赵全民樊建春张 洪

1.中国石油大学（北京）机电工程学院 2.中国石化国际石油勘探开发有限公司

天然气钻井人因失误事故风险定量评价方法

赵全民1，2樊建春1张 洪2

1.中国石油大学（北京）机电工程学院 2.中国石化国际石油勘探开发有限公司

赵全民等.天然气钻井人因失误事故风险定量评价方法.天然气工业，2012，32（7）：80-83.

天然气钻井行业的事故率一直较高且人因失误占较高比例，目前尚无针对钻井施工过程人因失误事故风险的定量评价方法。为此，提出了应用德尔菲专家判断法定量评价钻井施工人因事故风险的方法，通过专家评分获得了与11类钻井作业活动相关的10种风险类别的可能性和严重度数据，计算了不同作业活动的风险水平。研究数据显示，钻井施工人因失误事故风险最高的风险类型是物体打击；人因失误事故风险最高的作业活动是钻进作业。研究结果可应用于跟踪钻井过程异常高风险时段，以便有针对性地采取风险消减措施，合理地部署现场安全工作，避免高风险的累加效应。该方法在5支钻井队应用后取得了较好的效果，可报告事故率由7.54%下降到5.24%。

天然气钻井 人因失误 风险 定量评价 方法 物体打击 钻进作业 可报告事故率

天然气钻井行业高强度、连续工作性和工况复杂性等特性决定了钻井施工安全管理的难度，使得钻井行业的严重事故率和事故数量均高于其他行业，且人因失误导致事故的比例明显高于油气行业平均水平［1］。相关的研究方法侧重于人因失误类型和影响因素的辨识与定性讨论，没有对人因失误事故发生的风险度水平（即单位时间内人因失误风险造成各种严重程度事故的可能性）展开量化研究。因此，笔者通过对人因失误概率和失误后果的分析，量化了人因事故的风险水平，以便有针对性地采取风险管理措施，从而降低人因失误概率、减少事故损失，强化钻井作业的风险管理。

1 研究方法

1.1 人因风险数据获取方法

在油气钻井领域，当前大多数研究文献［2］都是用定性的或主观的风险等级方法，分析数据大多来自政府部门或有关机构公布的事故统计资料，但这些资料只关注高严重度、低可能性的事故，而忽略了低严重度、但高可能性的事故。在其他领域提出了一些定量风险评价方法［3］，虽然可靠性较高，但需要大量的数据，这些数据不易收集，而且方法复杂，不便掌握，因此可操作性差，适用性不强。

由于钻井作业人因事故的客观数据不易获取，且单纯的数理统计方法也不适用于人因事故风险研究。而德尔菲（Delphi）专家判断法是一种系统化、互动地获取独立专家小组对一特定命题评判意见的研究方法。因此本研究采用“德尔菲专家判断法”收集钻井人因事故风险研究的有关信息，邀请钻井行业的若干专家参加了3轮评分调查。第一轮调查中，各位专家对钻井施工主要作业活动的各种事故风险类别的可能性和严重度分别进行了评分。第二轮调查中，为专家们提供了专家小组第一轮各评分项的中位数作为参考，并要求各位专家对第二轮中给出的与第一轮的中位数相差2个或2个以上单位的评分给出说明。第三轮调查中，不仅为各位专家提供了前一轮评分的中位数，而且不署名地提供了小组其他成员对偏差较大评分值的说明，因此专家们参考这些资料再次审核修改先前的各个评分值。最后，将第三轮调查的结果与预先设定的专家意见一致性评判标准相比较，确定调查结果的可接受性。调查过程中，需对各类主观因素产生的偏差进行有效的控制。

1.2 人因风险定量评价方法

人因风险量化方法可以概括为以下5个步骤：①辨识钻井施工主要的作业活动；②确定钻井作业活动涉及的主要人因失误事故风险类型；③辨识并量化与每一项作业活动有关风险的可能性和严重度；④计算每一项作业活动的风险值；⑤汇总所有作业活动的风险值得到钻井施工的总体人因失误事故风险水平。

