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摘要:钻井工程施工是一项复杂的系统工程,对象是复杂未知的地质环境与地层条件,影响施工安全的因素众多。石油钻井工程项目的风险管理就是根据钻井项目存在的风险特性,综合考虑与分析现有的风险管理方法,选择合理适用的方法进行钻井项目的风险管理。本文就石油钻井作业风险管理方法与安全评价进行分析。
关键词:石油钻井;风险管理;安全评价
1、海洋钻井风险分析
海洋石油钻井作业的高风险性有如下7个主要客观影响因素:
1.1各种设备及人员的生活、生产均集中在有限的平台空间上,远离陆地。
1.2不确定的海洋环境对海上石油生产设施安全有极大的影响,甚至有较强的破坏作用。
1.3石油钻井作业所产生的石油、天然气等具有高压、易燃、易爆等特点,极易发生火灾、爆炸事故。
1.4海洋油气田的地质条件比较复杂,极易发生各种井下工程事故。
1.5海洋钻井平台设备人员远离陆地,事故的及时救援相对比较困难。
1.6海洋钻井面临海况、气象、地理等复杂情况,钻井作业投入高,施工难度大。
1.7钻井作业意外事故容易造成海洋的污染。
2、石油钻井工程项目风险特征
2.1石油钻井工程项目的风险具有很强的阶段性及后续性
钻井项目的生产工艺过程大致分为钻前工程、钻进和完井三个阶段,在每一个工艺阶段都存在着一定的风险因素,潜在的风险具有后续性,对下一阶段的生产也存在着一定的影响。钻前工程主要给钻井作业施工进行的各种生产技术做准备工作,包括选择和修建井场,搬迁及安装钻井设备,敷设水、电、通信线路等。钻进过程是基本的钻井施工过程,深井施工时就要分多次钻进来破碎岩石形成井眼(称一开、二开);按照工程设计进行钻具组合,配制钻井液,选择确定钻井参数。实施钻井施工时使用性能优良的钻井液循环清洁井底,携带岩屑。完井过程是钻井施工过程的最后阶段,由完井电测、井壁取心、下套管、注水泥、射孔和试油等工序组成。钻开产层,安装完井井口设备,一对产层的产能进行侧试。
2.2石油钻井工程项目的风险具有差异性
在石油钻井工程项目中,不同的钻井施工阶段,根据钻井工艺的特点与施工要求,要采用符合钻井施工实际操作的钻井工艺,而这种工序、工艺的多样性,就使得存在的风险因素与其引起的风险事件所带来的危害必然不同。钻井施工作业是无固定场所、多工种的流动性作业,作业环境与气候条件的差异,也是钻井工程项目的风险因素存在差异的原因。
2.3石油钻井工程项目的风险具有复杂性
石油钻井工程是一项技术与工艺复杂的综合性工程,石油钻井作业以地下岩层为工作对象,具有很强的隐蔽性。以地层为工作对象,使钻井工程项目几乎隐蔽于地表以下,尽管施工作业要借助先进的探测技术,项目施工人员也无法用肉眼监督项目的实施,一旦在钻进过程中出现质量问题,不能及时排查钻井质量缺陷,当由质量缺陷转化成安全事故时,会给钻井工程的质量处理与后续工程作业带来损失并加大施工难度。钻井作业安全事故的发生是受很多不确定的风险因素影响的,其中包括操作人员的人为因素、钻井设备的机械因素、作业的施工因素及环境因素等,这些因素的危害和影响的发生及程度有时难以预料,很可能导致石油钻井工程的风险问题,使项目风险更具复杂性。
3、石油钻井作业风险管理方法
3.1故障树法
故障树法是风险识别的有利工具,主要利用图解的形式,将大的风险分解成各种小的风险,或者对各种引发风险的因素或原因进行分解分析,也就是将项目的风险由粗到细,从大到小,进行分层排列,可以容易的识别出风险因素,并且能清晰地确定各风险因素间的关系。故障树法逻辑性强,其直观明了的特点决定了该方法可用于定性分析亦可做定量的分析。直接经验少的项目常采用此法进行风险识别,能较全面的分析所有风险因素,但在大系统的识别过程中,可能会产生错误或遗漏。
3.2情景分析法
情景分析法是一种风险识别方法,通过相关的数据、图表和曲线等形式,来描绘和分析项目未来的某种状态或某种情况,从而对引起项目风险的关键因素及风险后果影响程度进行识别。情景分析法采用筛选、检测和诊断过程,描绘某些关键性因素对项目风险的影响。情景分析法注重说明风险产生的条件与因素,并且还要描述某些因素条件发生变化时,出现的风险类型、性质及其后果的严重性。情景分析法适用于项目中存在较多可变因素的风险预测与识别工作,可假定关键影响因素发生变化,构造多种情景,查看比较可能出现的多种结果,提醒决策者注意可能引起的风险及其不确定后果,对风险进行监测并选择合理有效的应对措施。
