستم استنتاج فازی، نشانگر آنست که سیستم خبره طراحی شده جهت ارزیابی ریسک از دقت بالا و کارایی مطلوبی برخوردار است، چرا که نظرات سیستم و خبرگان بسیار به یکدیگر نزدیک بوده و این شباهت مبین اعتبار مناسب سیستم استنتاج فازی در ارزیابی ریسک میباشد. همچنین، مقدار شاخص میانگین مجذورات خطاها برابر 00467/0 است، که با توجه به دامنۀ اندازهگیری صفر تا یک برای ارزیابی ریسک، بسیار مطلوب میباشد. در نتیجه، طبق شاخص مذکور هم میتوان نسبت به کارکرد سیستم خبره فازی طراحی شده در ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز اطمینان حاصل نمود.
جدول-7: مقایسه خروجی سیستم خبره FIS8 با پیشبینی خبرگان و محاسبه خطا
شماره خبره | پیشبینی خبره از متغیر خروجی | خروجی سیستم خبره | خطا | مجذور خطا |
1 | 2500/0 | 2394/0 | 0106/0 | 00011/0 |
2 | 2800/0 | 2394/0 | 0406/0 | 00165/0 |
3 | 2200/0 | 2394/0 | 0194/0- | 00038/0 |
4 | 2500/0 | 2394/0 | 0106/0 | 00011/0 |
5 | 2200/0 | 2394/0 | 0194/0- | 00038/0 |
6 | 2500/0 | 2394/0 | 0106/0 | 00011/0 |
7 | 2500/0 | 2394/0 | 0106/0 | 00011/0 |
8 | 2500/0 | 2394/0 | 0106/0 | 00011/0 |
9 | 2000/0 | 2394/0 | 0394/0- | 00155/0 |
10 | 3000/0 | 2394/0 | 0606/0 | 00367/0 |
11 | 2500/0 | 2394/0 | 0106/0 | 00011/0 |
12 | 3500/0 | 2394/0 | 1106/0 | 01223/0 |
13 | 4200/0 | 2394/0 | 1806/0 | 03262/0 |
14 | 3500/0 | 2394/0 | 1106/0 | 01223/0 |
میانگین | 2743/0 | 2394/0 | -- | -- |
00467/0 = میانگین مجذور خطاها (MSE) 06538/0= مجموع مجذور خطاها (SSE) | ||||
6. نتیجهگیری
فعالیتهای اکتشاف و تولید نفت و گاز، یکی از پرُریسکترین کسبوکارها به شمار میروند (منصوریان، 1394). به عبارتی، تصمیمات سرمایهگذاری در این حوزه، نه صرفاً به علت میزان سرمایهگذاری بالا، بلکه به علت گستردگی و شدت نسبتاً بالای ریسکها در فعالیتهای اکتشاف و تولید نفت و گاز به راحتی امکانپذیر نبوده، و لزوم استفاده از کاربردهای فنآوری اطلاعات در این حوزه جهت مدیریت بهینۀ ریسکهای موجود، بیش از سایر حوزهها احساس میگردد. لذا، پژوهش حاضر به الهام از علم هوش مصنوعی و با هدف طراحی یک سیستم خبره جهت ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز بر پایه سیستمهای مبتنی بر منطق فازی پایهریزی گردیده است. برای تحقق این هدف، سعی گردید یک سیستم استنتاج فازی جهت ارزیابی شاخصهای کلیدی در ارزیابی ریسک مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، به منظور شناسایی انواع ریسکها و شاخصهای مربوطه به مطالعۀ گسترده ادبیات موضوع پرداخته و ورودیهای سیستم که همان شاخصهای ارزیابی ریسک بوده، استخراج گردید. طبقهبندیهای متعددی در زمینۀ ریسک اکتشاف و توسعۀ میادین نفت و گاز معرفی شدهاند، که از بین آنها مطابق با نظر خبرگان، یک دستهبندی 7 طبقهای جهت تفکیک ریسکها انتخاب گردید، شامل؛ مرحله اکتشاف، مرحله ارزیابی، مرحله توسعه، تاسیسات سطحالارضی، نظام سیاسی و مقررات دولتی، متغیرهای اقتصادی و شرکاء. همچنین، طبق بررسی منابع و نظرات خبرگان، 48 شاخص مرتبط با هر یک از این طبقات نیز استخراج گردید، که بر مبنای آزمون تی و عدد قطعی حاصل از معیار مینکوفسیکی که بیانگر شدت موافقت خبرگان با هر یک از شاخصهاست، از مجموع 48 شاخص ابتدایی، شش زیر شاخص میزان حرارت، خطای انسانی در مراحل طراحی، ساخت و نصب تأسیسات، مقررات در خصوص مسایل سلامت، ایمنی و محیط زیست، تغییر در مقررات دولتی، تغییر در استانداردهای محیطی و تداخل علایق در مقایسه با سایر شاخصها از اهمیت کافی برخوردار نبوده، و در ارزیابی نهایی و طراحی سیستم استنتاج فازی مورد استفاده قرار نگرفتند. پس از طراحی سیستم خبره در قالب هفت مؤلفۀ کلی به عنوان ورودی و یک متغیر خروجی با نام ارزیابی ریسک اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز، قواعد تولید (اگر- آنگاه) مطابق نظر 14 نفر از خبرگان متخصص و فعال در بخشهای مرتبط در شرکت ملی نفت ایران، تدوین و وارد پایگاه دانش سیستم گردید. در این پژوهش، در مجموع تعداد 4932 قاعده برای هشت سیستم استنتاج فازی FIS1) تا (FIS8 مورد استفاده قرار گرفته است.
