基于全生命周期的海洋油氣項目集風險管理*

郭 放，段夢蘭，張 龍

(中國石油大學(北京) 海洋工程研究院，北京 102249)

0 引言

地球海洋面積3.6億km2，占地球表面的71.8%，廣闊的海域蘊藏著豐富的油氣資源，由于技術條件和經濟成本限制，絕大多數海床尚未進行油氣勘探開發。據現有勘探分析，已探明海洋油氣儲量僅占全球油氣儲量的34%，且開采程度很低，與現在的陸上油氣勘探開發程度存在很大差距，這表明海洋油氣具有巨大的開發潛能[1-3]。但是海洋油氣項目面臨的風險更多，且風險事故代價巨大[4-5]。為了避免和減輕各種不確定風險帶來的經濟、安全威脅，有必要進行強化海洋油氣項目集的風險分析管理。

目前，風險管理在國內外海洋油氣田開發中越來越受到重視，許多學者開展了此方面研究工作。崔映坤[6]在海上油氣田地質、開發技術、工程技術、政治經濟等風險點開展分析并給出了應對策略；邵強等[7]在海上油氣勘探階段開展研究給出了6大風險應對策略；崔源等[8]在海上石油設備溢油及防控做出研究，建立了溢油風險源數據庫和風險評價體系；Ratnayake[9], 胡顯偉等[10]利用定量分析、層次分析等方法在海底管道方面開展研究，提出海底管道風險評估理論和方法；張海娟[11]對海洋平臺棄置進行危害因素分析給出棄置作業控制措施。上述研究都是針對海洋油氣開發中1個環節或部分環節進行風險分析，很少考慮從項目集全生命周期和風險管理模式上研究分析風險。

本文結合項目、項目集風險管理知識，提出滾動風險管理模式，將海洋油氣特定區塊開發全生命周期劃分為籌備啟動、勘探、方案設計和設備建造、開發、生產運營、項目集收尾6個階段進行風險分析管理，同時結合各階段的風險預期經濟損失和時間損失，建立整體風險動態評價方法，建立項目組件級和項目集2級風險管理機制，有力保障項目集收益和項目集組織戰略目標的實現，指導海洋油氣項目集的風險分析管理。

1 海洋油氣項目集簡介

海洋油氣項目集是海洋油氣田甲方及其聯合開發者針對特定海洋油氣區塊為實現海洋油氣能源戰略保障、經濟收益保障所進行的各項目及相關活動的集合[12]。特定區塊的海洋油氣項目開發生命周期包括籌備啟動、勘探、方案設計和設備建造、開發、生產運營和項目集收尾共6個階段，如圖1所示。風險存在于項目集的各個階段環節，項目集的風險管理貫穿生命周期全過程。

圖1 項目集生命周期Fig.1 Program life cycle

勘探階段是為尋找區塊內油氣藏和收集鉆完井和平臺設計數據所進行的有關海底地質、油氣藏儲層、海洋環境等勘察工作，內容包含地質研究(地震勘察)、海水數據收集、海風數據收集、海床研究、編寫整體開發方案等。

方案設計和設備建造階段是利用勘探階段所得數據由各研究院所等機構設計合理的鉆完井方案、鉆井平臺設計方案、鉆井平臺安裝方案、水下生產系統設計方案、水下生產系統安裝方案、海底管道設計方案等有關油氣田開發的設計方案和施工方案，同時，完成關鍵設備(如鉆井平臺、水下生產設備、海底管道)的建造任務[13]。

開發階段是利用上一階段交付的關鍵設備依照制定的開發方案和安裝施工方案進行設備安裝和油氣開發，內容包括鉆井平臺安裝建設、水下生產系統安裝建設、鉆完井施工、生產平臺安裝建設、海底管道安裝建設和整體測試生產等。

生產運營階段是將前面項目所提交的成果，包括海底完整井筒通道、水下生產系統、海面平臺、海底輸油管道及附帶的有利于項目集戰略目標實現的相關知識、經驗教訓，移交生產運營部門來運行油氣開采、運輸、銷售，產生的持續收益的全過程。

項目集收尾階段是對海底油氣井進行封井或永久棄井處理，對水下生產系統、輸送管道、水面設備進行回收處理，關閉項目集所有合同，驗證項目集是否達到其戰略目標，進行項目集收尾驗收并進行組織經驗總結的全過程。

海洋油氣項目集是典型的完整收益交付的例子，從項目集開始直到項目集處于生產運營環節才開始收益交付。整個項目集的風險成本在全生命周期中是逐漸上升的，越到項目收尾，發生風險事故所付出的經濟代價越大。全生命周期的風險管理就是為了在整個項目集過程中規避風險、減小風險發生概率或降低風險事故發生帶來的經濟損失。預期風險經濟損失和預期風險時間延誤的公式如下：

