Orientador: Denis José Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-20T09:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amorim_TiagoCorreadeAraujode_M.pdf: 4242638 bytes, checksum: ee3e013b28b778de1cc0439d48dd044b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Uma análise adequada dos riscos de um estudo de desenvolvimento de um campo de petróleo pode exigir um grande número de simulações de fluxo, o que pode levar a tempo de máquina considerável. Algumas técnicas foram desenvolvidas para reduzir o número de corridas, como o planejamento experimental com superfície de resposta. Um problema geralmente associado a estas técnicas é a menor confiabilidade associada a problemas complexos e a pouca flexibilidade a alterações nas variáveis de incerteza. Uma alternativa é proposta neste trabalho com do uso de modelos de simulação substitutos rápidos que geram resultados semelhantes ao modelo completo. O modelo de simulação substituto tem os mesmos dados que o modelo de simulação de completo, mas a malha de simulação é muito mais grosseira. Os parâmetros da nova malha de simulação são ajustados automaticamente com um algoritmo de otimização numérica, minimizando a diferença entre as respostas dos modelos completo e substituto. Modelos de simulação foram construídos para testar os resultados gerados com a metodologia proposta. Análises de risco foram realizadas com ambos os modelos completo e substituto, e os resultados gerados com os modelos substitutos foram próximos aos dos modelos completos. No geral, o tempo gasto no ajuste do modelo substituto e geração da curva de análise de risco com o mesmo foi menor do que utilizar a técnica de planejamento de experimentos para gerar uma análise de risco do modelo completo / Abstract: An accurate risk analysis for a field development study can demand a large number of flow simulation runs, which can lead to considerable computer time. Some techniques have been developed to reduce the number of runs, such as experimental design with surface response methodology. One problem usually associated with these techniques is the lower reliability associated with complex problems, and small flexibility to changes in the uncertain variables. An alternative is proposed in this work through the use of fast surrogate simulation models that generate results similar to the base model. The surrogate simulation model has the same data as the base simulation model, but the grid is much coarser. The coarse grid parameters are adjusted with a numerical optimization algorithm, minimizing the difference between the responses from the base and the surrogate models. Simulation models were constructed to test the results generated with the proposed surrogate model methodology. Risk analyses were conducted with both surrogate and base models, and the results generated with the surrogate models were close to those with the base models. Overall, the time spent in adjusting the surrogate model and generating a risk analysis with it was smaller than using experimental design to construct a risk analysis with the base model / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador : Mauro William Barbosa de Almeida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2018-08-03T01:17:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_LucimarSantiago_D.pdf: 24861492 bytes, checksum: 0085e14a256f1df399c17721e5b99e1c (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Xavier_AlexandreMonticuco_M.pdf: 1314652 bytes, checksum: f1d19635e80ee2c542dd65483505cb25 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A capacidade de lidar com incertezas pode ser um fator decisivo para viabilizar projetos de avaliação e desenvolvimento de campos de petróleo. Um critério econômico utilizado em processos de tomada de decisões é o valor da informação (VDI) que envolve a quantificação das incertezas, a avaliação econômica de diversos cenários de desenvolvimento e a quantificação dos benefícios que dados adicionais podem trazer ao processo. O cálculo do VDI pode ser complexo e demorado, principalmente nas fases de avaliação e desenvolvimento, em que uma modelagem detalhada do problema pode ser necessária. Nessas fases, a quantificação do VDI, assim como o de adicionar flexibilidade ao processo (valor da flexibilização - VDF), deve levar em conta os benefícios que podem ser extraídos do processo através da aplicação de estratégias de produção mais adequadas para os vários cenários possíveis. A quantificação do VDI e VDF, portanto, exige que a estratégia de produção seja determinada para cada cenário possível. Como isso geralmente não é viável, devido ao grande esforço que seria exigido, existem simplificações possíveis, como a determinação de modelos geológicos representativos (MGR) que podem fornecer a incerteza agregada dos atributos geológicos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é desenvolver e aplicar uma metodologia de cálculo do VDI durante as fases de avaliação e desenvolvimento de campos de petróleo com aplicação para casos simples e complexos, considerando diferentes números de parâmetros analisados. Esta etapa é realizada através da aplicação da metodologia em três exemplos, sendo dois casos teóricos, visando expor o conceito do VDI e VDF, e um caso real complexo, visando o cálculo do VDI para um caso utilizando a simplificação do processo. Os resultados indicam que a precisão do