نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، اقتصاد نفت و گاز، دانشگاه علامه طباطبایی، تهران، ایران

2 استاد، گروه اقتصاد، دانشکده اقتصاد دانشگاه علامه طباطبایی، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه اقتصاد انرژی، دانشکده اقتصاد دانشگاه علامه طباطبایی، تهران، ایران

4 استادیار و عضو هیئت علمی مؤسسه مطالعات بین‌المللی انرژی، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه برآوردِ مسیر بهینه تولید از میدان نفتی یادآوران و عملیات حفاری آن که به‌دلیل مجاورت با کشور عراق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، با استفاده از داده‌های واقعی میدان و به‌وسیله الگوریتم SQP توسط نرم‌افزار متلب بررسی شده‌است. ابتدا تابع هدف، قیود هر مدل قراردادی، و هزینه تعریف شده و بر پایه‌ داده‌های میدان بیان شده‌اند. برای تابع هدف، قیمت نفت بر اساس سناریوی قیمتی مرجع و با تکیه بر پیش‌بینی اداره اطلاعات انرژی آمریکا (EIA) تعین شده‌است. تابع هزینه نیز بر اساس مدل کائو و همکاران (2009) تعریف شده با استناد به داده‌های میدان و نیز اطلاعات تاریخی میدان (دوره توسعه فاز یک) با هدف کاربستِ آن برای میدان یادآوران تعدیل شده است. در نهایت مدل‌های قراردادی تصریح‌شده به‌وسیله الگوریتم SQP توسط نرم‌افزار متلب حل گردید. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که کارآمدترین قراردادهای نفتی قراردادهای نفتی ایران با کف هزینه سرمایه‌ای کم و بدون هیچ محدودیت تعداد چاه‌های حفرشده است. در این پژوهش اثبات گردید که قرارداد بیع متقابل با سقف هزینه سرمایه‌ای غیر مناسب با ضریب بازیافت میدان کمترین کارآمدی را ثبت کرده است. همچنین اضافه‌نمودنِ قید تعداد چاه‌های حفرشده بیش از حد مناسب به کارآمدی قرارداد نفتی ایران لطمه می‌زند. تعیین کف هزینه سرمایه‌ای بالا نیز باعث می‌شود که کارآمدی قراداد نفتی ایران کاهش یابد. به‌هرحال قرارداد نفتی ایران می‌تواند جایگزین مناسبی برای قرارداد بیع متقابل باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Production Sharing, Buyback, and Iranian Petroleum Contracts on the Optimal Production and Drilling Paths of Yadavaran Field: A Dynamic Optimization Approach

نویسندگان [English]

  • KHALED ALJOMAA 1
  • Teimor Mohammadi 2
  • Atefeh Taklif 3
  • Touraj Dehghani 4

1 Ph.D. Student in Oil and Gas Economics, Allameh Tabataba'i University, Tehran, Iran.

2 Professor, Department of Economics, Faculty of Economics, Allameh Tabataba'i University, Tehran, Iran

3 Associate Professor, Department of Energy Economics, Faculty of Economics, Allameh Tabataba'i University, Tehran, Iran.

4 Assistant Professor and Faculty Member of the Institute for International Energy Studies (IIES), Tehran, Iran.

چکیده [English]

