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1172 基于海洋石油钻井风险管理的研究

基于海洋石油钻井作业的风险管理研究

李富荣

（中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部， 266280 天津市大港区）

摘要风险管理是HSE管理体系的核心内容。海洋石油钻井作业具有高风险性且投入巨大，风险管理工作至关重要。风险管理就是在风

险分析与评估的基础上，采取有针对性的措施，将各项作业的风险降到

可接受的水平。本文结合中国石油海洋公司（CPOE）的风险分析评估方

法，分析了海洋石油钻井作业各阶段的主要风险并对海洋石油钻井作业

的风险管理方法与工作流程进行了研究，以期对海洋石油钻井风险管理

有所帮助。

关键词海洋石油钻井风险分析风险评估动态风险管理

0 引言

海洋石油钻井作业属于高风险作业类型。海洋石油钻井平台上设施高度集中，周围又有着各种易燃易爆物品，作业中存在着大量复杂和不确定性因素，实际钻井过程中会遇到一些预想不到的问题，加之海上作业环境更为恶劣，使得海洋钻井作业具有很大的风险，也给事故的应急救援带来了一定的难度。因而做好海洋石油钻井作业的风险管理至关重要。

1 风险管理

美国经济学家加尔布雷斯曾经指出：管理有两大主题是战略管理和风险管理。由此可见风险管理的重要性。

风险（risk）不同于危险，是对事故发生概率和发生后果的综合考虑。风险管理（risk management）是指对可能遇到的风险进行预测、识别、评估和分析，并在此基础上有效的处置风险，以最低的成本实现最大的风险保障的科学管理方法。海洋石油钻井风险管理意味着提前预知事故的发生状态并将事故降至最低点，决策之前综合考虑各种因素，根据现场情况修正方案，采用最佳方式处理钻井作业中出现的各种问题。

1.1 个人及社会风险

个人风险是空间位置坐标的函数，在区域的地图上，将个人风险值相等的点连接起来，就构成了不同水平个人风险值的等值线。个人风险不是针对任何人员，而是针对装置/设施以外某一被计算的具体位置。而某种意义上讲，社会风险与位置无关，而是与周围人口密度相结合的危险活动的风险量度，因此如果没有人员出现在危险活动的现场，则社会风险为零，而个人风险值可能较高。

个人风险与可接受水平的对比参考了最低合理可行原则（ALARP原则），ALARP 原则将风险分为3 个区域，即不可接受区、合理可行的最低限度区和广泛接受区，见图1。若风险评估值在不可接受区，必须采取强制性措施减少风险。在广泛接受区，风险处于很低的水平，完全可以接受，可不采用任何风险减少措施。在合理可行的最低限度区，则需要在可能的情况下尽量减少风险，即对各种风险处理措施方案进行成本效益分析等，以决定是否采取这些措施。ALARP 原则包含2 个风险分界线，分别是可接受风险水平线和可忽略风险水平线。

图1 最低合理可行原则（ALARP原则）

社会风险用于描述事故发生概率与事故造成的人员受伤或死亡人数的相互关系，是指同时影响许多人的灾难性事故的风险。确定的方法主要采用F-N曲线方法。主要参考国外推荐的社会风险基准，如图2所示。根据实际F-N 曲线落入的区域，即可采取不同的对策措施。

图2 国外社会风险容许标准曲线

1.2 海洋钻井风险分析

海洋石油钻井作业的高风险性有几个客观的影响因素：(1) 各种设备、人员的生活、生产均集中在有限的平台空间上，远离陆地；(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；(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；(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；(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；(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；(7) 钻井作业意外事故容易造成海洋的污染。

海洋石油钻井作业的风险基本上可以分为海洋油气储层风险、海洋钻井地层风险、海洋钻井设计风险、海洋钻井施工风险、海洋钻井工艺风险及海洋钻井设备风险等几大类。海洋油气储层风险是由于对海底地层的资料掌握不准确、不全面所造成的风险；海洋钻井地层风险是在钻进的过程中遇到海底的一些特殊构造、岩性的岩层所造成的风险；海洋钻井设计风险是由于设计方案的偏差而引起的风险；海洋钻井施工风险是在平台施工过程中未严格按照施工方案活管理不当所造成的风险；海洋钻井工艺风险是指海洋钻井的特殊工艺作业时出现的风险；海洋钻井设备风险是指钻井平台设备建造布局缺陷或故障所造成的风险。根据工作的进程，每项风险可以细化，层层剖析为作业阶段节点的主要风险，例如根据海洋钻井施工的各个阶段，关键点可以将海洋钻井施工风险细化成各个阶段所面临的主要风险（如表1），制定相关的对策措施。

表1 钻井作业各阶段风险分析

序号作业阶段面临的主要风险主要影响

1 2 3 4 5 6 7 8 9

拖航就位

平台压载

钻进

起钻

下钻

井口操作

硫化氢溢出

井喷失控

钻井液处理剂及原材料

钻井液及作业污水

固井作业

测井作业

试油作业

平台舷边舷外作业

排出的钻屑及废浆

设备维护、保养

钻井平台生活楼

失控漂移，失稳倾覆

造成环境局部破坏

钻井设备产生噪音

井喷（潜在）

井漏（潜在）

落物及意外事故

毒性，着火，爆炸

着火（潜在）

腐蚀刺激皮肤、粉尘、毒性

破坏海洋环境

水泥失重，诱发井喷

放射源泄露（潜在）

原油、烃类气体溢出、造成

火灾爆炸

人员落水

破坏海洋环境

产生废弃物、油污

产生生活垃圾

人身安全，设备财产损失

海洋生物等生态环境

人的正常生活

威胁人身及财产安全

污染地下水源

危害人身安全

威胁人和设备安全、污染环境

危害人体健康

影响海洋生物，污染海水

威胁人身和财产安全

危害人体健康、污染环境

污染环境、威胁人身财产安全

危害人身安全

生态环境

污染海洋环境

1.3海洋钻井风险评估

风险评估工作可具体按照以下的步骤实施：

（1）定量计算出总风险，与已有的风险评价标准进行比较，看其是否是可接受的风险。如果不是就要对其进行进一步的分析，找出使总风险不在可接受范围内的主要风险因素，具体研究这些因素的防控办法。