پس از تکمیل فرآیند طراحی سیستم خبره فازی در نرمافزار، اعتبار و کارایی سیستم مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور با استفاده از شاخص میانگین مجذورات خطاها بر مبنای نظرات خبرگان، ﮐﺎرﮐﺮد ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﺒﺮه ﻓﺎزي ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪه ﻣﻮرد اﻋﺘﺒﺎرﺳﻨﺠﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓت، که ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ذﻫﻨﯽ ﺧﺒﺮﮔﺎن در این زمینه، ﺑﺴﯿﺎر ﻧﺰدﯾﮏ ﺑﻪ ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﺒﺮه ﻓﺎزي ﺑﺮ اﺳﺎس دادهﻫﺎي ورودي یک میدان نفتی در جنوب کشور بود. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ، اﯾﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ خبره کارایی ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ داﺷﺘﻪ و ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ اﺟﺮاء در اﻧﻮاع ﭘﺮوژهﻫﺎي اکتشاف و توسعه میادین نفت و گاز را دارا میباشد.
با توجه به ریسک بالای پروژههای اکتشاف و توسعه منابع نفت و گاز، پیشنهاد میگردد تاسیس واحدی به نام مدیریت و ارزیابی ریسک در هر یک از مجموعههای مرتبط در این زمینه به عنوان پیشنیاز و اولویت اصلی انجام چنین قراردادهایی در سرلوحه کار مدیران قرار گیرد. همچنین برای تحقیقات آتی نیز، پیشنهاد میگردد ضمن توسعۀ کمّی شاخصها، و در صورت امکان انطباق آنها با موارد عینی و ثبت شده در میادین نفت و گاز سایر کشورها، سیستمهای خبره جامعتری در حوزۀ میادین نفت و گاز طراحی گردند.
منابع
1. ابطحی فروشانی، سیدتقی؛ نیکبختی، فاطمه. (1393). طبقهبندی انواع ریسکها در توسعهی میادین نفت و گاز. ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، شمارۀ 112، صص 40-45.
2. آذر، عادل؛ بختیاری، حسین. (1395). طراحی سیستم خبره فازی برای امکانسنجی سبز پروژههای صنعتی (مورد مطالعه: صنعت نفت). نشریۀ بهبود مدیریت، دورۀ 10، شمارۀ 2، صص 5-32.
3. باقری، سجاد؛ لطفی، محمدرضا. (1395). الگویی جهت اجرای فرآیند مدیریت ریسک در پروژههای نفتی با بهرهگیری از استاندارد PMBOK. فصلنامه مدیریت استاندارد و کیفیت، دورۀ 6، شمارۀ 19، صص 41-52.
4. جعفری اسکندی، میثم؛ بهرامی، جواد. (1395). سیستم خبرهی فازی برای تعیین هزینههای اقتضایی (پیش آیندی) پروژههای نفت و گاز توسط رگرسیون خطی و منطق فازی (مطالعهی موردی: ناحیهی-C از پروژهی توسعهی فازهای 17 و 18 میدان گازی پارس جنوبی). ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، شمارۀ 134، صص 30-21.
5. حرمتی، علی؛ رشیدی، آیدین. (1396). شناسایی و ارزیابی ریسکهای مهندسی پروژههای صنعت نفت و گاز. بیست و چهارمین همایش ملی بیمه و توسعه، تهران، ایران.
6. خدیور، آمنه؛ نصری نصرآبادی، شهره؛ فلاح، الهام. (1393). طراحی سیستم خبره فازی جهت انتخاب استراتژی مدیریت دانش. پژوهشنامۀ پردازش و مدیریت اطلاعات، دورۀ 30، شمارۀ 1، صص 91-119.
7. رضایی، محمدرضا. (1390). زمینشناسی نفت. چاپ علوی، چاپ پنجم، تهران، ایران.
