海上采油平臺改造項目的常用安全分析方法

占有明(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

1 概述

1.1 研究背景和目的

海上采油平臺改造項目作為現代工程建設的重要組成部分，承擔著維護海洋資源開發和利用的任務。然而，由于海洋環境的復雜性和高風險因素的存在，海上采油平臺改造項目的安全性備受關注。在海上采油平臺改造項目中，如何準確評估和控制潛在的安全風險是一個重要挑戰。因此，本研究旨在探討海上采油平臺改造項目中常用的安全分析方法，以提供工程師和項目管理者在項目實施過程中進行安全風險評估和控制的參考。

1.2 研究意義

海上采油平臺改造項目的安全性直接關系到工作人員的生命安全和資產的保護。通過深入研究海上采油平臺改造項目常用的安全分析方法，可以提高工程師和項目管理者對潛在安全風險的識別和評估能力。此外，研究結果還可以為相關領域的從業人員提供參考，促進行業的安全管理水平的提升。

2 海上采油平臺改造項目概述

2.1 海上采油平臺改造項目的特點

海上采油平臺改造項目是指對現有海上采油平臺上的相關設施進行改進和升級的工程項目，其特點為：

(1)復雜的海洋環境。海上采油平臺改造項目常常發生在海洋環境復雜、氣候惡劣的海域。海上采油平臺需要面對海浪、海風、潮汐、鹽霧等多種自然環境因素的影響，這增加了項目實施的難度和風險。

(2)高風險因素。海上采油平臺改造項目面臨的風險因素包括施工安全風險、人員安全風險、環境安全風險等。因為項目所處的特殊環境和工作條件，意外事故可能會對人員安全和環境造成嚴重影響，因此安全管理在海上采油平臺改造項目中至關重要。

(3)多學科交叉。海上采油平臺改造項目需要涉及多個學科領域的知識和技術，各個學科之間的協調與合作對項目的成功實施至關重要[1]。

2.2 海上采油平臺改造項目的重要性

海上采油平臺改造項目具有重要的實際意義和經濟價值，具體表現為：

(1)延長使用壽命。通過對海上采油平臺的改造和升級，可以延長其使用壽命，提高其性能和功能，降低運維成本，從而實現更長期的資源開發和利用。

(2)提高安全性和環境保護。通過對海上采油平臺的改造和升級，可以提高其安全性能，減少事故和災害的發生概率，保護工作人員的安全和環境的可持續發展。

(3)滿足油田開發生產需要。通過對海上采油平臺的改造和升級以適應油田進一步開發生產的需要[2]。

(4)推動技術創新和發展。海上采油平臺改造項目需要引入新的技術和工藝，促進相關領域的技術創新和發展，推動整個行業的進步和提升。

3 常用的安全分析方法

3.1 危險與可操作性

危險與可操作性(hazard and operability，HAZOP)。HAZOP 是一種常用的定量風險評估方法，廣泛應用于海上采油平臺改造項目。它通過系統地檢查和分析設計、操作和維護過程中的危險和異常情況，識別可能導致事故或故障的因素，并評估其潛在的影響程度。HAZOP 主要步驟如下：

(1)確定評估對象。選擇需要評估的系統、設備或工藝。

(2)組織評估團隊。組建跨學科的專家團隊，包括工程師、操作人員、安全專家等。

(3) 制定HAZOP 細節。定義HAZOP 評估的目標、范圍和方法。

(4)開展HAZOP 會議。在會議上，評估團隊對系統或工藝的不同節點和參數進行系統性的討論和分析，識別潛在的危險和異常情況。

(5)生成HAZOP 報告。根據會議討論的結果，撰寫詳細的HAZOP 報告，包括識別的風險、其潛在影響和建議的控制措施。

HAZOP 方法通過系統性地分析和評估不同操作節點和參數的風險，有助于提前識別潛在的安全隱患，并制定相應的控制和管理策略，以減少事故的發生概率，確保海上采油平臺改造項目的安全實施[3]。

3.2 事件樹分析法

事件樹分析法(ETA)是一種定量風險評估方法，用于分析和評估特定事件發生后可能產生的不同結果和后果。ETA 通過構建事件樹，系統地描述和分析不同事件和決策之間的邏輯關系，以便評估特定事件鏈的概率和影響。

ETA 的步驟包括：

(1)確定評估對象。選擇需要評估的特定事件或情景，例如事故發生、設備失效等。

(2)識別事件鏈。通過對評估對象進行系統性分析，識別導致特定事件的可能原因和條件。

(3)構建事件樹。根據事件鏈的邏輯關系，構建一個事件樹，將不同事件和決策以樹狀結構進行表示。

(4)確定事件概率。根據歷史數據、專家判斷或其他可用信息，確定每個事件在特定條件下發生的概率。

(5)評估結果和后果。通過對事件樹的分析，評估特定事件鏈的概率和可能的結果或后果。

通過事件樹分析法(ETA)，可以對海上采油平臺改造項目中潛在事件的發生概率和可能的后果進行定量評估。這有助于項目管理者識別高風險事件、制定相應的預防和應對策略，并采取有效的措施降低風險。

3.3 失效模式和影響分析法

失效模式和影響分析法(FMEA) 是一種常用的定性和定量風險評估方法，用于識別和評估系統、設備或過程中的潛在失效模式和其對系統性能和功能的影響。FMEA 通過對系統組成部分的失效模式、失效原因和影響進行分析，幫助確定風險等級和采取相應的控制措施。FMEA 的主要步驟如下：