The purpose of this study is to compare the economic efficiency of Iran's petroleum contracts, buyback contracts, and production-sharing contracts. This study also determined the optimum path for production and drilling operations in the Yadavaran oil field which has special importance because it is a joint field with Iraq. It was estimated using real field data and the SQP algorithm by MATLAB software. First, the objective function, the constraints of each contract model, and the cost function are defined and expressed based on field data. For the objective function, the oil price is determined based on the reference price scenario and based on the forecast of the US Energy Information Administration (EIA). Cao et al (2009) 's cost function model is also modified by using historical field data (first development phase data) to be applied to the study field. The results show that the most efficient oil contract is the Iran petroleum contract, with a low floor for capital costs and no limit to the number of drilled wells. it was proved that the buyback contract with the ceiling of capital costs incompatible with the recovery coefficient has recorded the lowest efficiency. Also, the Iran petroleum contract can be a good alternative to the buyback contract, because it can well solve the problems of the buyback contract, especially for joint oil fields where the priority of the objective function of the maximum cumulative production over the objective function of the maximum present value of the total profit is more desirable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iran Petroleum Contract
  • Buyback Contract
  • Production Sharing Contract
  • Dynamic Optimization
  • Efficiency
  • Joint Oil Field
امامی میبدی، علی؛ ارباب، حمیدرضا و علیخانی، فرخ. (1397). مدل‌سازی سناریوی بهینه فنی ـ اقتصادی تولید گاز در فازهای منتخب میدان گازی پارس جنوبی با استفاده از روش برنامه‌ریزی پویا، فصلنامه پژوهش‌های سیاست‌گذاری و برنامه‌ریزی انرژی، پاییز 1397، سال چهارم، شماره 12،صفحات 76-47.
امامی میبدی، علی؛ حسینی، سیدمهدی؛ ابراهیمی، محسن؛ سوری، علی و حاجی میرزایی، سیدمحمدعلی. (1395). بررسی مسیر بهینه بهره‌برداری اقتصادی از مخازن نفتی با استفاده از قراردادهای خدماتی بیع متقابل ـ مطالعه موردی یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران. فصلنامه پژوهش‌ها و سیاست‌های اقتصادی، بهار 1395، سال بیست و چهارم، شماره 77، صفحات 94-63.
حاجی میرزایی، سیدمحمدعلی؛ امامی میبدی، علی؛ ابراهیمی، محسن؛ سوری، علی و پاشاکلایی، وحید قربانی. (1395). مسیر بهینه استخراج از مخازن نفتی با وجود به‌کارگیری چارچوب قراردادی بیع متقابل (مطالعه موردی یکی از میادین نفتی در حال بهره‌برداری ایران در خلیج فارس). فصلنامه تحقیقات مدلسازی اقتصادی، تابستان 1395، شماره24.
خورسندی، مهدی؛ تکلیف، عاطفه؛ فریدزاد، علی؛ طاهری‌فرد، علی و صابری، علی. (1397). محاسبه مسیر بهینه استخراج نفت در قرارداد مشارکت در تولید و مقایسه آن با تولید قراردادی قرارداد بیع متقابل. پژوهشنامه اقتصاد انرژی ایران، تابستان 1397، سال هفتم، شماره 27، صفحات 75-31.
درخشان، مسعود. (1393)، قراردادهای نفتی از منظر تولید صیانتی و ازدیاد برداشت: رویکرد اقتصاد مقاومتی، دو فصلنامه مطالعات اقتصاد اسلامی، سال ششم، شماره 2، پاپیز 12، بهار و تابستان، صفحات 52-7.
دیباوند، هادی؛ طاهری‌فرد، علی؛ فریدزاد، علی؛ تکلیف، عاطفه و بحرالعلوم، محمدمهدی. (1397). مقایسه ابعاد مالی قراردادهای جدید نفتی ایران(آی پی سی) و بیع متقابل: مطالعه موردی فازهای 4 و 5 میدان گازی پارس جنوبی. پژوهشنامه اقتصاد انرژی ایران، بهار 1397، سال هفتم، شماره 26، صفحات 77-51.
ذوالنور، سیدحسین و متین، سعید. (1395). بهینه‌یابی مسیر تولید نفت ایران: یک مدل کنترل بهینه برنامه‌ریزی پویا، فصلنامه علمی ـ پژوهشی برنامه‌ریزی و بودجه. زمستان 1394، سال بیستم، شماره 4، صفحات 136-107.