3.3核查表法
核查表(Checklist)是风险管理中记录和整理数据的常用工具。核查表中记录的都是历史上同类已完工程项目发生的风险,通过归纳总结类似项目的实施过程,将该类项石油钻井工程项目的风险管理研究目可能发生的潜在风险按风险源列于表中,建立基本的风险结构体系,供风险识别工作人员进行检查核对,判别风险识别核查表中所列的或類似的风险是否存在于某工程项目中。核查表法的优点是结合当前工程项目的特点,对照参考风险识别核查表,对识别的风险查漏补缺,有所借鉴。制定核查表时应注意,为确保意见的统一应该准确的表述要核查的内容及问题。
4、石油钻井作业安全评价
安全评价也称为风险评价或危险评价,是以实现工程、系统安全为目的,应用安全系统工程原理和方法,对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析,判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度,从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。安全评价作为预测、预防事故的重要手段,将传统安全管理方法的凭经验进行管理转变为预先辨识系统的危险性,事先预测、预防的“事前过程”。因此,可以说安全评价是安全管理和决策科学化的基础,是依靠现代科学技术预防事故的具体体现。 4.1石油钻井工程项目风险评价的作用
(1)通过风险评价,根据钻井项目、中各风险对钻井项目目标影响程度的差异,对钻井项目中的各类风险进行分析比较,按照风险概率的大小或风险损失后果的严重程度,确定诸风险的排序。在钻井项目风险管理阶段确定了各风险事件发生的先后顺序,可以为风险应对工作提供依据,便于合理选择风险应对措施。(2)通过风险评价,确定钻并工程项目中各风险事件相互间的关系,判断是否具有内在联系或存在相互转化现象。任何工程项目,其中隐藏的各风险事件看似互不相关,经过观察细致分析后,往往会发现其中一些风险事件是由同一风险源引起或有着密切的关联,在某种特定的条件下会发生相互转化。钻井项目的风险评价就是从项目的整体进行分析,明确存在于各风险事件间的因果关系,找出引起不同风险相互转化的条件,这样就可制定出系统完备的风险管理计划,降低风险事件的发生,以便减少损失。(3)通过风险评价,可以对钻井项目风险发生概率及其后果损失程度的估计结果有进一步的认识,可减少风险估计过程产生的不确定因素。通常估计的结果都会与实际值产生出入,有些可忽略不计,当差异过大时,就要在风险评价的过程中,对风险概率及其后果进行重新分析。(4)通过风险评价,利于确定采取怎样的风险应对措施,可以有效防止钻井项目中重大恶性安全事故的发生。
4.2石油钻井工程项目风险估计过程
(1)收集数据。收集与钻井项目中风险事件相关的历史数据和资料,资料和数据的来源主要是类似于所要进行的钻井项目的以往项目实施记录。(2)建立风险模型。对钻井工程项目风险事件发生概率及后果的量化是通过风险模型进行描述的。钻井工程项目的风险模型包括风险的概率模型和风险的损失模型。风险的概率模型是来描述钻井项目中不确定性因素与风险事件发生概率间的关系;而风险的损失模型就是对不确定性因素与风险事件发生后果的可能损失间关系的描述。(3)风险事件发生概率和后果的估计。石油钻井工程项目风险模型建立后,对每一风险事件发生的概率及其可能造成的后果进行估计时,应采用适当的估计方法。
5、结束语
海洋石油钻井作业是高风险、高投入作业。钻井平台远离陆地,工作环境恶劣,不确定性因素众多,作业风险相对较大。在钻进过程中,由于一些突发的地层因素或工艺、操作不当的影响,有可能出现卡钻、井漏、井涌、井喷等事故,进而导致钻具、钻井设备的损坏,增加钻井投入。因而尽早识别、分析、评估作业风险,采取相应的预防措施,进行海洋石油钻井作业全程安全评价及风险管理有助于降低作业风险及作业成本。
参考文献:
[1]浅谈石油鉆井作业的安全管理技术的应用[J].冷贵波.科技与企业.2015(11).
[2]钻井作业中的事故分析及风险管理研究[J].杨以春.中国石油和化工标准与质量.2014(12).