本文中的人因失误事故风险是指人因失误引发某种严重程度的危险、危害事故的可能性［4］。衡量风险水平大小的指标是风险度（R），也称风险性、风险率，是对系统风险大小的描述，它等于事故发生的可能性（P）与事故的严重度（S）的乘积，即

式中P为单位时间内人因失误风险造成各类事故的次数，事故次数／人工时（可以是针对一类风险、一个单元或一个行业，在内涵上与事故发生概率基本相同）；S为对人因失误风险导致事故最严重结果的定性评价，通常用工伤、财产损失或设备损失的最终可能出现的程度来度量，在内涵上与事故严重度基本相同，无量纲。因此，人因失误事故风险度（R）可以表示为“严重度×事故次数／人工时”，表示1名工人工作1 h发生各种严重程度事故的可能性。

1.3 人因风险可能性和严重度评分标准的设定

1.3.1 风险可能性评分标准

本文建立的风险可能性评分标准是基于事故发生概率的。如表1所示，用1～10之间的评分值代表相应的事故发生概率范围（即事故率），用于专家问卷评分。为了便于分析和计算，取每个事故率范围值的中点值的倒数，将这些用数值范围表达的可能性值转换为相应的单点数值。如，专家给出的可能性评分值是“10”，代表事故率为“0.1～1人工时／事故次数”，它的中点值为“0.55人工时／事故次数”，倒数为“1.8事故次数／人工时”，表示1名工人工作1 h可能受伤的机会是1.8次。

表1 风险可能性（P）评分值及其转换表

1.3.2 严重度评分标准

根据海因里希事故三角形理论，事故发生频率与事故后果严重程度之间存在明显的负相关规律，为了预防重大事故，应该非常重视未遂事件等“小事故”的记录和报告。因此，本文设计了一个涵盖面较宽的风险严重度评分标准（表2），它不仅包括事故后果严重程度高的伤害类型，比如损失工作日事故、工作受限事故和死亡事故，也包括事故后果严重程度低的伤害类型，例如暂时不适、暂时疼痛、持续疼痛等。

由于事故的损失程度并不是线性分布的，例如，死亡事故与工作受限事故的损失程度之间的差别明显大于现场急救事故与医疗处置事故之间的差别，因此，通过对本文参考文献［5］提供的各类事故损失程度（直接损失和间接损失之和）的对比，笔者将各种事故之间的严重度级差进行了相应调整，分别用1～10之间的评分值代表，用于问卷评分。

表2 风险严重度（S）评分值及其调整表

2 数据调查及处理

2.1 钻井作业活动的清单

通过现场观测选定了用于研究的11项主要钻井作业活动的清单，包括防喷器和井口安装、接钻杆、钻进作业、起下钻、甩钻杆、下套管固井、钻井液配制、测录井、起重作业、设备检修保养、辅助施工等。

2.2 人因事故风险类型

本文将中国《企业员工伤亡事故分类》事故风险分类标准和国际钻井承包商协会（IDCF）采用的事故风险分类标准进行了对比分析，选定了适用于我国油气钻井行业的人因风险分类标准。包括物体打击、车辆伤害、机械伤害、高处坠落、滑倒跌倒、火灾爆炸、中毒窒息、有害接触、肌肉劳损、其他等10种人因事故风险类型。

2.3 德尔菲调查数据处理

本研究选定了13名钻井安全和风险管理领域的专家参加了调查。专家们根据表1和表2给出的评分标准，分别对每项作业活动的每种风险事故类别的可能性和严重度进行了评分。用所有可能性评分和严重度评分的中位数代表每一轮评分的结果。

专家意见的离散程度用以下方程式计算的中位数偏差平均值表示［5］。

式中MeDEV为中位数偏差平均值（Average Deviation from Median）；Mej为中位数；Vij为评分值。

由于本研究的复杂性、人因风险评分的不确定因素、专家经验的差别性，因此，本文设定的专家意见一致性目标值是整个调查过程的中位数偏差平均值为1。第三轮调查结束后，所有专家的可能性评分的中位数偏差平均值为0.46，所有严重度的中位数偏差平均值为0.53。德尔菲调查结果的中位数偏差平均值均小于设定的目标值1，专家意见一致程度可以接受。