(1)確定評估對象。選擇需要評估的系統、設備或過程。

(2)識別失效模式。通過專家討論、文獻研究等方法，識別系統或設備可能出現的失效模式。

(3)確定失效原因。分析每個失效模式發生的可能原因和機制。

(4)評估失效影響。評估每個失效模式對系統性能和功能的潛在影響，包括安全、可靠性、可用性等方面。

(5)確定風險等級。根據失效的可能性和影響程度，確定每個失效模式的風險等級，并優先處理高風險的失效模式。

FMEA 方法可以幫助工程師和項目管理者識別和理解系統或設備中的潛在失效模式。

4 案例研究

A 平臺位于渤海西部海域，平臺上有多口生產井，其中有高壓高溫生產井4 口，如果全液開采井口溫度會超出原始設計溫度。如果溫度超過設計溫度時，原油單井管道法蘭不滿足關井工況要求，存在泄漏風險，可能會造成非常嚴重的后果，所以需要進行更換并進行降溫流程改造。

針對此改造項目，A 平臺委托第三方開展了HAZOP 分析。此次 HAZOP 分析基于A 平臺新增開發井相關處理流程擴容項目的相關圖紙等資料進行，以辨識A 平臺新增開發井相關處理流程擴容項目工藝流程中可能存在的危險和可操作性問題。

通過HAZOP 分析，研究各參數產生偏差的原因、可能導致的后果以及已采取的安全措施，從而識別和評估潛在的風險和可操作性問題。

此次 HAZOP 分析為A 平臺新增開發井相關處理流程擴容項目提出建議，有效降低A 平臺新增開發井相關處理流程擴容項目潛在的工藝風險。

最后，A 平臺根據分析結果落實建議措施。

5 改進和建議

5.1 對現有安全分析方法的優化建議

本文提出對現有安全分析方法的優化建議，以提高其適用性和效果。

(1)方法整合和綜合應用。將不同的安全分析方法進行整合和綜合應用，以綜合考慮不同的風險因素和評估要素。通過結合定性和定量方法、事件樹分析和失效模式分析等，可以獲得更全面和準確的風險評估結果。

(2)數據驅動和模型化分析。利用大數據、模型化分析和計算機模擬等技術，將安全分析方法與數據驅動的分析相結合，以更精確地評估和預測潛在的安全風險。通過建立和應用可靠的數據模型，可以提高分析的準確性和可靠性。

(3)可視化和交互式分析工具。開發和應用可視化和交互式分析工具，幫助工程師和項目管理者更好地理解和分析安全風險。這樣的工具可以將復雜的數據和分析結果以可視化的方式展示，提供直觀的視覺效果和交互性，促進決策的制定和風險管理的優化。

5.2 針對海上采油平臺改造項目的特殊性提出的改進措施

在海上采油平臺改造項目的特殊性基礎上，以下針對該類項目的改進措施的建議：

(1)加強應急響應和救援能力。針對海上采油平臺改造項目中可能發生的突發事件和事故，建立健全的應急響應和救援體系，包括應急計劃、培訓和演練等，以便及時應對和處理各類安全風險。

(2)定期維護和檢查。加強對海上采油平臺的定期維護和檢查，確保設備和系統的正常運行和安全性能，及時發現和解決潛在的問題和隱患。

(3)持續改進和學習。通過不斷的經驗總結、教訓學習和知識分享，不斷改進安全管理和風險控制的實踐，提高項目的安全性和績效。

通過針對海上采油平臺改造項目的特殊性提出的改進措施，可以更好地適應項目需求和風險特征，提高項目的安全管理水平和績效。

6 結語

本文對海上采油平臺改造項目常用的安全分析方法進行了研究和探討。通過對相關文獻和案例的分析，深入了解了安全分析方法在海上采油平臺改造項目中的應用和價值。

首先，認識到海上采油平臺改造項目的復雜性和高風險性。由于海洋環境的特殊性和項目的技術要求，海上采油平臺改造項目面臨著多種安全風險和挑戰。

其次，介紹了一些常用的安全分析方法并對相關原理及步驟進行了簡要介紹。

再次，通過案例研究展示了如何應用安全分析方法在海上采油平臺改造項目中進行實際的安全評估和控制。案例研究提供了一個具體的示例，說明了安全分析方法在實踐中的應用過程和效果。

最后，在改進和建議部分提出了優化現有安全分析方法和針對海上采油平臺改造項目特殊性的改進措施。這些建議旨在提高安全分析方法的適用性和效果，并針對海上采油平臺改造項目的特點，提供了具體的改進措施。

綜上所述，通過對海上采油平臺改造項目常用的安全分析方法的研究和應用，可以有效地評估和控制項目的安全風險，提高項目的安全管理水平和績效。然而也認識到安全分析方法的應用仍然具有挑戰和局限性，需要不斷改進和完善。

在未來的研究中，可以進一步探索新的安全分析方法和工具，提高安全評估和控制的準確性和效率。此外，還可以加強安全文化建設和持續改進的實踐，為海上采油平臺改造項目提供更加安全和可靠的環境。

通過本論文的研究，對海上采油平臺改造項目常用的安全分析方法有更深入的了解，并為項目管理者提供了指導和建議。