石油鉆井作業風險分析與事故預防

王 濤 ，陳 剛

1.中國石油天然氣集團公司長城鉆探公司遼河分部綜合辦，遼寧盤錦 124010

2.中國石油化工股份有限公司天然氣川氣東送管道分公司物資裝備部，湖北武漢 430223

石油鉆井作業風險分析與事故預防

王 濤1，陳 剛2

1.中國石油天然氣集團公司長城鉆探公司遼河分部綜合辦，遼寧盤錦 124010

2.中國石油化工股份有限公司天然氣川氣東送管道分公司物資裝備部，湖北武漢 430223

石油天然氣鉆井作業是高收入、高風險和高技術水平的特殊工作。由于鉆井工藝和鉆井場所的特殊性，在鉆井作業的不同階段和不同環節中，均存在對人員身體健康、人員與設施安全和生態環境等不同程度和不同形式的影響及危害。石油鉆井作業的風險分析和事故預防即是對這些風險進行辯識與評估，對這些風險進行定性或定量分析，得出系統發生風險的可能性及其后果（形式、種類）、參數特征，估計其概率分布大小、風險率的大小、后果嚴重程度，以確定風險是否可以接受，并根據這些結論制定有效的預防、控制措施和應急預案以尋求最低事故率，最少的損失和最優的安全投資效應。本文對石油鉆井作業風險分析與事故預防進行論述。

石油鉆井；風險分析；事故預防

0 引言

由于鉆井工藝和鉆井場所的特殊性，在鉆井作業的不同階段和不同環節中，均存在對人員身體健康、人員與設施安全和生態環境等不同程度和不同形式的影響及危害。石油鉆井作業的風險分析和事故預防即是對這些風險進行辯識與評估，對這些風險進行定性或定量分析，得出系統發生風險的可能性及其后果（形式、種類）、參數特征，估計其概率分布大小、風險率的大小、后果嚴重程度，以確定風險是否可以接受，并根據這些結論制定有效的預防、控制措施和應急預案以尋求最低事故率，最少的損失和最優的安全投資效應。

1 石油鉆井作業風險分析

適應于作業風險分析方法有幾十種之多，各種方法都各具特點并適于特定的場合。主要有：如果……怎么樣/檢查表，如果……怎么樣/檢查表，預先危險分析，作業條件風險分析法，危險及可操作性研究，故障類型及影響分析，事故樹分析，事件樹分析，模糊風險分析法，美國道化學公司及英國蒙德分部的危險指數方法，原因、后果分析，人員失誤分析，荷蘭的單元或工廠設備分類快速排序法等。根據鉆井作業地區環境調查結果和鉆井作業活動中易發生事故環節以及日常管理經驗，從人的行為、物理狀態、環境因素等方面進行分析、對鉆井作業項目的全過程進行風險因素識別。可采用作業條件風險分析法、危險及可操作性研究、故障類型及影響分析、事故樹分析、事件樹分析、模糊風險分析法等定性方法和定量方法進行風險識別。下面以模糊綜合風險評價為例對某井隊鉆井作業過程存在的風險情況進行評價。

1.1 安全模糊綜合評價方法

模糊綜合評價就是以模糊數學為基礎，應用模糊關系合成的原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，從而對實際的綜合評價問題進行評價的一種方法。在鉆井作業中，由于多數安全問題具有多目標、多屬性的特點，研究安全經濟問題及其效用宜采用多目標分析。而勞動安全模糊綜合評價法，應用數學家馮·諾伊曼的新效用理論的概念及性質十分方便，能很好的解決這一類型的安全評價問題。

1.1.1 權向量A的確定

在安全評價中，確定各指標的權重的方法有很多種，AHP方法（層次分析法）是一種較為成熟和有效的方法。它是一種有效地將錯綜復雜、模糊不清的相互關系轉化為定量分析的方法。AHP把需要研究的復雜問題分解為不同的組成單元，并根據總目標的要求，按相互關系影響劃分為有序遞階層次結構圖。然后通過兩兩比較，確定層次中諸指標相對于上一層次所屬因素的相對重要性，構造出兩兩比較判斷矩陣，然后綜合這些判斷，決定各指標相對重要性的總的排序。