cálculo do VDI depende do número de MGR e a melhor forma de avaliação é através da aplicação das melhores estratégias em todos os cenários. Uma boa aproximação do VDI pode ser obtida pelo procedimento de inclusão gradativa de MGR até a estabilização dos resultados. Outra simplificação possível é usar também os MGR para representar a árvore no cálculo do VDI, mas com prejuízo de precisão nos resultados / Abstract: The capacity to deal with uncertainties is responsible for the economic viability of petroleum fields. The Value of Information (VOI) is an economic criterion used in decisionmaking process. It involves the quantification of uncertainties and the economic evaluation of various development scenarios. The quantification of the value of the information (VOI) and flexibility (VOF) can be highly complex and time-consuming, mainly in the appraisal and development phases when a detailed modeling of the problem may be necessary. The quantification of the value of information and of flexibility must take into account the benefits that can be extracted of the process. In these phases, these benefits result from a specific production strategy applied to several possible scenarios after the acquisition of the information. Therefore, the quantification of the VOI and VOF demand that the production strategy be determined to each possible scenario. This is not usually viable because a great effort would be needed; to circumvent this problem, there are some alternatives, such as the determination of geologic representative models (GRM) that can represent the uncertainty of the geologic attributes. The objective of this work is to develop and apply a methodology that can calculate the value of information during the appraisal and development phases in petroleum fields which can be applied to simple and complex cases, considering the number of analyzed parameters. This stage is realized through the application of the methodology to three examples; two theoretical models showing the concept of the value of information and, one real and complex case that demands a detailed analysis of the process. The results show that the quality of the results depends on the number of GRM and the best quantification technique is to apply the best production strategy to all possible scenarios. It is shown in this work that a good approximation of the VOI can be obtained by a dynamic procedure including new GRM until a stabilization of the results. The GRM can be used also to represent the decision tree but with some deterioration of the results / Mestrado / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

[pt] Certamente uma das arenas competitivas mais marcada pela incerteza é a indústria de telecomunicações. Características intrínsecas ao negócio, como o alto nível de imobilização e a dispersão geográfica, sob a ação de questões voláteis como demanda, câmbio, tecnologia, regulamentação, dentre outras, podem representar grandes impactos nos resultados do negócio. Esta incerteza sempre existiu, porém nos últimos anos tem estado em maior evidência. Diante desta nova necessidade, os métodos adotados atualmente em planejamento estratégico e em análise de investimentos têm se mostrado pouco eficazes. Não é uma questão de usar uma abordagem melhor ou pior, e sim de usar a mais adequada. Quanto a isto, porém, a única certeza é a de que a melhor forma não é tentar encaixar investimentos e estratégias de uma indústria tão dinâmica como a de telecomunicações em um planejamento estático e rígido. A proposta deste trabalho é propor e exemplificar um método para descrição e avaliação de estratégia para telecomunicações, baseado no paradigma de opções reais. Este método é uma visão integrada de ferramentas e métodos conhecidos e utilizados em opções reais, análise de cenários e estratégia. A pesquisa não pretende definir o que é melhor para a discussão de análise de estratégias e investimentos em telecomunicações, mas oferecer uma reflexão mais em linha com as peculiaridades do negócio. / [en] Definitely, one of the most uncertain competitive arena in corporate business is the industry of telecommunications. It's intrinsic characteristics, such as high degree of immobilization and geographic dispersion, under the effect of some volatile issues such as demand, currency rate, technology and regulatory affairs, among others, may yield great impacts on business results. This uncertainty has always existed, but in recent times it has been emphasized. In the face of this new necessity, the current methods used in strategic planning and investment analysis have been little effective. It's not a matter of adopting a better or worse approach, but of adopting the most appropriate one. Regarding this, however, the only certainty is that the best alternative is not try to fit investments and strategies of such a dynamic industry as telecommunication in a static and inflexible planning. The objective of this work is present and illustrates a method for strategy assessment and definition for telecommunications, based on real options. This method is an integrated view of employed and known tools and methods in real options, scenario analysis and strategy. The research does not intend to define what is best for analysis and discussion of strategies and investments in telecommunications, but to offer reflections more in line with the singularities of the business.