شکری، پوریا؛ فریدزاد، علی؛ تکلیف، عاطفه و دهقانی، تورج. (1396). برآورد مسیر بهینه تولید میدان نفتی آزادگان جنوبی با تأکید بر تولید صیانتی براساس الگوریتم تکاملی بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO). پژوهشنامه اقتصاد انرژی ایران، بهار 1396، سال ششم، شماره 22، صفحات 108-75.
صابری، علی؛ تکلیف، عاطفه؛ خورسندی، مهدی و طاهری‌فرد، علی. (1396). بررسی اثر نسبت بازپرداخت سالانه مخارج سرمایه‌ای بر مسیر بهینه تولید نفت و عایدی طرفین قرارداد مشارکت در تولید. فصلنامه پژوهش‌های سیاست‌گذاری و برنامه‌ریزی انرژی، زمستان 1396، سال سوم، شماره 9، صفحات 112-75.
صاحب‌هنر، حامد. (1396). تحلیل مقایسه‌ای مسیر بهینه تولید نفت در چارچوب قراردادهای نفتی ایران (IPC) و قراردادهای مشارکت در تولید (PSC) با استفاده از مدل پویای تصادفی. رساله دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد.
طاهری‌فرد، علی. (1393). بهینه‌سازی پویای تولید نفت خام در یک مدل تصادفی و مقایسه آن با تولید نفت در چارچوب قرارداد بیع متقابل. رساله دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد.
عسگری، محمدمهدی؛ شیریجیان، محمد و طاهری‌فرد، علی. (1394). تحلیل ساختاری مقایسه سطوح بهینه سرمایه‌گذاری و تولید نفت در قراردادهای بالادستی بیع متقابل، مشارکت در تولید و قرارداد نفتی ایران. فصلنامه پژوهشنامه اقتصادی، پاییز 1394، سال پانزدهم، شماره 58، صفحات 158-111.
قربانی پاشاکلایی، وحید؛ خورسندی، مرتضی؛ محمدی، تیمور؛ خالقی، شهلا؛ شاکری، عباس و ابطحی‌فروشانی، سیدتقی. (1393). الگوی بهره‌برداری بهینه از میادین نفتی در چارچوب مدل کنترل بهینه ـ مطالعه موردی یکی از میادین نفتی ایران. پژوهشنامه اقتصاد انرژی ایران، زمستان 1393، سال چهارم، شماره 19، صفحات 220-13.
کهن هوش‌نژاد، روح اله؛ منظور، داوود و امانی، مسعود. (1397). تحلیل مقایسه‌ای رژیم مالی قراردادهای بیع متقابل و قرارداد نفتی ایران (IPC) مطالعه موردی میدان آزادگان. فصلنامه پژوهش‌ها و سیاست‌های اقتصادی، بهار 1397، سال بیست و ششم، شماره 18، صفحات 218-85 .
محمدی، تیمور و معتمدی، منیره. (1389). بهینه‌یابی پویای تولید نفت در ایران مطالعه موردی میدان نفتی هفتگل با تأکید بر تولید صیانتی. پژوهشنامه اقتصادی، سال دهم، شماره 7، پاییز.
محمودی، وحید؛ ابراهیمی، سید نصراله و قاسمی، صادق. (1398). مقایسه مسیر بهینه تولید شرکت‌های بین‌المللی نفتی و شرکت ملی نفت در چارچوب قراردادهای جدید نفتی ایران (IPC) با تأکید بر تولید صیانتی به مطالعه موردی میدان نفتی درود. فصلنامه پژوهش‌های سیاست‌گذاری و برنامه‌ریزی انرژی، زمستان 1398، سال پنجم، شماره 17، صفحات 66-33.
Asgari, M. M., Shirijian, M., and Taheri Fard, A. (2014), structural analysis comparing the optimal levels of investment and oil production in upstream buy back, production sharing and Iran petroleum contracts, Quarterly Economic Research, autumn 2014 , 15th year, No 58, 111-158. [in Persian]
Bellman, R. (1957). Dynamic programming. Princeton: Princeton University Press.
Bindemann, K. (1999). Production-sharing agreements: An economic analysis. Oxford Institute for Energy Studies WPM 25. Retrieved May 1, 2016.
Daniel, P., Goldsworthy, B., Maliszewski, W., Puyo, D. M. and Watson, A. (2008). Evaluating fiscal regimes for resource projects: an example from oil development. In IMF Conference on Taxing Natural Resources.
Derakhshan, M. (2013), oil contracts from the perspective of maintenance production and increased harvest: the approach of resistance economy, bi-quarterly journal of Islamic economic studies, 6th year, No 2, autumn 12, spring and summer, pp. 52-7. [in Persian]
Dibawand, H., Taheri Fard, A., Faridzad, A., Taklif, A. and Bahrul Uloom, M. M. (2017), Comparison of the financial dimensions of Iran's new oil contracts (IPC) and buy back: a case study of phases 4 and 5 of the gas field. South Pars, Iran Energy Economy Research Journal, Spring 2017, 7th year, No 26, 51-77. [in Persian]
Dongkun. Luo & Zhao Xu (2013). Modeling optimal oil production paths under risk service contracts. China Univercity of Petroleum (Bijing) and Springer. Verlag Berlin Heidelberg.