然后根据表1、2，对专家给出的风险可能性及严重度评分值进行相应的转换和调整。将得到的结果分别相乘，即得到每一项作业活动相应的风险度值（表3）。

表3 人因风险度（R）评分值表 事故次数／人工时

2.4 钻井作业活动的人因风险分析

表3中的数据可以用来描述钻井施工中各类风险的特征，计算任意作业活动组合的各种风险类型的总风险值。从表3可看出，钻井施工人因风险最高的风险类型是物体打击；人因事故风险最高的作业活动是钻进作业。

3 研究结果的应用

研究结果可应用于跟踪钻井过程异常高风险时段，以便有针对性地采取风险消减措施，合理安全地部署现场安全工作，避免高风险的累加效应。钻井队管理人员可以采取下列任何一项措施，加强现场的风险管理。

1）在实践中，可能有一些作业活动的完成时间对整个施工作业进度没有直接影响，钻井经理可以将风险较高的作业活动调整、分配到不同的班组和时段，来防止多个高风险作业活动的叠加效应。

2）在预计的风险峰值到来之前，安全管理人员可以提醒现场员工，从而提高工人辨识潜在危害的能力，采取必要的风险控制措施。

3）安全管理人员可以合理安排其工作计划，以便在预期高风险时段到来前到施工现场督察。

本风险量化方法在某单位的5支钻井队进行了应用，在量化钻井施工作业活动累计风险水平的基础上，指导现场人员评价了钻井作业活动风险水平，对施工过程中的高风险时段进行了预测，制订了有针对性的风险控制措施，降低了人因失误事故的发生率，取得了较好的应用效果，5支钻井队可报告事故率由应用前的7.54%下降到5.24%，下降了31%。

4 结束语

本文提出了应用德尔菲专家判断法定量评价钻井施工人因事故风险的方法，通过专家评分获得了与11类钻井作业活动相关的10种风险类别的可能性和严重度数据，计算了不同作业活动的风险水平。研究数据显示，钻井施工人因失误事故风险最高的风险类型是物体打击；人因失误事故风险最高的作业活动是钻进作业。研究结果可应用于跟踪钻井过程异常高风险时段，以便有针对性地采取风险消减措施，合理安全地部署现场安全工作，避免高风险的累加效应。研究结果在5支钻井队应用后取得了较好的效果，可报告事故率由7.54%下降到5.24%。

［1］张洪，王凯，曾宏.钻井井喷事故人因失误特征分析和对策［J］.天然气工业，2010，30（8）：98-100.

［2］PETERSON S K，MURTHA J A，ROBERTS R W.Drilling performance predictions：case studies illustrating the use of risk analysis［C］∥paper 29364-MS presented at the SPE／IADC Drilling Conference，28 February -2 March 1995，Amsterdam，Netherlands.New York：SPE，1995：305-311.

［3］GREEN A R.New technique in assessment mine risk［C］∥Proceedings of 26thInternational Conference of Safety in Mines Research Institutes.Katowice：Central Mining Institute，1995：195-201.

［4］武淑平.电力生产中人因失误影响因素及管理对策研究［D］.北京：北京交通大学经济管理学院，2009：44-61.

［5］HALLOWELL R MATTHEW.A formal model for construction safety and health risk management［D］.Oregon：Oregon State University，2008：31-36.

（修改回稿日期 2012-06-04 编辑 赵 勤）

10.3787／j.issn.1000-0976.2012.07.019

赵全民，1966年生，高级工程师，博士研究生；研究方向为安全工程；现任中国石化国际石油勘探开发有限公司叙利亚公司副总经理。地址：（100100）北京市昌平区学府路中国石油大学（北京）机电工程学院。电话：15811052003。E-mail：qmzhao＠sipc.cn