[pt] Esta pesquisa apresenta uma comparação entre duas estratégias de construção de poços marítimos, sequencial e seriada, de forma a entender suas características e ressaltar suas diferenças, impactos e desafios. Além disso, para inserir o contexto de incerteza nessas operações, foi acrescentada uma análise de risco para cada uma das estratégias de perfuração e completação de poços. Um estudo de caso com dados reais de um campo de petróleo foi desenvolvido de forma a analisar os resultados e comparar questões sobre duração da campanha dos poços, entrada dos poços em produção, troca de fluidos e ajustes da sonda. Essas mesmas questões foram analisadas após acrescentar distribuições de probabilidade aos cronogramas das estratégias sequencial e seriada e aplicar a simulação de Monte Carlo. Os resultados mostraram a relevância de se avaliar novas formas de sequenciamento das atividades de poços a fim de reduzir o tempo total levado para construção de poços marítimos. / [en] This research presents a comparison between two different strategies of offshore well construction, one sequential and another in batch. This analysis aims to understand the characteristics of these two strategies, their impacts on some results and challenges. Besides, to understand how uncertainties affect these operations, a risk analysis was incorporated to each one of the strategies. A case study with real data from an oil field was developed in order to analyze the results and to compare issues, as total well campaign duration, production ramp up, fluid exchange and drilling rig adjustments. These same issues were analyzed after adding probability distribution in each strategy s schedules and realizing a Monte Carlo simulation. The results showed the importance of evaluating different types of sequencing well activities seeking to reduce total well construction duration.

Orientador: Denis José Schiozer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-28T00:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertolini_AndreCarlos_D.pdf: 30287486 bytes, checksum: e38cb30df0864b5bbc8c5bf4829d4346 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho propõe uma metodologia de ajuste de histórico probabilístico em tempo real a fim de melhorar a previsão do reservatório ao longo do tempo. A metodologia proposta utiliza uma avaliação rigorosa nos modelos sincronizada com a frequência de aquisição de dados históricos. Esta avaliação contínua permite uma rápida identificação de deficiência do modelo e reação para iniciar um processo de recaracterização conforme necessário. Além disso, a metodologia inclui uma técnica de quantificação de incertezas utilizando os dados dinâmicos para reduzir as incertezas do reservatório, e um passo para incluir erros de medição e margens de tolerância para os dados históricos. O fluxo de trabalho da metodologia é composto por nove etapas. O fluxo começa com um conjunto de modelos representativos selecionados através de uma abordagem probabilística, as incertezas do reservatório, e um intervalo de aceitação dos dados históricos. Os modelos são simulados e os resultados comparados com os dados históricos. Os passos seguintes são a redução da incerteza e uma segunda avaliação do modelo para garantir um melhor ajuste de histórico. Depois, os modelos são filtrados para descartar aqueles que estejam fora da faixa de aceitação e, em seguida, usados para fazer previsões do reservatório. O último passo é a verificação de novos dados observados, que é sincronizada com a aquisição de dados. O método também apresenta uma maneira inovadora e eficiente para apoiar o monitoramento do reservatório através de indicadores gráficos da qualidade do ajuste. Um modelo de reservatório sintético foi usado em todo o trabalho a fim de controlar os resultados de todos os métodos que apoiam a metodologia proposta. Além disso, a metodologia foi aplicada no modelo UNISIM-IH, baseado no campo de Namorado, localizado na Bacia de Campos, Brasil. Os estudos de caso realizados mostraram que a metodologia proposta assimila continuamente os dados observados do reservatório, avalia o desempenho do modelo, e mantém um conjunto de modelos de reservatórios calibrados em tempo real / Abstract: This work focuses on probabilistic real-time history matching to improve reservoir forecast over time. The proposed methodology uses a rigorous model evaluation, which is synchronized with history data acquisition frequency. A continuous model evaluation