Emami Meybodi, A., Arbab, H. and Alikhani, F. (2017), Modeling the optimal technical-economic scenario of gas production in selected phases of the South Pars gas field using dynamic planning method, Quarterly Journal of Policy and Planning Energy Research, Autumn 2017, 4th year, No 12, 76-47. [in Persian]
Emami Meybodi, A., Hosseini, S. M., Ebrahimi, M., Suri, A. and Haji Mirzaei, S. M. A.(1395). Investigating the optimal path of economic extraction of oil reservoirs using buy back service contracts - a case study of one of Oil Fields of Southwest Iran, Quarterly Journal of Economic Research and Policies, Spring 2015, 24th Year, No 77, 63-94. [in Persian]
Energy Information Administration (EIA). Annual Energy Outlook, 2021, www.eia.gov /outlooks/aeo/data.
Feng, Z. et al (2014). On Oil Investment and Production: A Comparison of Production Sharing Contracts and Buyback Contracts. Energy Economics, Vol. 42, pp. 395-402.
Feng, Z., Zhang, S.-B. and Gao, Y. (2014). On oil investment and production: A comparison of production sharing contracts and buyback contracts. Energy Economics, Vol.42, pp.395-402.
Gao, W., Hartley, P.R. and Sickles, R.C. (2009). Optimal dynamic production from a large oil field in Saudi Arabia. Empirical Economics, 37 (1), pp.153-184.
Ghandi, A. and Lin Lawell, C.-Y.C. (2017). On the rate of return and risk factors to international oil companies in Iran's buy-back service contracts. Energy Policy, Vol.103, pp.16-19.
Ghandi, A. and Lin Lawell, C.-Y.C. (2019). On the Economic Efficiency of Oil Production Contracts: A Dynamic Model of the Rumaila Oil Field in Iraq. Working paper.
Ghandi, A. and Lin, C.-Y.C. (2012). Do Iran’s buy-back service contracts lead to optimal production? The case of Soroosh and Nowrooz. Energy Policy, Vol. 42, pp.181-190.
Ghandi, A. and Lin, C.-Y.C. (2014). Oil and gas service contracts around the world: A review. Energy Strategy Reviews, Vol.3, pp.63-71.
Ghorbani Pashakalai, V., Khorsandi, M., Mohammadi, T., Khaleghi, S., Shakri, A. and Abtahi Forushani, S. T. (2013), the model of optimal extraction of oil fields in the framework of the optimal control model - a case study of one of the oil fields Iran , Iran Energy Economy Research Journal, Winter 2013, 4th year, No 13, 191-220. [in Persian]
Haji Mirzaei, S. M. A., Meybodi, A. E., Ebrahimi, M., Suri, A. and Pashakalai, V. G. (2015), the optimal path of extraction from oil reservoirs despite the use of a buy back contract framework (a case study of one of the oil fields in Current extraction of Iran in the Persian Gulf), Economic Modeling Research Quarterly, summer 2015, No 24. [in Persian]
Hoshnejad, R. K., Manzoor, D. and Amani, M. (2017), Comparative analysis of the financial regime of buy back contracts and Iran petroleum contract (IPC) case study of Azadegan field, Quarterly Economic Research and Policy, spring 2017, 26th year, No 85, 189-218. [in Persian]
Hotelling, H. (1931). The economics of exhaustible resources. Journal of Political Economy, 39 (2), pp.137-175.
Khorsandi, M., Takif, A., Faridzad, A., Taherifard, A. and Saberi, A. (2017), Calculation of the optimal path of oil extraction in the production sharing contract and its comparison with the production under the buy back contract, , Iran Energy Economy Research Journal, summer 2017, 7th year, No 27, pages 31-75. [in Persian]
Leighty, Wayneand; C. Y. Cynthia Lin (2012). Tax policy can change the production path: A model of optimal oil extraction in Alaska. Energy Policy, Vol.41, pp. 759-774.
Lin Lawell, C.-Y.C. (2019). Market power in the world oil market: Evidence for an OPEC Cartel and an oligopolistic non-OPEC fringe. Working paper, Cornell University.
Lin, C.-Y.C. (2009). Insights from a simple Hotelling model of the world oil market. Natural Resources Research, 18 (1), 19-28.
