Optimering av olje- og gassproduksjon fra flere reservoarer under usikkerhet

Abstract

Oppgaven sammenlikner to strategier for hvordan en kan optimere olje- og gassproduksjonen fra flere reservoarer som deler et prosesseringsanlegg. Oljeproduksjonen i hver periode beskrives ved en differenslikning som inneholder usikre parametre, og forholdet mellom olje- og gassproduksjonen modelleres ved en funksjon som avhenger av kumulativ oljeproduksjon. I begynnelsen av hver periode tildeles produksjonskvoter til hvert reservoar. Summen av kvotene må ikke overskride den totale prosesseringskapasiteten. Ettersom produksjonen foregår, får en mer informasjon om de usikre parametrene, og fordelingene til parametrene må oppdateres.

For å løse optimeringsproblemet ser vi på to ulike strategier; en kortsiktig og en langsiktig produksjonsstrategi. Den kortsiktige strategien søker å maksimere den forventede produksjonen i hver periode, mens den langsiktige strategien minimerer restproduksjonen. De to strategiene gir svært ulike prioriteringer av reservoarene, og den totale produksjonen påvirkes av dette.

I første del av oppgaven antar vi at reservoarene kun inneholder olje. I neste del optimerer vi oljeproduksjonen når reservoarene inneholder både olje og gass. Til slutt optimerer vi samlet olje- og gassproduksjon, hvor gassproduksjonen regnes i oljeekvivalenter.

The thesis compares two strategies for optimizing oil and gas production from multiple reservoirs sharing a processing facility. The oil production in each period is described by a difference equation containing uncertain parameters, and the ratio between oil and gas production is modelled by a function depening on cumulative oil production. At the beginning of each period production quotas are allocated to each reservoir. The sum of the quotas must not exceed the total processing capacity. As the production proceeds, information about the uncertain parameters is gained, and the distributions of the parameters must to be updated.

To solve the optimization problem, we look at two different strategies: a short-term and a long-term production strategy. The short-term strategy seeks to maximize the expected production in each period, while the long-term strategy minimizes the residual production. The two strategies give very different priorities of the reservoirs, and the total production is affected by this.

In the first part of the thesis, we assume that the reservoirs contain only oil. In the next section we optimize oil production when the reservoirs contain both oil and gas. Finally, we optimize the total oil and gas production, where the gas production is measured in oil equivalents.