allows a quick model deficiency identification and reaction to start a model reparametrization process as needed. In addition, the methodology includes an uncertainty quantification technique, which uses the dynamic data to reduce reservoir uncertainties, and a step to include measurement errors and observed data tolerance margin. The real-time history matching workflow is composed of nine steps. It starts with a set of representative models selected through a probabilistic approach, the uncertainties of the reservoir and an acceptance history data range. The models are run and the results compared with the history data. The following steps are uncertainty reduction and a second model evaluation to guarantee an improved history matching. The models are then filtered to discard any model outside the acceptance range, and then used to make reservoir forecast. In the final step, the workflow searches for new data observed. The methodology also presents a novel and efficient way to support reservoir surveillance through graphical indicators of matching quality. To better control the results of all the methods, which supports the proposed methodology, a synthetic reservoir model was used in the entire work. In addition, the proposed methodology was applied in the UNISIM-I-H model, which is based on the Namorado field, located in the Campos Basin, Brazil. The performed study cases were shown that the proposed history matching procedure assimilates continuously the observed reservoir data, evaluates the model performances through quality indicators and maintains a set of calibrated reservoir models in real-time / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Em geral, quando modelamos problemas de planejamento probabilístico do mundo real, usando o arcabouço de Processos de Decisão Markovianos (MDPs), é difícil obter uma estimativa exata das probabilidades de transição. A incerteza surge naturalmente na especificação de um domínio, por exemplo, durante a aquisição das probabilidades de transição a partir de um especialista ou de dados observados através de técnicas de amostragem, ou ainda de distribuições de transição não estacionárias decorrentes do conhecimento insuficiente do domínio. Com o objetivo de se determinar uma política robusta, dada a incerteza nas transições de estado, Processos de Decisão Markovianos com Probabilidades Imprecisas (MDP-IPs) têm sido usados para modelar esses cenários. Infelizmente, apesar de existirem diversos algoritmos de solução para MDP-IPs, muitas vezes eles exigem chamadas externas de rotinas de otimização que podem ser extremamente custosas. Para resolver esta deficiência, nesta tese, introduzimos o MDP-IP fatorado e propomos métodos eficientes de programação matemática e programação dinâmica que permitem explorar a estrutura de um domínio de aplicação. O método baseado em programação matemática propõe soluções aproximadas eficientes para MDP-IPs fatorados, estendendo abordagens anteriores de programação linear para MDPs fatorados. Essa proposta, baseada numa formulação multilinear para aproximações robustas da função valor de estados, explora a representação fatorada de um MDP-IP, reduzindo em ordens de magnitude o tempo consumido em relação às abordagens não-fatoradas previamente propostas. O segundo método proposto, baseado em programação dinâmica, resolve o gargalo computacional existente nas soluções de programação dinâmica para MDP-IPs propostas na literatura: a necessidade de resolver múltiplos problemas de otimização não-linear. Assim, mostramos como representar a função valor de maneira compacta usando uma nova estrutura de dados chamada de Diagramas de Decisão Algébrica Parametrizados, e como aplicar técnicas de aproximação para reduzir drasticamente a sobrecarga computacional das chamadas a um otimizador não-linear, produzindo soluções ótimas aproximadas com erro limitado. Nossos resultados mostram uma melhoria de tempo e até duas ordens de magnitude em comparação às abordagens tradicionais enumerativas baseadas em programação dinâmica e uma melhoria de tempo de até uma ordem de magnitude sobre a extensão de técnicas de iteração de valor aproximadas para MDPs fatorados. Além disso, produzimos o menor erro de todos os algoritmos de aproximação avaliados. / When modeling real-world decision-theoretic planning problems with the framework of Markov Decision Processes(MDPs), it is often impossible to obtain a completely accurate estimate of transition probabilities. For