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石油天然气钻井工程风险量化技术论文

 人参与  2024-09-30 09:38:42  分类 : 理学  点这评论  作者：团论文网  来源：https://www.tuanlunwen.com/
　　摘要：石油天然气作为常见能源，其应用范围广、价值高，随着石油与天然气的开发与利用，中国当前的石油天然气钻井工程日渐增多。虽然钻井工程施工工艺与技术越来越成熟，但因其作业环境复杂，经常面临一些风险，影响项目的顺利实施。基于此，文章重点分析了石油天然气钻井工程的风险量化技术，有助于其风险识别、评估与预防。

　　关键词：石油天然气；钻井工程；风险量化

　　0引言

　　石油天然气是生产生活领域不可或缺的资源，随着其需求量的增加，国家和相关企业增加了在石油天然气钻井工程中的投入，以实现供需平衡。虽然多年来工程企业在钻井工程中积累了丰富的经验，构建了技术体系、管理机制，但由于钻井工程的复杂性，安全事故时有发生。在行业现代化发展的趋势下，为减少石油天然气钻井工程事故，风险量化十分关键。相关人员需在钻井作业期间确定风险类型、危害程度等，从风险量化的角度优化风险管理、防控体系，促进钻井作业的高效实施，提高工程效益。

　　1石油天然气钻井工程概述

　　石油天然气资源的分布环境相对恶劣，开发技术要求高，常常面对一些风险。因此，为促进石油天然气资源的顺利开发，相关人员必须立足现场情况，优选现代化钻井技术，发挥新技术优势，提高作业安全性，创造更大的经济与社会效益[1]。

　　钻探油气井作业受压力、地质等因素影响较大，面临来自环境、设备、技术等方面的诸多风险，加之石油天然气钻井工程的复杂性和高要求，相关人员需持续创新工程技术，推广新技术与新设备，克服现场难题，降低安全风险。

　　2石油天然气钻井工程的风险特点

　　石油天然气钻井工程是通过专业化钻井设备，从地面以设计轨迹为参考钻穿多套地层达到预定目的层的施工过程，结合钻井工程实施情况，其风险具有以下三个方面的特点。

　　2.1隐蔽性

　　石油天然气钻井工程中的风险种类较多，其中很多风险都具有隐蔽性，在开展钻井工程之前和期间安排专业人员进行现场调研时，可能无法第一时间发现和处理隐蔽风险，后续随着钻井工程的逐步实施，易造成安全事故，不仅影响现场作业实施，还可能造成人员伤亡和经济损失[2]。因此，由于风险的隐蔽性，相关人员在识别、分析风险时需采用更具针对性的新技术、新设备，以减少风险损失。

　　2.2不确定性

　　企业在多次参与石油天然气钻井工程期间逐步积累了丰富的工作经验，基本可判定项目的风险类型、位置等，制定更有针对性的风险防控策略、应急方案。但石油天然气钻井工程具有一定的不确定性，不仅仅体现在风险类型及来源上，也表现在风险造成的损失上。为有效防控风险，相关人员必须不断创新风险评估方式[3]。

　　2.3复杂性

　　石油天然气钻井工程作业中的风险类型多，每一类风险都有其对应的诱因、发生位置以及影响程度。为促进工程项目的顺利实施，工程人员需要对钻井风险的复杂性进行辨识，整合已有资源，细化风险责任，并制定风险防控措施及应急预案[4]。
 

 
　　3石油天然气钻井工程风险评估指标

　　3.1量化原则

　　为加强石油天然气钻井工程的风险防控，在实际的工作中，相关人员需开展风险量化分析，在此基础上确定各类风险的危害程度，制定最佳的风险防控策略。风险量化是衡量风险出现概率、风险对项目目标影响程度的相关过程。为得到相对客观的量化结果，有关人员需确定量化原则与方法，例如制定风险等级评价规则以分析各种风险的发生概率和危害程度。结合风险特点，钻井工程中的风险有固有和易发两种，在描述风险方面，指标包括固有风险指数G、事故易发性指数Y、严重性系数指数S、风险评估值R，其中G、Y、S的数值区间为0～100分、0～100分、0～10分[5]。

　　3.2量化方法和过程

　　结合上述量化规则，在风险评估指标体系中，一级指标为固有风险指数、事故易发性指数、事故严重系数指数，固有风险指数下的二级指标为地质指数、流体指数、环境指数，事故易发性指数下的二级指标为设计、管理、设备风险指数，其中，一级指标为二级指数的风险总和。在风险量化过程中为得到准确的量化结果，相关人员必须准确收集与这些参数相关的数据。

　　量化工作中为准确评估风险，相关人员需将分项指数赋值，这项工作的专业性较强，需要具有大量的钻井工程实施经验的人员，通过调用相关工程中的风险情况及事故情况数据综合分析。本文以固有风险中的地质指数量化作为研究对象，石油天然气钻井工程中的地质指数风险主要源于地层压力、层系、埋深、岩性、地层倾角等。

　　设定地层压力在0.9～1.2、1.2～1.4、1.4～1.8、1.8以上的风险评分分别为0～5分、5～10分、10～15分、15～20分。层系与埋深指数赋值需以井深作为划分依据，设定井深在4 500 m以下、4 500～6 000 m、6 000 m以上的单项量化风险评分分别为0～5分、5～10分、10～15分。储集层物性重点从孔隙度、渗透率方面分析，孔隙度不超过15%、渗透率在100×10-3μm2以内，风险评分为0～2分；孔隙度15%～25%、渗透率在100×10-3μm2～500×10-3μm2，风险评分为2～4分；孔隙度在25%～30%、渗透率在500×10-3μm2～2 000×10-3μm2，风险评分为4～7分；孔隙度超过30%、渗透率超过了2 000×10-3μm2，风险评分为7～10分。

