Hybrid Method to Optimize Petroleum Extration in Deep Sea Waters
Abstract: Bacia de Campos is a large area in the sea where Petrobras explores petroleum in deep waters. There are a lot of specific locations in this site that have been determined as promising oil wells. Before the extraction begins, these locations must be fully developed. The objective is to construct a schedule maximize the oil production in a given amount of time, subject to a number of restrictions such as a given precedence relation among teh activities, the proper match between resources and activities, and resource routing, among others . We propose a hybrid approach that combines constraint programming (CP) techniques and abu search in order to solve the problem. At each neighbor, a scheduling problem and a first feasibility test are performed initially, without using CP. Next, CP is used to assign the start time of the activities. Up to 500 activities and 130 oil wells are considered in the instances tested. We used integer linear models to prove that the solutions obtained are less than 9{\%} from an global upper bound. Finally, to estabilish the robuteness of our approach, a sensibility analysis was performed indicating that the technique performs well when solving similar instances.
Resumo: A Bacia de Campos é uma área no mar onde a Petrobrás explora petróleo. Nesta área existe uma série de locais que são considerados como promissores poços de petróleo. Antes que o petróleo possa ser extra{\'{\i}}do, estes poços potenciais precisam ser desenvolvidos. O objetivo é produzir um escalonamento das atividades necessárias ao desenvolvimento dos poços, de forma a maximizar a produção de petróleo num determinado per{\'{\i}}odo de tempo, e sujeito à uma série de restrições, tais como restrições de precedência tecnológica entre as atividades, especificidade dos recursos e sua adequação às várias atividades, roteamento de barcos e sondas, entre outras. É proposta uma abordagem h{\'{\i}}brida para a resolução desse problema. A abordagem combina técnicas de programação por restrições (CP) e meta-heur{\'{\i}}sticas do tipo tabu. Em cada vizinho, um problema de sequenciamento é solucionado e um primeiro teste de factibilidade é realizado sem a utilização da programação por restrições. Em seguida, o tempo de in{\'{\i}}cio de cada atividade é estabelecido pela programação por restrições. Nas instâncias testadas neste trabalho, são consideradas até 500 atividades e 130 poços de petróleo produtores em potencial. Modelos de programação linear inteira foram usados para provar que as soluções obtidas utilizando a técnica h{\'{\i}}brida proposta estão a menos de 9{\%} de um limitante superior global. Finalmente, para estabelecer quão robusta era a técnica proposta, foi realizada uma análise de sensibilidade sobre as instâncias consideradas, indicando que a técnica é capaz de produzir bons resultados em instâncias similares.
2002