(1)

(2)

式中：W為預期風險經濟損失，元；V為預期風險時間延誤，d；n表示風險事故發生帶來損害分成n個等級；Mi表示風險事故發生所帶來的i級經濟損失，元；Ti表示風險事故發生所帶來的i級時間延誤，d；xi表示第i級風險損失發生的概率。

2 生命周期風險滾動管理

項目集的風險管理持續貫穿于項目集進行的全生命周期，主要存在項目集組件層面(生命周期)和項目集層面。生命周期內的風險管理是項目集風險管理的基礎。

滾動風險管理模式，是在項目集各階段內循環進行風險識別、評估、監控、評估和應對，其示意圖如圖2所示。識別在循環中主要采用專家經驗法或借鑒組織資產中相似項目的風險識別對本項目中風險進行識別，或對采用風險控制措施及應對事故后的系統重新進行識別，發現新的風險及風險變更。評估是評定已發現風險的類別、屬性，同時制定應對方案，或對各風險監控結果進行評估，判斷是否超出風險閾值及可能帶來的影響，以及刪除已過時的風險[14]。監控是隨項目進行跟蹤各風險項，發現記錄風險項的變化。應對是對超過風險閾值或已產生影響的風險項采用預定風險控制措施或直接應對風險導致的事故。

圖2 階段滾動風險管理Fig.2 Rolling risk management model of stage

在各階段采用這種滾動式的風險管理方法，有利于及時發現新風險，更新風險狀態，動態降低風險可能帶來的經濟損失。引入風險控制因子εi和δi，這2個控制因子是用來表示采用滾動式風險管理后的風險改變系數，同時根據式(1)、 式(2)建立風險動態經濟損失計算式(3)和風險動態時間延誤計算式(4)。對不同類型的風險，風險控制因子εi，δi可以用于表示減低了風險發生概率，也可以用于表示降低了風險事故發生帶來的損失或表示兩者都降低。

(3)

(4)

式中：Wd為風險動態經濟損失，元；Vd為風險動態時間延誤，d。

3 生命周期風險分析和整體風險動態管理

3.1 生命周期各階段風險分析

3.1.1 籌備啟動階段

籌備啟動階段風險的不確定性最大，最大的不確定來自干系人對風險的認識與組織戰略目標的沖突。該階段應制定清晰明確的組織戰略目標，溝通獲得關鍵干系人的書面確定需求，針對已知風險做出整體可行性報告，同時制定有關風險管理方法、通過風險滾動管理完善風險登記冊。

風險識別采用風險分解結構(Risk Breakdown Structure)方法，有助于識別各方面的風險，圖3為項目集籌備啟動階段的風險分解結構圖。該階段涉及的風險有：政策法規、干系人、資金、技術、環境等[15]。

圖3 籌備啟動階段風險分解結構Fig.3 Risk breakdown structure ofinitiation phase

3.1.2 勘探階段

勘探階段最大的不確定來自海洋自然環境、勘探技術和油藏真實工業可采儲量。海洋自然環境風險既包括水深、溫度，又包括風、浪、流、冰等自然氣候條件的挑戰[16- 17]。勘探技術風險主要考慮海洋勘探環境有別于陸上，水深、低溫、風浪流等因素的影響使得海上尋找油氣所需要的技術更具有挑戰。油藏真實工業可采儲量風險表示的是判斷在現有的技術、設備條件下區塊油田所具有的工業開采儲量在經濟上價值。

勘探階段應根據實際情況制定準確完備的勘探技術方案，做好應對海洋自然環境的計劃。圖4為勘探階段風險分解結構圖。

3.1.3 方案設計和設備建造階段

生命周期中方案設計和設備建造階段的設計方案是最多的，其最大的不確定性因素來自海洋設備設計建造，該階段的風險分解結構圖如圖5所示。各設計方案的數據來源和設計結果會有許多交互作用，同時方案還要考慮海洋風浪流、水壓、腐蝕等許多因素的影響，這增加了選型設計難度。

圖4 勘探階段風險分解結構Fig.4 Risk breakdown structure of exploration phase

圖5 方案設計和建造階段風險分解結構Fig.5 Risk breakdown structure of design and construction phase

方案設計和設備建造階段應給出清晰明確的各設計方案技術要求，與設計方建立緊密和快速反應的溝通機制，設備建造中采用全面質量管理，保障質量達標。

方案設計和設備建造階段應根據實際情況制定準確完備的勘探技術方案，做好應對海洋自然環境的計劃。

3.1.4 開發階段

生命周期中的開發階段需要面對的風險最多，不確定性因素來自開發設備組件的海洋工程安裝、海洋油氣開發技術和整體輸油渠道安全[18]，該階段的風險分解結構圖如圖6所示。