8. شمس کیا، ناصر؛ قویدل دارستانی، آرش. (1399). تحلیل ریسک در پروژههای خطوط لوله انتقال گاز استان گیان با رویکرد حفاظت و اثرات زیست محیطی. دو فصلنامه مدیریت بحران، دورۀ 9، شمارۀ ویژه نامه هفته پدافند غیرعامل، صص 57-66.
9. شمسمجد، رضا؛ مرتهب، محمدمهدی. (1386). ارایه الگویی جهت بررسی و مدیریت ریسک در قـراردادهای EPC. فصلنامه مدیریت پروژه، شمارۀ 5، صص 2-14.
10. عالم تبریز، اکبر؛ حمزهای، احسان. (1390). ارزیابی و تحلیل ریسکهای پروژه با استفاده از رویکرد تلفیقی مدیریت ریسک استاندارد PMBOK و تکنیک RFMEA. مطالعات مدیریت صنعتی، دورۀ 9، شمارۀ 23، صص 1-19.
11. عسکری، محمدمهدی؛ صادقی شاهدانی، مهدی؛ سیفلو، سجاد. (1395). شناسایی و اولویتبندی ریسکهای پروژههای بالادستی نفت وگاز در ایران با استفاده از قالب ساختار شکست ریسک (RBS) و تکنیک تاپسیس(TOPSIS) . پژوهشها و سیاستهای اقتصادی، دورۀ 24، شمارۀ 78، صص 57-96.
12. فتحی بیرانوند، امین. (1396). مدیریت ریسک پروژ. سومین کنفرانس سالانه پژوهش های معماری، شهرسازی و مدیریت شهری، شیراز، ایران.
13. کاشانی، جواد. (1387). وضعیت حقوقی منابع نفت و گاز واقع در مرز بین کشورها. مجله حقوقی بینالملل، دورۀ 25، شمارۀ 39، صص 165-219.
14. کریمی، مجتبی. (1395). طرح توسعهی یک میدان نفتی مبتنی بر راهبرد فنآورانه. ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، شمارۀ 136، صص 11-15.
15. متاله، مهدی؛ محمدیفرد، محمد؛ موسوی، سیدجلال؛ کمالی، محمدهاشم. (1391). ساخت مدل استاتیک و دینامیک یکی از میادین نفتی خلیج فارس. ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، شمارۀ 94، صص 60-65.
16. منصوریان، تالین. (1394). ارزیابی ریسک در تصمیمگیری سرمایهگذاری در پروژههای بالادستی نفت و گاز. ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، شمارۀ 127، صص 17-23.
17. منظور، داود؛ نیاکان، لیلی. (1391). مدیریت ریسک در صنعت نفت و گاز کشور؛ ضرورتها و ابزارها. نشریۀ انرژی ایران، دورۀ 15، شمارۀ 1، صص 1-18.
18. مؤمنیراد، احمد؛ مداحینسب، مصطفی. (1395). بیمه ریسکهای موجود در پروژههای نفتی. مطالعات حقوق انرژی، ، دورۀ 2، شمارۀ 1، صص 145-166.
19. نیکجو، محمود (مترجم). (1384). ارزیابی ریسک در اکتشاف ذخایر هیدروکربنی (قسمت اول و پایانی). ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز، شمارۀ 26 و 27، صص 22-24، 15-17.
20. هاتفی، محمدعلی؛ وهابی، محمدمهدی. (1397). استراتژیهای راهبری پروژههای نفت و گاز، مبتنی بر حوزههای دانش مدیریت پروژه. پژوهشهای مدیریت راهبردی، دورۀ 24، شمارۀ 69، صص 35-55.
21. رئیسی وانانی، ایمان؛ تقوا، محمدرضا؛ امیرعشایری، دلنیا. (1397). طراحی سیستم استنتاج فازی برای ارزیابی عملرد سیستم مدیریت دانش در صنعت توسعۀ نرمافزار. مطالعات مدیریت فناوری اطلاعات، دورۀ 6، شمارۀ 24، صص 5-36.
22. Chang, Y., Dou, H., Chen, Ch., Wang, X., & Liu, K. (2006). An Innovative Method: Risk Assessment for Exploration and Development of Oil and Gas. SPE Eastern Regional Meeting, Canton, Ohio, USA.
23. Eghbali, S., Ayatollahi, S., & BozorgmehryBoozarjomehry, R. (2015). New expert system for enhanced oil recovery screening in non-fractured oil reservoirs. Fuzzy Sets and Systems, Vol. 293, Issue C, pp. 80-94.
24. Gharbi, R.B.C. (2005). Application of an expert system to optimize reservoir performance. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 49, Issue 3-4, pp. 261-273.
25. Gharbi, R.B.C., & Mansoori, G.A. (2005). An introduction to artificial intelligence applications in petroleum exploration and production. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 49, Issue 3-4, pp. 93-96.
