我国海洋石油安全风险分类与分级研究*

曹 杨

(中海油研究总院有限责任公司工程研究设计院,北京 100028)

0 前言

安全风险是事故发生概率和事故后果的综合度量。目前,我国海洋石油工业安全风险分类、分级做法不统一,导致风险在控制、优先级以及限时性上存在主观差异化。安全风险在分类与分级做法上的缺失,导致风险分级管控工作开展难度大、管控效率低、治理效果差等问题出现。因此,开展海洋石油安全风险分类与分级研究,对促进海洋石油工业风险分级标准化、规范化有积极的推动作用,对提升该行业安全风险分级管控体系,促进安全生产风险分级管控机制的建立有重要的参考意义[1,2]。

风险的研究始于欧美发达国家。针对风险开展的分析与评估工作,定量风险评估(Quantitative Risk Assessment,QRA)基本原理是以事故或未遂事件统计数据库和事故后果的物理化学计算模型为基础,对风险进行定量计算,以确定风险发生的频次和对应的事故后果大小,为定量风险评估和分级提供依据。欧美国家海洋石油风险评估的发展以英国Piper Alpha平台事故、挪威“亚历山大·基兰”号钻井平台事故以及美国深水地平线钻井平台事故为重要节点,英国、挪威、荷兰以及美国等开始推广定量风险评估,并形成规范性文件或指南强制执行。以挪威为例,其较早研究定量风险分析技术,并制定了NORSOK Z—013《风险和应急准备分析》。此外,挪威船级社(DNV)研发多项定量风险评估模型,包括泄漏频率计算模型、点火概率计算模型、多种事故后果模型。Shell、BP和Petrobras等石油公司都要求在项目全生命周期实施基于风险定量评估的风险分级管理。目前,国外已经建立国际油气作业者协会(IOGP)风险评估数据、世界海上事故数据(WOAD)、海上可靠性数据(OREDA)、挪威(NPD)和英国泄漏(HCRD)等基础数据数据库,以支持定量风险评估及分级。

在风险分级基准方面,挪威、英国、澳大利亚、加拿大、马来西亚、荷兰等国家已建立适应各自国家的风险分级基准。英国HSE部门最早提出了最低合理可行原则(As Low As Reasonably Practicable,ALARP)[3]。英国Advantica公司对输气管道风险因素进行概率分析,建立了输气管道定量风险评价技术[4]。1985年,美国Battelle Columbus的《风险调查指南》,首次将评分法应用在了管道风险分析中[5]。1991年美国机械工程师学会(ASME)发表了有关风险评价方法的指导[6]。1993年美国石油协会(API)开始研究把RBI技术应用到石油设备中,并提出了RBI技术的规范API 580[7]。美国军用标准MIL—STD—882中提供了风险的定性分级方法,规定了危险严重性等级以及危险概率的定性等[8]。BACCARINI D,等[9]提出一种CAMS采用的项目风险等级排序方法,并强调了风险管理中风险评级的重要性。AVEN T[10]通过分析黑天鹅的3种形态,提出建立一种新的包含黑天鹅事件概率的风险评估方法及其运用方法。

我国安全风险研究始于20世纪80—90年代的经济学,随后在大型工程项目中开展研究与应用。危险化学品行业的风险量化与分级系统研究开始于“十五”、“十一五”发展规划期间,逐步构建了化工企业的定量风险评估模型,并颁布一系列标准规范文件,基本形成我国定量风险评估方法和技术体系。从建国到现在,我国经历了从安全管理(事故管理)到风险管理再到应急管理的发展过程。双重预防机制是国家提出的安全领域的一项重大决策,要求生产经营单位将风险分级管控理念贯穿到安全管理工作中。此外,我国安全生产法规定:生产经营单位应当建立安全风险分级管理制度,按照安全风险分级来采取相应的管控措施。刘铁民[11]针对安全风险政策方面,就曾提出过建立生产安全事故风险分级与分级监察系统。此外,大量学者对安全风险开展了分类[12-14]与分级研究,主要集中在危险化学品、管道、煤矿、LNG接收站以及城市燃气等行业[15-23]。

目前,尽管国内外对安全风险分类与分级已经开展了大量研究,但我国在海洋石油安全风险研究方面仍存在不足之处,主要表现在:①针对国内海洋石油安全风险分类与分级尚缺乏系统的研究;②由于安全风险分类与分级做法不统一、不细化,导致了不同主体对安全风险的评估方法选择不同、评估标准不一;③由于安全风险分类与分级做法主观性强、模糊性大,使得风险评估工作开展难度大、管控效果差。

基于此,本文重点开展海洋石油安全风险分类与分级研究,旨在推动促进我国海洋石油工业安全风险标准化、规范化,提升海洋石油行业风险分级管控水平,使其在可控范围之内。

1 海洋石油安全风险

1.1 海洋石油安全风险定义

海洋石油面临诸多风险类型,如经济风险、环境风险、安全生产风险等。对于海洋石油行业监管、作业方等而言,伴随事故或险情发生的安全生产风险是最为关注的风险类型,其风险类型与大小往往决定了人员伤亡、设备设施损坏与环境污染程度等经济损失情况。我国海洋石油生产安全风险的定义是,以海上油气生产平台为对象,在海洋石油开发过程中发生的安全事故或险情事件而引起的严重后果与发生概率的综合度量。其中,严重后果主要包括由某一类型的海洋石油安全事故或险情事件而人员伤亡、设备设施损坏、环境污染治理与赔偿等费用以及可能产生非财务方面的负面影响的总和;发生概率或频率是指某一类型的海洋石油安全事故或险情等事件在一定时间和空间范围内发生的次数。