　　3.3相对风险分值

　　风险量化过程中相对风险分值是一个关键指标，其为风险指数与后果严重度系数的乘积。相关人员获取相对风险分值后，即可据此进行风险分级，细化风险管理、防控措施，引导各部门、各岗位人员积极参与风险管理、评估等工作。

　　3.4石油天然气钻井工程风险分级标准

　　结合本文所确定的指标体系、评分标准，通过总结钻井工程实施情况的历史数据，听取行业专家的合理化建议，在钻井工程中将风险标准划分为四级，分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级：Ⅰ级的风险总评分在100分以内，代表钻井作业期间的风险异常小；Ⅱ级风险总评分为100～200分之间，表示钻井作业期间面临中等风险；Ⅲ级风险总评分为200～500分，表示钻井作业中的风险高；Ⅳ级风险总评分达500分以上，表示作业中的风险异常大。

　　4石油天然气钻井工程风险量化技术实施的具体内容

　　石油天然气钻井工程为大规模项目，需投入更多的人力、物力资源，较长的施工周期内可能面临各种类型及不同危害程度的风险，甚至伴随着不可控风险。若在实际的施工作业中缺乏专业化风险预防与控制，易因各类风险而诱发施工事故。为此，石油天然气钻井工程中需结合风险类型制定对应的防控策略，建立信息化系统及平台，集成各类数据，施工人员参考数据组织施工作业，并随时做好技术调整、设备改进的准备。
 

 
　　4.1建立相应的风险管理信息化系统

　　针对上述风险展开详细对比、分析，汇总风险评估系数，可反映钻井工程作业现场风险情况，相关人员可据此制定风险防控方案。石油天然气企业的风险管理信息化系统中应包含详细的钻井工程项目管理计划，其包括风险管理计划、范围基准、进度基准和成本基准。

　　在信息化系统中输入项目文件，系统可依据文件内容及数据自动识别、评估风险，展开风险计算、预测。根据石油天然气钻井工程的特点，在风险量化中可作为项目文件进行分析及识别风险的文件类型包括：(1)假设日志，一旦认为假设条件会造成风险，可直接将其进行定量分析，在具体分析中建立模型，评估制约因素的影响程度；(2)里程碑清单，对比项目所处阶段与企业进度目标，并将进度目标与风险分析结果进行对比，可确定与实现进度目标有关的置信水平；(3)估算依据，将用于项目规划的估算依据反映于变量分析模型，其中应包含估算目的、分类、准确性、方法论及资料来源；(4)成本估算，提供对成本变化性评估的起点；(5)成本预测，包含项目的完工尚需估算、完工估算、完工预算、完工尚需绩效指数，将这些预测指标与风险定量分析结果相对比，得到与实现这些指标相关的置信水平。

　　系统进行数据分析时采用了现代信息技术，可进行以下数据分析：(1)在定量风险分析中利用模型模拟钻井工程风险的综合影响，并评估其对钻井工程造成的直接影响，主要采用蒙特卡洛分析法；(2)采用敏感性分析确定项目风险中对项目结果产生最大潜在影响的风险类型，建立项目结果变化与定量风险分析模型要素变化之间的关联关系，分析结果以龙卷风图呈现。

　　4.2做好风险量化相关工作

　　风险量化技术以事故发生概率高的环节为重点研究对象，着重分析这一环节的风险分值，以促进作业的顺利开展。风险量化分析得到的量化结果对现场作业有一定的参考价值，但具体的风险防控工作还需综合现场实际情况，如分析现场环境情况、施工作业流程、技术应用等。通常来说，钻井工程的固有风险不一定会带来较大的危害，但此类风险却不可避免，仅能采取一定措施减小风险损失，并不能完全消除风险。因此，在钻井工程中遇到特殊作业环境时，企业需安排专业人员进入现场开展一系列调研，综合分析现场的环境特点，更为全面精准地识别风险。

　　钻井工程施工作业严格按照设计方案进行，因此为保障施工作业的高效开展，应确保前期设计的可行性。一些大规模钻井工程中对先进设备的依赖性较高，为避免设备问题导致的施工风险，日常工作中应安排专业人员负责设备的保养与检修，及时消除设备风险。在石油天然气钻井工程的井控工作中，为降低该作业风险，应安排专业人员监测地层压力，并与施工人员等做好沟通交流，获得完整且准确的数据，若存在数据异常，应立即将数据反馈给风险部门，由该部门安排技术人员等进行分析评估，制定预防和控制措施。

　　5结语

　　随着石油天然气行业的不断发展，陆续产生了诸多新工艺、新技术，对提高工程建设水平起到了一定作用。但钻井工程规模大、难度系数高，在实际的施工作业中应结合现场情况准确识别风险，并采取一定措施。为了达到钻井工程安全、质量、效益等要求，企业需将风险管理放在关键位置，合理应用风险量化技术及方法，实现风险的定量化分析与评估，促进各类风险的预防与管控，降低钻井作业期间的风险。

　　参考文献：

　　[1]杨智.石油天然气钻井工程风险控制技术研究[J].石油化工建设,2022,44(3):168-170.

　　[2]秦麒丰.石油天然气钻井工程风险量化技术研究[J].冶金管理,2020,(9):11,19.

　　[3]李卫国.石油天然气钻井工程风险量化技术研究[J].化工设计通讯,2019,45(11):249,251.

　　[4]王栋森,郭柄麟,陈立强,等.海上钻井平台吊装作业风险智能量化分级管理技术研究与应用[J].科技视界,2022(1):18-19.

　　[5]冉华.石油天然气钻井工程风险量化技术研究[J].石油石化物资采购,2021(7):120-121.
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