石油天然氣鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)方法探究

胡文鋒

摘? 要：鉆井事故預(yù)防是石油天然氣開(kāi)采工程中保障人身財(cái)產(chǎn)安全以及提高施工質(zhì)量的重要措施，相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)管控理論能夠借助風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，合理降低風(fēng)險(xiǎn)。本文將從石油天然氣鉆井施工的風(fēng)險(xiǎn)視角出發(fā)，結(jié)合事故模型概念，對(duì)常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別策略和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行總結(jié)，幫助石油天然氣工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：石油天然氣;鉆井工程;風(fēng)險(xiǎn)事故識(shí)別;風(fēng)險(xiǎn)模型

前言：風(fēng)險(xiǎn)事故模型理論是通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)建模的方式，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)熵計(jì)量，完成對(duì)于可能發(fā)生的模型現(xiàn)場(chǎng)事故的充分評(píng)判，最終引導(dǎo)出事故發(fā)生的影響因素、所產(chǎn)生的后果和后續(xù)趨勢(shì)以及發(fā)生可能性大小，幫助項(xiàng)目施工管理工作實(shí)現(xiàn)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的充分預(yù)估和判斷，將風(fēng)險(xiǎn)影響降至最低。石油天然氣鉆井工程的施工可以借助事故模型策略進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。

一、石油天然氣鉆井工程的風(fēng)險(xiǎn)事故

鉆井工程當(dāng)中所可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)事故，是工程管理部門(mén)在進(jìn)行事故模型建設(shè)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判方式建立時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮的對(duì)象。本文從以往鉆井工程現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的角度，總結(jié)了石油天然氣鉆井工程常見(jiàn)的幾種風(fēng)險(xiǎn)事故類(lèi)型。

首先，井下事故是鉆井工程中最常接觸到的事故類(lèi)型，同時(shí)也是具有大范圍影響的風(fēng)險(xiǎn)事故。井下事故的發(fā)生往往由于地表流體的流動(dòng)問(wèn)題，導(dǎo)致井下出現(xiàn)井噴、井漏等事件。施工現(xiàn)場(chǎng)未能夠采取應(yīng)對(duì)措施，很可能造成事故持續(xù)惡化，干擾正常工作。嚴(yán)重的還會(huì)造成鉆井工人的人身安全受到危害。

鉆井設(shè)備故障，一般表現(xiàn)為鉆井鉆具在工程施工之前未能夠進(jìn)行詳細(xì)檢查，造成鉆具應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)諸如脫扣、折斷、牙輪掉落等事故。這些事故的出現(xiàn)，會(huì)造成對(duì)于鉆井工程的阻礙。

環(huán)境污染事故屬于鉆井工程的影響事故。在鉆井工程當(dāng)中，不斷鉆井的油井會(huì)產(chǎn)生一系列的廢棄物、鉆井液、油污、噪聲等問(wèn)題，同時(shí)隨著鉆井?dāng)?shù)量的增多，鉆井對(duì)于周邊環(huán)境的污染情況也逐年加劇，因此在風(fēng)險(xiǎn)管理當(dāng)中，同樣需要對(duì)于污染事故問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和處理。

二、鉆井風(fēng)險(xiǎn)事故模型建立以及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

（一）事故模型構(gòu)建的基本方法

為了能夠清晰明確地對(duì)鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)事故類(lèi)型特征和風(fēng)險(xiǎn)事故與風(fēng)險(xiǎn)誘因之間 存在的演化規(guī)律進(jìn)行描述，筆者選取了由著名遺傳學(xué)家塞維爾·瑞特所提出的結(jié)構(gòu)方程模型概念，這一方程模型能夠充分對(duì)因素產(chǎn)生和影響結(jié)果之間的線性關(guān)系進(jìn)行識(shí)別，并通過(guò)統(tǒng)計(jì)手段實(shí)現(xiàn)回歸分析[1]。在模型建設(shè)當(dāng)中，線性分析能夠幫助模型所對(duì)應(yīng)的真實(shí)環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在完成了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量之后，能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)變量的變化規(guī)律，總結(jié)除潛在變量，從中構(gòu)建變量和影響結(jié)果之間的因變關(guān)系，完成宏觀測(cè)量。