[3]石油钻井作业安全管理问题及解决对策[J].李富强.中国石油和化工标准与质量.2018(02).
(作者单位:中海油田服务股份有限公司)
关键词:石油钻井;风险管理;安全评价
1、海洋钻井风险分析
海洋石油钻井作业的高风险性有如下7个主要客观影响因素:
1.1各种设备及人员的生活、生产均集中在有限的平台空间上,远离陆地。
1.2不确定的海洋环境对海上石油生产设施安全有极大的影响,甚至有较强的破坏作用。
1.3石油钻井作业所产生的石油、天然气等具有高压、易燃、易爆等特点,极易发生火灾、爆炸事故。
1.4海洋油气田的地质条件比较复杂,极易发生各种井下工程事故。
1.5海洋钻井平台设备人员远离陆地,事故的及时救援相对比较困难。
1.6海洋钻井面临海况、气象、地理等复杂情况,钻井作业投入高,施工难度大。
1.7钻井作业意外事故容易造成海洋的污染。
2、石油钻井工程项目风险特征
2.1石油钻井工程项目的风险具有很强的阶段性及后续性
钻井项目的生产工艺过程大致分为钻前工程、钻进和完井三个阶段,在每一个工艺阶段都存在着一定的风险因素,潜在的风险具有后续性,对下一阶段的生产也存在着一定的影响。钻前工程主要给钻井作业施工进行的各种生产技术做准备工作,包括选择和修建井场,搬迁及安装钻井设备,敷设水、电、通信线路等。钻进过程是基本的钻井施工过程,深井施工时就要分多次钻进来破碎岩石形成井眼(称一开、二开);按照工程设计进行钻具组合,配制钻井液,选择确定钻井参数。实施钻井施工时使用性能优良的钻井液循环清洁井底,携带岩屑。完井过程是钻井施工过程的最后阶段,由完井电测、井壁取心、下套管、注水泥、射孔和试油等工序组成。钻开产层,安装完井井口设备,一对产层的产能进行侧试。
2.2石油钻井工程项目的风险具有差异性
在石油钻井工程项目中,不同的钻井施工阶段,根据钻井工艺的特点与施工要求,要采用符合钻井施工实际操作的钻井工艺,而这种工序、工艺的多样性,就使得存在的风险因素与其引起的风险事件所带来的危害必然不同。钻井施工作业是无固定场所、多工种的流动性作业,作业环境与气候条件的差异,也是钻井工程项目的风险因素存在差异的原因。
2.3石油钻井工程项目的风险具有复杂性
石油钻井工程是一项技术与工艺复杂的综合性工程,石油钻井作业以地下岩层为工作对象,具有很强的隐蔽性。以地层为工作对象,使钻井工程项目几乎隐蔽于地表以下,尽管施工作业要借助先进的探测技术,项目施工人员也无法用肉眼监督项目的实施,一旦在钻进过程中出现质量问题,不能及时排查钻井质量缺陷,当由质量缺陷转化成安全事故时,会给钻井工程的质量处理与后续工程作业带来损失并加大施工难度。钻井作业安全事故的发生是受很多不确定的风险因素影响的,其中包括操作人员的人为因素、钻井设备的机械因素、作业的施工因素及环境因素等,这些因素的危害和影响的发生及程度有时难以预料,很可能导致石油钻井工程的风险问题,使项目风险更具复杂性。
3、石油钻井作业风险管理方法
3.1故障树法
故障树法是风险识别的有利工具,主要利用图解的形式,将大的风险分解成各种小的风险,或者对各种引发风险的因素或原因进行分解分析,也就是将项目的风险由粗到细,从大到小,进行分层排列,可以容易的识别出风险因素,并且能清晰地确定各风险因素间的关系。故障树法逻辑性强,其直观明了的特点决定了该方法可用于定性分析亦可做定量的分析。直接经验少的项目常采用此法进行风险识别,能较全面的分析所有风险因素,但在大系统的识别过程中,可能会产生错误或遗漏。
3.2情景分析法
情景分析法是一种风险识别方法,通过相关的数据、图表和曲线等形式,来描绘和分析项目未来的某种状态或某种情况,从而对引起项目风险的关键因素及风险后果影响程度进行识别。情景分析法采用筛选、检测和诊断过程,描绘某些关键性因素对项目风险的影响。情景分析法注重说明风险产生的条件与因素,并且还要描述某些因素条件发生变化时,出现的风险类型、性质及其后果的严重性。情景分析法适用于项目中存在较多可变因素的风险预测与识别工作,可假定关键影响因素发生变化,构造多种情景,查看比较可能出现的多种结果,提醒决策者注意可能引起的风险及其不确定后果,对风险进行监测并选择合理有效的应对措施。
3.3核查表法