26. Janulevicius, J., & Cenys, A. (2014). Development of a Risk Assessment Model for IT Risk Self-Assessment Expert System for SMEs. International Journal of Computer and Communication Engineering, Vol. 3, No. 4, pp. 306-309.
27. Lenkova, O.V. (2018). Risk management of Oil and Gas Company in terms of strategic transformations. Revista ESPACIOS, Vol. 39, No. 6, pp. 30-41.
28. Okwu, M.O., Nwachukwu, A.N. (2019). A review of fuzzy logic applications in petroleum exploration, production and distribution operations. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, Vol. 9, pp. 1555-1568.
29. Roisenberg, M., Schoeninger, C., & Silva, R.R.D (2009). A hybrid fuzzy-probabilistic system for risk analysis in petroleum exploration prospects. Expert Systems with Applications, Vol. 36, Issue 3, Part 2, pp. 6282-6294.
30. Suslick, S.B., Schiozer, D.J., & Rodriguez, M.R. (2009). Uncertainty and Risk Analysis in Petroleum Exploration and Production. TERRÆ, Vol. 6, No. 1, pp. 30-41.
31. Yanting, Z., & Liyun, X. (2011). Research on Risk Management of Petroleum Operations. Energy Procedia, Vol. 5, pp. 2330-2334.
32. Zhai Y., Shen L., & Yang L. (2018). Risk Analysis of Exploration and Development in Oil and Gas Enrichment Area Based on Economic Benefit Analysis. Chemical Engineering Transactions, Vol. 71, pp. 631-636.
33. Zhang, K. (2012). Strategic replacement situation and outlook of china oil-gas production area. Petroleum Exploration and Development, Vol. 39, Issue 5, pp. 547-559.
34. Schiozer, D. J. & Ligero, E. L. (2004). Risk Assessment for Reservoir Development under Uncertainty. ABCM, Vol. XXVI, No. 2, pp. 213-217.
35. Rejda, G.E., McNamara, M.J., & Rabel, W.H. (2022). Principles of Risk Management and Insurance, 14th Edition. Pearson Education, United States.
36. Ghallab, S.A., Badr, N., Salem, A.B. & Tolba, M.F. (2013). A fuzzy expert system for petroleum prediction. WSEAS, Croatia, Vol. 2, pp.77-82
[1] استادیار گروه مدیریت، دانشگاه پیام نور، ص.پ. 19395-4697، تهران، ایران (نویسنده مسؤل)
آدرس پست الکترونیکی: vazirigohar@pnu.ac.ir
[2] دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت، دانشگاه پیام نور
[3] Zhai, et al.
[4] Zhang
[5] Upstream Contracts
[6] Yanting & Liyun
[7] Schiozer & Ligero
[8] Expert System
[9] Roisenberg, et al.
[10] Okwu & Nwachukwu
[11] Artificial Intelligence
[12] Hansel & Cohen
[13] Rejda, et al.
[14] Project Management Body of Knowledge (PMBOK)
[15] Chang, et al.
[16] Probability of occurrence
[17] Severity
[18] Lenkova
[19] Socio-economic risks
[20] Environmental risks
[21] Scientific and technical risks
[22] Risks of production activity
[23] Risks of the enterprise's support activity
[24] Risks of the reproductive sphere
[25] Risks in the sphere of circulation
[26] Risks in the management sphere
[27] Social environment risk
[28] Natural environment and Resources risk
[29] Technology and Management risk
[30] Yanting & Liyun
[31] Climatic risk
[32] Geologic risk
[33] Exploration risk
[34] Development risk
[35] Construction risk
[36] Human resource risk
[37] Organization risk
[38] Operating equipment risk
[39] Dispute risk
[40] Environmental protection risk
[41] Financial risk
[42] Market risk
[43] Economic policy risk
[44] Exploration Phase
[45] Evaluation Phase
[46] Development Phase
[47] Surface Facilities
[48] Political Structure and Government Regulations
[49] Economic Variables
[50] Partners
[51] Failure Mode And Effects Analysis (FMEA)
[52] Analytical Hierarchy Process (AHP)
[53] Risk Priority Number (RPN)
[54] Practice Standard For Project Risk Management
[55] Master Development Plan (MDP)
[56] Okwu & Nwachukwu
[57] Lenkova
[58] Eghbali, et al.
[59] Enhanced Oil Recovery (EOR)
[60] Janulevičius & Čenys
[61] Ghallab, et al.
[62] Yanting & Liyun
[63] Suslick, et al.
[64] Roisenberg, et al.
[65] Chang, et al.
[66] Gharbi
[67] Gharbi & Mansoori
[68] Knowledgebase
[69] Inference engine
[70] User interface
[71] Antecedent
[72] Precedent
[73] MATLAB
[74] Linguistic Variable
[75] T-Student
[76] SPSS
[77] Minkowski