Lin, C.-Y.C. and Wagner, G. (2007). Steady-state growth in a Hotelling model of resource extraction. Journal of Environmental Economics and Management, 54 (1), pp.68-83.
Lin, C.-Y.C., Meng, H., Ngai, T.Y., Oscherov, V. and Zhu, Y.H. (2009). Hotelling revisited: Oil prices and endogenous technological progress. Natural Resources Research, 18 (1), pp. 29- 38.
Mahmoudi, V., Ebrahimi, S. N. and Ghasemi, S. (2018), Comparison of the optimal production path of international oil companies and National Oil Company in the framework of new Iranian petroleum contracts (IPC) with an emphasis on maintenance production as a case study, Durood Oil Field, Quarterly Journal of Policy and Planning Energy Research, Winter 2018, 5th year, No 17, Pages 66-33. [in Persian]
Marcel, V. and Mitchell, J. (2006). Oil Titans: National Oil Companies in the Middle East. Washington, DC: Brookings Institution Press.
Mohammadi, T. and Motamedi, M. (1389). Dynamic optimization of oil production in Iran, a case study of Haftgol oil field with emphasis on maintenance production, Economic Research Journal,10th year, No 7, autumn. [in Persian]
Pindyck, R.S. (1978). The optimal exploration and production of nonrenewable resources. Journal of Political Economy, 86 (5), pp.841-861.
Pindyck, R.S. (1980). Uncertainty and exhaustible resource markets. Journal of Political Economy, 88 (6), pp.1203-1225.
Posner, R. A. (2014). Economic analysis of law. Wolters Kluwer Law & Business. Aspen Publishers, 6th edition, New York, p.15.
Saberi, A., Taklif, A., Khorsandi, M. and Taheri fard, A. (2016), studying the effect of the annual repayment ratio of capital expenditures on the optimal path of oil production and the income of the parties to the production sharing contract, Journal of Policy and Planning Energy Research, winter 2016, third year, No 9, pages 112-75. [in Persian]
Sahib Honar, H. (2016), comparative analysis of the optimal path of oil production in the framework of Iran's petroleum contracts (IPC) and production sharing contracts (PSC) using a stochastic dynamic model, PhD thesis, Ferdowsi University of Mashhad. [in Persian]
Shiravi, A. and Ebrahimi, S.N. (2006). Exploration and development of Iran's oilfields through buyback. Natural Resources Forum, 30 (3), pp.199-206.
Shokri, P., Faridzad, A., Taklif, A. and Dehghani, T. (2016), Estimation of the optimal production path of South Azadegan oil field with an emphasis on maintenance production based on the evolutionary algorithm of particle swarm optimization (PSO), Iran Energy Economics Research Journal, spring 2016, sixth year, No 22, 75-108. [in Persian]
Smith, J.L. (2014). A parsimonious model of tax avoidance and distortions in petroleum exploration and development. Energy Economics, Vol.43, pp.140-157.
Soleimani M. and Tavakolian M. (2017). Comparative Financial Analysis of IPC, the New Iran`s Oil Fields Development and Production Enhancement Framework IPC vs. Buyback Contracts, Society of Petroleum Engineers, SPE Symposium: Production Enhancement and Cost Optimisation in Kuala Lumpur Malaysia, 7-8 November 2017.
Taheri Fard, A. (2014), Dynamic optimization of crude oil production in a stochastic model and its comparison with oil production in the framework of buy back contract, PhD thesis, Ferdowsi University of Mashhad. [in Persian]
Van Groenendaal, W.J.H. and Mazraati, M. (2006). A critical review of Iran's buyback contracts. Energy Policy, 34 (18), pp.3709-3718.
Zolnoor, S. H. and Matin, S. (2015), Optimizing Iran's oil production path: an optimal control model of dynamic planning, Scientific-Research Quarterly of Planning and Budgeting, Winter 2015, 20th year, No 4, Page 107-136. [in Persian]