核查表(Checklist)是风险管理中记录和整理数据的常用工具。核查表中记录的都是历史上同类已完工程项目发生的风险,通过归纳总结类似项目的实施过程,将该类项石油钻井工程项目的风险管理研究目可能发生的潜在风险按风险源列于表中,建立基本的风险结构体系,供风险识别工作人员进行检查核对,判别风险识别核查表中所列的或類似的风险是否存在于某工程项目中。核查表法的优点是结合当前工程项目的特点,对照参考风险识别核查表,对识别的风险查漏补缺,有所借鉴。制定核查表时应注意,为确保意见的统一应该准确的表述要核查的内容及问题。
4、石油钻井作业安全评价
安全评价也称为风险评价或危险评价,是以实现工程、系统安全为目的,应用安全系统工程原理和方法,对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析,判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度,从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。安全评价作为预测、预防事故的重要手段,将传统安全管理方法的凭经验进行管理转变为预先辨识系统的危险性,事先预测、预防的“事前过程”。因此,可以说安全评价是安全管理和决策科学化的基础,是依靠现代科学技术预防事故的具体体现。 4.1石油钻井工程项目风险评价的作用
(1)通过风险评价,根据钻井项目、中各风险对钻井项目目标影响程度的差异,对钻井项目中的各类风险进行分析比较,按照风险概率的大小或风险损失后果的严重程度,确定诸风险的排序。在钻井项目风险管理阶段确定了各风险事件发生的先后顺序,可以为风险应对工作提供依据,便于合理选择风险应对措施。(2)通过风险评价,确定钻并工程项目中各风险事件相互间的关系,判断是否具有内在联系或存在相互转化现象。任何工程项目,其中隐藏的各风险事件看似互不相关,经过观察细致分析后,往往会发现其中一些风险事件是由同一风险源引起或有着密切的关联,在某种特定的条件下会发生相互转化。钻井项目的风险评价就是从项目的整体进行分析,明确存在于各风险事件间的因果关系,找出引起不同风险相互转化的条件,这样就可制定出系统完备的风险管理计划,降低风险事件的发生,以便减少损失。(3)通过风险评价,可以对钻井项目风险发生概率及其后果损失程度的估计结果有进一步的认识,可减少风险估计过程产生的不确定因素。通常估计的结果都会与实际值产生出入,有些可忽略不计,当差异过大时,就要在风险评价的过程中,对风险概率及其后果进行重新分析。(4)通过风险评价,利于确定采取怎样的风险应对措施,可以有效防止钻井项目中重大恶性安全事故的发生。
4.2石油钻井工程项目风险估计过程
(1)收集数据。收集与钻井项目中风险事件相关的历史数据和资料,资料和数据的来源主要是类似于所要进行的钻井项目的以往项目实施记录。(2)建立风险模型。对钻井工程项目风险事件发生概率及后果的量化是通过风险模型进行描述的。钻井工程项目的风险模型包括风险的概率模型和风险的损失模型。风险的概率模型是来描述钻井项目中不确定性因素与风险事件发生概率间的关系;而风险的损失模型就是对不确定性因素与风险事件发生后果的可能损失间关系的描述。(3)风险事件发生概率和后果的估计。石油钻井工程项目风险模型建立后,对每一风险事件发生的概率及其可能造成的后果进行估计时,应采用适当的估计方法。
5、结束语
海洋石油钻井作业是高风险、高投入作业。钻井平台远离陆地,工作环境恶劣,不确定性因素众多,作业风险相对较大。在钻进过程中,由于一些突发的地层因素或工艺、操作不当的影响,有可能出现卡钻、井漏、井涌、井喷等事故,进而导致钻具、钻井设备的损坏,增加钻井投入。因而尽早识别、分析、评估作业风险,采取相应的预防措施,进行海洋石油钻井作业全程安全评价及风险管理有助于降低作业风险及作业成本。
参考文献:
[1]浅谈石油鉆井作业的安全管理技术的应用[J].冷贵波.科技与企业.2015(11).
[2]钻井作业中的事故分析及风险管理研究[J].杨以春.中国石油和化工标准与质量.2014(12).
[3]石油钻井作业安全管理问题及解决对策[J].李富强.中国石油和化工标准与质量.2018(02).
(作者单位:中海油田服务股份有限公司)