圖6 開發階段風險分解結構Fig.6 Risk breakdown structure of development phase

開發階段應運用滾動風險管理進行更快速的風險迭代識別、監控，同時制定完備多層面多等級的應急計劃或彈回計劃。

3.1.5 生產運營階段

生產運營階段最大的不確定性因素是海洋油氣開采和油氣銷售市場環境，該階段的風險分解結構如圖7所示。

該階段應根據油氣銷售市場油氣價格和組織戰略需求來制定生產計劃，制定長期的市場跟蹤調查和預測機制，減緩油價對項目集收益影響，同時對油氣輸送通道進行定期巡回檢測，建立長久的監控機制，降低輸送渠道發生風險事故的概率。

圖7 生產運營階段風險分解結構Fig.7 Risk breakdown structure of manufacturing operation phase

3.1.6 項目集收尾階段

項目集收尾階段的不確定性最小，最大的不確定性因素來自棄井作業[19]，最大價值是組織復盤，總結風險管理經驗，更新組織過程資產。該階段風險分解結構圖如圖8所示。

項目集收尾階段棄井作業中要注意環境保護并制定后期的棄井作業效果追蹤。項目集復盤中考察回顧所有風險的識別、評估、監控和應對，對經驗教訓和最佳風險實踐進行總結，從而更新組織過程資產，為以后風險管理提供最有價值的借鑒。

圖8 項目集收尾階段風險分解結構Fig.8 Risk breakdown structure of closure phase

3.2 整體風險動態評估

海洋油氣項目集全生命周期分成籌備啟動階段、勘探階段、方案設計和設備建造階段、開發階段、生產運營階段、項目集收尾階段。這6個階段覆蓋整個項目集，風險先在單個階段的生命周期內利用滾動風險管理模式進行控制，當風險在單個階段的生命周期內解決不了或具有累積效應時，風險就會上升到更高的層面。針對時間、成本和質量控制要素，項目集層面風險評估用累積風險經濟損失、累積風險時間延誤、累積風險質量控制來表示。

累積風險質量控制是在各階段項目的時間節點，依據項目既定檢驗指標進行成果質量審核，采用一票否決制，只要有1項質量指標不合格就不通過驗收。累積風險經濟損失、累積風險時間延誤通過累加各階段項目預期風險經濟損失和關鍵路徑預期風險時間延誤求得。

預期風險損失矩陣形式如表1所示。表1中對于每個風險按發生概率將影響分成3個區，即高概率、中等概率和低概率影響，同時將風險可能導致的損失用經濟損失Mi、時間延誤Ti來衡量。對于關鍵風險或有重大影響的風險可劃分為更多的概率區塊來細化評估。表1中各數據可用專家判斷、定量分析建模技術或借鑒組織過程資產中類似項目等方式來獲取。

表1 預期風險損失矩陣Table 1 Expected matrix of risk loss

項目初期，利用表1和式(1)、式(2)可以計算出項目開始時單個風險的預期風險經濟損失和時間延誤，最后把所有的風險預期損害求和，就得出項目開始時整體的風險預期經濟損失和時間延誤。通過單個風險的開始預期損失，結合專家判斷、會議等方法，制定各風險的應對策略(規避、轉移、減輕和接受)。計算出的項目開始時整體的風險預期損失為成本估算中應急儲備設置提供依據，同時有利于量化評估項目風險。

項目進行過程中，對項目風險進行跟蹤識別、評估、監督，更新風險損失矩陣中的數據，然后利用式(3)、式(4)和表1中動態的數據，計算出采用風險管理后項目過程中單個風險的風險動態經濟損失和動態時間延誤，最后把所有的風險預期損害求和即可得出項目集整體動態累積風險經濟損失和累積風險時間延誤。

計算出的項目集整體動態累積的風險經濟損失和時間延誤又為項目集的生命周期管理提供依據。當計算得出的指標過高或超過閾值時，就需分析所有風險，采取措施(如延期，追加投資，趕工；超支，協調，追加投資或合同方自擔等)，進一步降低風險控制因子εi和δi，實現整體風險動態評估和管理，使項目集整體風險處于可接受水平。

4 結論

1)將海洋油氣項目集全生命周期劃分為6個階段；基于項目、項目集風險管理知識，提出滾動風險管理模式。

2)給出各生命階段的風險分解結構圖和風險應對策略，在項目集生命周期各階段內循環進行風險識別、評估、監控、評估和應對。

3)針對時間、成本和質量控制要素提出項目集整體風險動態評估方法。通過生命周期內各階段滾動風險管理模式和整體風險動態評估2級風險監控管理，持續更新風險、降低風險事故帶來的損失，使項目集整體風險處于可接受水平。