（2）针对已经找到的，对总风险影响最大的安全隐患提出改进措施。并评估实施这些改进措施后对总风险有哪些影响，也就是这些措施可以使总风险降低的程度。

（3）对能有效的降低总风险的安全改进措施进行分析，列出实施这些措施所需经费、时间、人员、外部条件等。把这些措施的实施成本与总风险降低的程度进行比较，看其是否具有可行性。

（4）实施可行的安全改进措施，跟踪分析这些措施的实施成果，评价其是否达到了预期的目标。对未达目标的措施进行改进，再对其进行成本效益分析，使之达到可行的标准。

海洋石油钻井作业HSE管理体系中最主要的管理思想和管理理念就是一切事故都是可以预防的。HSE管理的出发点是预防为主，因此及早识别隐患、评估可能的风险是HSE管理的关键。风险评估方法的应用本质上也是为了更加有效的进行风险的管理。目前已有的风险评估方法主要有：层次分析法（AHP）、决策树法、蒙特卡罗法、敏感性分析、模糊综合评价法和功效系数法等，中国石油海洋公司（CPOE）作业安全风险评价采用的是IADC （International association drilling contractor国际钻井承包商协会） HSE Case 中推荐的结构化危害识别和控制方法SHIDAC(structured hazard identification and control)，该方法是ISO 17776 中所提到的一种风险管理方法。首先进行风险辨识，然后对照风险矩阵（如表2）进行定性风险评估，根据风险评估的结果采取相应的对策措施。

2 海洋石油钻井动态风险管理流程

海洋石油钻井由于作业环境及作业性质的特殊性，其施工现场安全事故频发，原因十分的复杂，但运用风险管理方法，采用全面的危险源辨识，进行有效的风险控制，可以系统、动态、深刻的认识和控制各种隐患，降低风险。

海洋石油钻井风险管理流程的设计优先考虑地下是否存在威胁钻井方面的地质风险，开钻前对所有风险因素进行评估，不断收集资料，将其进行解析后反馈到钻井设计和地层模型中变成动态文件，如图3所示。核心部分分为三个阶段：（1）首先确定井位；（2）做合适的钻井设计；（3）执行设计并在施工中进行摸索。总之，该钻井作业的风险管理方法和工作流程是从设计阶段得到可行性方案，将之变成可操作性钻井技术，应用在实际工作中帮助解决钻井的风险问题。

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表2 风险矩阵表

Impact area 影响范围

Consequences/ severity 后果/严重程度 People 人员

医疗处理、中等健康影响

或更低

损失工作日或严重的健

康影响一人死亡、多人住院治疗或

严重的健康影响多个人员死亡，大量人员住院治疗或严重的健

康影响

Environment 环境溢油＜1吨 1吨≤溢油＜10吨

10吨≤溢油＜100吨

溢油≥100吨 Company Reputation 公司声誉局部影响省市范围

国内影响

国际影响 Assets/Production 财产损害/生产损失

经济损失＜10万

10万≤经济损失＜100万 100万≤经济损失＜500万

经济损失≥500万

S1 S2 S3 S4 频率/可能性

在CPOE 范围内每年发生过数次 F4 中等风险高风险高风险高风险在CPOE 范围内曾经发生过 F3 低风险中等风险高风险高风险在海上油气勘探生产

领域发生过 F2 低风险中等风险中等风险高风险在海上油气勘探生产领域没有发生过 F1

低风险

中等风险

HIGH RISK 高风险立即执行临时缓解措施，必须采取管理性控制措施或可行的工程措施作为长期的解决方案

MEDIUM RISK 中等风险确保降低风险的程序和控制措施到位，遵循“ALARP”原则

LOW RISK 低风险

通常不需要采取风险降低措施，可以通过工作前安全会议和工作安全评估来识别相应的措施

分析预测井位运行情况

图3 海洋石油钻井风险管理简要流程

3 结语

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，作业的风险相对较大。在钻进的过程中，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风险管理有助于降低作业风险及作业成本。 4 参考文献

1 彭继轩，穆龙新，吕功训.HSE 管理中的风险分析方法[J].中国安全生产科学技术，2006，1

2 2 安海静，胡军.基于海洋石油作业事故风险分析的应急研究[J].中国安全生产科学技术，2009，2

3 李琪，常笃，徐英卓等.基于知识集成的石油钻井风险管理系统研究.石油学报，2009，9

4 杨勇.海洋石油现场安全管理模式及特点分析[J].化学工程与装备，2010，6

5 申学义，孙永华.钻井风险管理[J].国外油田工程，2001,17（9）:36-39. Shen Xueyi, Sun Yonghua. Drilling risk management [J]. Foreign Oilfield Engineering, 2001, 17( 9): 36-39

6 Offshaore injury, ill health and incident statistics 2004/2005, Health and Safety Executive, March 2006

7 中国石油天然气集团公司2006年海外HSE 工作会议交流材料.中国石油天然气集团公司国际事业部，2006

（李富荣中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部天津市大港油田

邮编： 266280 电话：152********）出师表

两汉：诸葛亮

先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。

今当远离，临表涕零，不知所言。