對(duì)于石油天然氣的鉆井工程來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)細(xì)小的疏漏或者環(huán)境的變化，都有可能引發(fā)嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害，因此結(jié)合模型分析方式，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)因素進(jìn)行測(cè)量，并完成變量統(tǒng)計(jì)做好線性規(guī)劃，將是目前工程管理當(dāng)中必須采取的策略方法。

所謂結(jié)構(gòu)方程模型是將影響變量進(jìn)行區(qū)分，通過(guò)構(gòu)建測(cè)量變量分析和潛在變量分析的方式，形成兩個(gè)測(cè)量模型。兩個(gè)測(cè)量模型再通過(guò)統(tǒng)計(jì)回歸，實(shí)現(xiàn)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性的判別。其中測(cè)量變量主要接觸現(xiàn)場(chǎng)勘察和量表工具等方式實(shí)現(xiàn)，這種變量獲取方法能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的量化統(tǒng)計(jì)，形成基本的數(shù)據(jù)分析概念;而潛在變量則是一個(gè)相對(duì)抽象的概念，要求測(cè)量人員能夠通過(guò)測(cè)量變量的特質(zhì)和外在分析，獲取到其內(nèi)部的因果聯(lián)系，通常情況下，潛在變量無(wú)法通過(guò)直觀測(cè)量方式獲取。在現(xiàn)代工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理當(dāng)中，為了能夠充分獲取潛在變量的分析數(shù)值，管理部門(mén)通常需要借助專(zhuān)家法，對(duì)因素指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重劃分，并以此為基礎(chǔ)，形成權(quán)重影響值的具體判斷。

（二）風(fēng)險(xiǎn)因素影響邏輯的識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)因素是本文在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方程模型建設(shè)當(dāng)中的核心單元，無(wú)論是測(cè)量變量還是潛在變量，其最終匯總形成的都是鉆井風(fēng)險(xiǎn)的控制因素，這些因素由于邏輯關(guān)系的演變，會(huì)受到外界干擾和內(nèi)部變化，最終造成嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。以井下事故當(dāng)中的井噴風(fēng)險(xiǎn)為例，最常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素為地表流體流動(dòng)特征的變化，測(cè)量變量當(dāng)中的測(cè)量方式能夠首先法向地表溢流變化情況，并通過(guò)引導(dǎo)和邏輯分析，最終總結(jié)出溢流現(xiàn)象→井涌現(xiàn)象→井噴事故等整個(gè)邏輯線索[2]。因此在實(shí)際的測(cè)量變量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)中，可以對(duì)鉆井過(guò)程中出現(xiàn)的淺層氣、淺層流等變化規(guī)律進(jìn)行識(shí)別，并結(jié)合作業(yè)壓力窗口變化數(shù)據(jù)，對(duì)是否會(huì)發(fā)生井涌導(dǎo)致井噴做出詳細(xì)的規(guī)劃和判斷，完成對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別。

本文在某石油鉆井工程項(xiàng)目當(dāng)中，結(jié)合鉆井工藝和鉆井工程的實(shí)現(xiàn)方式，對(duì)鉆井過(guò)程中可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行了識(shí)別和統(tǒng)計(jì)。該項(xiàng)目為十分常見(jiàn)的控壓鉆井項(xiàng)目，主要借助井口防噴器BOP來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于井下作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)控制。在井內(nèi)還設(shè)有壓井管線、截流設(shè)備等。因此在實(shí)際鉆井過(guò)程中，施工設(shè)備能夠運(yùn)用鉆井循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于井下環(huán)境流體的清除，保證井內(nèi)只存在由鉆井液以及巖屑等少量物質(zhì)。但是在實(shí)際鉆井時(shí)，由于地層內(nèi)部的流體出現(xiàn)了入侵，BOP并未快速關(guān)閉，最終導(dǎo)致油氣進(jìn)入到了隔水管道內(nèi)部，發(fā)生了十分嚴(yán)重的井涌現(xiàn)象，井涌逐漸擴(kuò)大，最終產(chǎn)生了井噴。因此根據(jù)這一項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，筆者依據(jù)結(jié)構(gòu)方程模型，總結(jié)了幾個(gè)方面的事故風(fēng)險(xiǎn)影響因素，結(jié)構(gòu)方程模型需要通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)量變量以及潛在變量的識(shí)別策略，完成對(duì)于因素的判斷，最終形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