在建立梯階層次結構體系后，根據上下層次之間的隸屬關系，構造判斷矩陣。以上一層次某因素為準則，它對下一層次各指標有支配關系，通過兩兩比較下一層次各指標對上一層次某因素的相對重要性，并給予一定的分值Ck，建立比較判斷矩陣，根據AHP算法，對矩陣進行合理性判斷運算。在一般情況下，每個單元的評價項目權向量可以憑經驗即可進行大致判斷，沒有必要使用AHP方法。

1.1.2 模糊合成算子

模糊綜合評價的原理是模糊變換，模型為：

其中“。”為模糊合成算子，即為M(*,?)，“*”和“?”是模糊變換的兩種運算，具體為

1.2 鉆井作業風險安全評價

通過權重計算得四類人的評價權重分別為：04845、0.1094、0.2967、0.1094，稍加調整為 ：0.5、0.1、0.3、0.1，即 ：

[檢驗人、管理人、技術人、操作人]=[ 0.5、0.1、0.3、0.1]

通過0-1-3-5評分系列打分后，將安全檢查表進行統計分析，結果如表1所示。

1.2.1 鉆井工程安全性模糊綜合評價

取評價級數為5，分別為很安全、較安全、中等、較不安全、很不安全，即V= [很安全，較安全，中等，較不安全，很不安全]，給各級數賦值如下：

[很安全，較安全，中等，較不安全，很不安全 ]=[1，0.8，0.6，0.4，0.2]

在鉆井工程眾多安全影響因素中歸納篩選出23個因子，并按施工過程分為四大類：鉆井設備搬遷、設備安裝及校正、鉆進過程、完井。即U=[鉆井設備搬遷、設備安裝及校正、鉆進過程、完井]。通過層次分析法計算出各單元及分單元的權重，如表2所示。

采用多維量表法來確定模糊關系矩陣R將安全級數和評價單元的模糊關系統計得，如表3。

表1 鉆井作業各過程結果匯總

表2 鉆井工程單元劃分

表3 安全級數和評價單元的模糊關系統計表

根據安全級數和評價單元的模糊關系統計表可得出模糊矩陣R。

采用第四種模糊合成算子將矩陣進行模糊變換，模型為：

k 取2，采用加權平均原則確定評價等級，則

將所得的B'轉換成評價等級。即

得：

系統安全級數 = 0.7077

故系統安全等級在中等安全和較安全之間。

2 鉆井作業風險削減措施

在鉆井作業中應本著“安全第一，預防為主”的方針，建立一套完善的HSE保障體系，制定出具體的預防控制、消除險情的措施。鉆井作業HSE風險削減措施的制定和實施，涉及到鉆井施工過程中管理的各個方面，既需要有削減風險措施的保障體系，也需要各級領導的承諾和人、財、物的支持。同時，當有多種措施可用時，應通過綜合經濟分析來選擇，使風險削減程度與風險削減過程的時間、難度和代價之間達到一種平衡，即將風險降低到“合理實際并盡可能低” 的水平。

[1]中國石油天然氣集團公司HSE指導委員會編著.鉆井作業HSE風險管理[M].石油工業出版社，2001，12.

[2]羅云，樊運曉，馬曉春編著.風險分析與安全評價[M].2版.化學工業出版社，2005，1.

[3]吳宗之，高進東編著.重大危險源辨識與控制[M].冶金工業出版社，2001，6.

[6]黃敏編著.石油天然氣行業環境和職業健康安全管理體系（建立與運行）[M].中國標準出版社，2004，1.

[4]馮肇瑞，崔國璋主編.安全系統工程[M].冶金工業出版社，1987，6.

[5]劉子春，張召平，石鳳編著.鉆井工程事故預防與處理[M].中國石化出版社，2003，1.

[6]李巍，張震，閆毓霞主編.油田生產環境安全評價與管理[M].化學工業出版社，2005，3.

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1674-6708（2010）30-0215-02