example, uncertainty arises in the specification of transitions due to elicitation of MDP transition models from an expert or data, or non-stationary transition distributions arising from insuficient state knowledge. In the interest of obtaining the most robust policy under transition uncertainty, Markov Decision Processes with Imprecise Transition Probabilities (MDP-IPs) have been introduced. Unfortunately, while various solutions exist for MDP-IPs, they often require external calls to optimization routines and thus can be extremely time-consuming in practice. To address this deficiency, we introduce the factored MDP-IP and propose eficient mathematical programming and dynamic programming methods to exploit its structure. First, we derive eficient approximate solutions for Factored MDP-IPs based on mathematical programming resulting in a multilinear formulation for robust maximin linear-value approximations in Factored MDP-IPs. By exploiting factored structure in MDP-IPs we are able to demonstrate orders of magnitude reduction in solution time over standard exact non-factored approaches. Second, noting that the key computational bottleneck in the dynamic programming solution of factored MDP-IPs is the need to repeatedly solve nonlinear constrained optimization problems, we show how to target approximation techniques to drastically reduce the computational overhead of the nonlinear solver while producing bounded, approximately optimal solutions. Our results show up to two orders of magnitude speedup in comparison to traditional at dynamic programming approaches and up to an order of magnitude speedup over the extension of factored MDP approximate value iteration techniques to MDP-IPs while producing the lowest error among all approximation algorithm evaluated.

[pt] As estruturas do tipo Project Finance, cada vez mais, vêm sendo utilizadas para o financiamento de projetos de investimento, principalmente, quando se trata de obras infraestruturais. Para tanto, uma grande estruturação jurídica é utilizada de forma a garantir uma adequada alocação de riscos às partes interessadas do projeto. Esta gestão riscos do projeto é de fundamental importância para garantir a viabilidade financeira e sucesso de um financiamento estruturado, como o Project Finance. Agora, analisando o projeto, sob o ponto de vista econômico, uma nova abordagem de avaliação de projetos de investimentos vem ganhando força nas empresas e na academia. Trata-se da teoria de Opções Reais que busca valorar e mensurar flexibilidades gerenciais que venham a acontecer durante o ciclo de vida de um projeto de investimento. Essa ótica pode tornar viáveis, economicamente, projetos antes inviáveis, sob a perspectiva tradicionalmente estática da teoria clássica de análise de investimentos. No contexto de Project Finance, podem ser consideradas como opções reais, cláusulas contratuais (por determinadas garantias de serviço), o abandono de um projeto durante sua execução, dentre outras. Nesse sentido, este trabalho apresenta a modelagem de um caso fictício de construção de um gasoduto, analisando o projeto, sob a perspectiva com e sem opções. Para tanto, foram utilizados os métodos analítico e de Simulação de Monte Carlo. / [en] The Project Finance structures are increasingly being used to finance investment projects, especially for infrastructural projects. Therefore, a complex legal structure is used to ensure an appropriate allocation of risks to the project stakeholders. This project risk management is very important to ensure the financial viability and success of a structured finance, such as Project Finance. Now, analyzing the project from the economic point of view, a new approach for evaluating investment projects has been gaining strength in business companies and academy. That’s the Real Options theory which seeks to measure and value managerial flexibility which may arise during an investment project life cycle. Projects before unviable under the static view of investment analysis classical theory can become economically viable using this perspective. In Project Finance’s context can be regarded as real options contract terms (for certain guarantees of service), the project abandonment during its implementation, among others. In this sense, the dissertation presents a fictitious case modeling of a gas pipeline, analyzing the project s perspective with and without options. Thus, both methods were used: the analytical and Monte Carlo simulation.