在風(fēng)險(xiǎn)因素類(lèi)型當(dāng)中，筆者結(jié)合項(xiàng)目工程的特點(diǎn)和具體流程，制定了鉆井工藝、井下環(huán)境以及鉆井設(shè)備三個(gè)大的類(lèi)型因素。其中鉆井工藝包含鉆井操作失誤、BOP操作不及時(shí)、起鉆速度錯(cuò)誤、循環(huán)漏失等;井下環(huán)境包含鉆井液密度不足、井底壓力高、地層壓裂、地層溢流嚴(yán)重等;鉆井設(shè)備因素包含管套下沉過(guò)大、隔水管失效、液流指示器失效等。這些因素問(wèn)題可以通過(guò)模型演繹的方式，形成井噴風(fēng)險(xiǎn)邏輯，從而完成對(duì)于鉆井風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和判定。

（三）風(fēng)險(xiǎn)熵演化

風(fēng)險(xiǎn)因素的不斷變化和邏輯推演過(guò)程，實(shí)際上是鉆井工程當(dāng)中風(fēng)險(xiǎn)熵的傳遞過(guò)程，這種傳遞雖然可以借助模型分析的方式完成推導(dǎo)，但是與實(shí)際鉆井工程環(huán)境仍然會(huì)存在一定差異。這種差異的來(lái)源就在于推導(dǎo)模式無(wú)法對(duì)不確定性進(jìn)行分析。因此本文在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方程模型設(shè)定時(shí)，引入了風(fēng)險(xiǎn)熵演化的概念，借助專(zhuān)家法對(duì)潛在變量進(jìn)行評(píng)定，最終形成模糊控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)。專(zhuān)家法強(qiáng)調(diào)以概率表征的方式，對(duì)潛在因素的演化可能和傳遞可能進(jìn)行權(quán)重識(shí)別。在模糊控制當(dāng)中，專(zhuān)家需要首先完成對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)因素的測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，再結(jié)合梯形模糊數(shù)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行發(fā)生可能性的定性描述。其中最高等級(jí)為VH，表示該風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性極高，發(fā)生概率在90%以上，要求重點(diǎn)防控;最低等級(jí)為VL，表示該測(cè)量變量和潛在變量基本不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)概率在0.01%以?xún)?nèi)，風(fēng)險(xiǎn)控制不必將其設(shè)定為重點(diǎn)對(duì)象。

結(jié)論：

綜上所述;鉆井工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容主要集中在井下風(fēng)險(xiǎn)以及作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等方面，風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)和推導(dǎo)方式能夠幫助管理部門(mén)完成十分精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，形成管理策略。因此對(duì)于管理部門(mén)來(lái)說(shuō)，需要借助模型法和專(zhuān)家法，對(duì)可能誘發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的因素進(jìn)行充分識(shí)別和判定，最終形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟祥坤，陳國(guó)明，鄭純亮等.基于風(fēng)險(xiǎn)熵和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的深水鉆井井噴事故風(fēng)險(xiǎn)演化評(píng)估[J].化工學(xué)報(bào)：1-13.

[2]楊學(xué)民，彭成斌.降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)和增加儲(chǔ)層鉆遇率的地震導(dǎo)向鉆井新技術(shù)[J].石油物探，2018，57（04）：627-636.