[pt] Risco fiscal afeta a curva de juros no contexto de economias emergentes? Como medir adequadamente esse tipo de risco? Explorando o caso do Brasil, estimamos uma medida alternativa de risco fiscal com base em notícias, utilizando processamento de linguagem de texto. Encontramos que aumento em risco fiscal gera aumento em taxas de juros longas, no prêmio a termo e depreciação na taxa de câmbio. Os efeitos são robustos a uma série de especificações alternativas do índice de risco fiscal, sugerindo que se trata de um fenômeno relevante no cenário brasileiro. / [en] Does fiscal policy risk affect the yield curve in an emerging economy? How can we adequately measure this kind of uncertainty? Exploiting the case of Brazil, we estimate a novel, news-based measure of fiscal policy risk using natural language processing. We show that increases in fiscal policy risk are associated to increases in the levels of long maturities in the yield curve, in the term spread and to a depreciation of the exchange rate. The effects are robust to a series of alternative specifications of the text-based index, suggesting that fiscal risk is a relevant phenomenon in the Brazilian setting.

[pt] A Hipoteca Reversa é um produto financeiro que pode muito útil para mutuários acima de 60 anos que possuem imóvel próprio, mas não têm renda nem liquidez. Também chamada de Reverse Mortgage, a Hipoteca Reversa é um empréstimo que proporciona liquidez ao mutuário tendo como garantia um ativo imobiliário, que reverte para o banco ao final da sua vida. Por outro lado, esse produto traz riscos para o credor, uma vez que o valor do imóvel poderá sofrer oscilação de preço durante a vigência do empréstimo, e o prazo para a reversão do imóvel dependerá do tempo de vida do mutuário, o que também é incerto. Um dos benefícios da Hipoteca Reversa para o mutuário é que o valor da dívida é limitado ao valor de venda do imóvel dado em garantia. Assim, se o valor do empréstimo exceder o preço do imóvel, devido a uma desvalorização, a dívida estará limitada ao escopo do valor do imóvel. Além disso, em alguns países o mutuário pode optar por rescindir o seu contrato de hipoteca quitando o valor da dívida, o que se torna interessante se este for menor do que o valor do imóvel. Essa característica da Hipoteca Reversa pode ser modelada como uma opção de compra do imóvel dado em garantia ao preço de exercício que é o valor da dívida. O presente estudo analisa o histórico do uso de Hipoteca Reversa no mundo e propõe um modelo de produto mais adequado para as condições brasileiras, onde é feita uma aplicação numérica que aborda diferentes casos e seus resultados, contribuindo para o aumento da compreensão das hipotecas reversas do ponto de vista do consumidor. Por fim, foi avaliado o valor da opção da Hipoteca Reversa no Brasil por meio de uma análise empírica usando o modelo de precificação por Opções Reais. / [en] The Reverse Mortgage is a financial product that can be very useful for borrowers over 60 years old who are homeowners but have neither income nor liquidity. A Reverse Mortgage is a loan that provides liquidity to the borrower with the guarantee of a real estate asset, which reverts to the bank at the end of its life. On the other hand, this product carries risks for the lender, since the value of the property may fluctuate in price during the term of the loan, and the term for the reversal of the property will depend on the life of the borrower, which is also uncertain. One of the benefits of the Reverse Mortgage for the borrower is that the value of the debt is limited to the sale value of the property given as collateral. Thus, if the value of the loan exceeds the price of the property, the debt will be limited to the scope of the property s value. In addition, in some countries, the borrower may choose to terminate his mortgage contract by paying off the debt, which is interesting if it is less than the value of the property. This characteristic of the Reverse Mortgage can be modeled as an option to purchase the property given as a guarantee at the strike price, which is the debt value. The present study analyzes the history of the use of Reverse Mortgage in the world and proposes a product model more suitable for Brazilian conditions, where a numerical application is made that addresses different cases and their results, contributing to an increase in the understanding of the reverse mortgages of the consumer point of view. Finally, the value of the Reverse Mortgage option in Brazil was assessed through an empirical analysis using the Real Options pricing model.