1.2 海洋石油安全风险特征

海洋石油开发项目具有一次性、独特性和创新性的特点,其安全风险呈现出客观性与普遍性、偶然性与必然性、可预测性、动态性、相对性等特点。

a) 客观性与普遍性。指风险是不以人的意志为转换的客观实在,海洋石油的安全风险是普遍存在的,其风险可以被降低,但无法消除。

b) 偶然性与必然性。指事故风险的发生及其所造成的损失对个体而言是偶然的、不可知的、非必然的。但总体上具有必然性的,是可知的。任何一次海洋石油项目的具体风险的发生都是诸多风险因素和其他因素共同作用的结果,是一种随机现象,是偶然的且杂乱无章的。

c) 可预测性。指根据经验,可以预见风险的发生,但不可预见其后果的风险。对于海洋石油开发项目,在各个阶段潜在的风险是可知的,可预见的,是可以通过采取措施来规避的。

d) 动态性。可从渐进性、阶段性和突变性等方面来理解:①风险的渐进性。大部分的工程项目风险不是突然爆发的,是随环境、条件和自身固有的规律逐渐发展形成的;②风险的阶段性。工程项目风险的发展可分为潜在风险阶段、风险发生阶段和造成后果阶段。这一特征为开展项目风险管理提供了前提条件;③风险的突变性。在工程项目的内部条件或外部条件发生突变时,项目风险的性质和后果会随之发生变化。

e) 相对性。同样的项目风险对于不同的项目和项目管理者会有不同的影响。不同的主体对同样风险的承受能力是不同的。

2 海洋石油安全风险分类

2.1 国内安全风险分类

目前,对安全事故、安全隐患的分类,在国家部委的相关文件中有描述。事故、隐患与风险有很大的不同之处,因为事故、隐患往往具有通用性;而对于风险而言却有很强的行业特点。目前,国内对于安全风险的分类做法相对较少,主要原因是不同的行业,风险类型不同,很难从国家层面对不同行业的安全风险的分类作规定。因此,风险的分类应结合行业特点来进行划分,才具有科学性、合理性和可操作性。

针对危险化学品行业,将风险分为固有风险和动态风险[24]。其中,固有风险为企业的基本风险水平,主要由危险化学品物质决定,为共性指标;动态风险,反映企业安全生产管理及绩效的水平,为个性指标。针对重大危险源行业,常将风险分为个人风险和社会风险[25];煤矿行业往往根据典型事故把风险分为“一通三防(通风风险、瓦斯风险、煤尘风险、火灾风险)”、水灾风险、顶板风险、电气风险、提升风险、运输风险、设备风险、消防风险、安全管理风险以及其他风险点。

2.2 国内外石油行业安全风险分类

从石油开发项目整体特点看,可基本分为可控风险和不可控风险。可控风险是指以人的主观能力就可以控制住的风险,这类风险可以有效地避免或者可以提前采取一定措施进行预防,比如施工风险、安全风险、技术风险等。不可控风险是指客观存在的,不以人的意志为转移的风险,一般不能有效地规避或采取预防措施,例如政治风险、经济风险、自然灾害等。国际石油公司往往从全生命周期上将项目风险分为资源与技术风险、经济风险、政治风险、商业风险与社会风险等。从海洋石油行业来看,其风险存在海洋油气勘探开发上中下游的各个阶段和环节中。在上游阶段,存在决策风险,投资风险、商业风险、政治风险、社会风险、技术风险、安全事故风险等。在中游阶段,存在生产过程中的各类安全事故风险。在下游阶段,除了存在事故风险以外,还存在经济风险、商业风险、技术风险等。

2.3 海洋石油安全风险分类推荐做法

在上述调研与分析的基础上,基于4M1E法[26],结合海洋石油行业的特点,从人、机、物、法、环境等方面将海洋石油安全风险进行分类,海洋石油安全风险分类推荐做法,如表1所示。

3 海洋石油安全风险分级

3.1 国内不同行业安全风险分级

应急管理部发布的《风险分级指南》[24]中将风险等级分为1级风险(重大风险)、2级风险(较大风险)、3级风险(一般风险)、4级风险(低风险)4个等级,分别用“红、橙、黄、蓝”颜色表示,并规定了不同等级风险所对应的负责部门。

参照上海市应急管理局关于双重预防机制建设的指导意见,将风险等级由高到低划分为重大风险、较大风险、一般风险、低风险,如表2所示。

表2 上海市应急管理局发布的《企业安全风险分级管控实施指南》[27]

此外,危险化学品重大危险源行业对于不同目标、敏感场所,将个人风险分级为可容许个人风险和不可容许个人风险[25],如表3所示。

表3 可容许个人风险标准[25] a-1

3.2 国外不同行业安全风险分级

安全风险的概念最早产生于西方发达国家。针对安全风险的可接受程度,英国提出了ALARP(As Low As Reasonably Practicable)原则,并将风险分级为风险不可接受区(严重区)、合理可信的最低限度区(ALARP区)和风险可接受区(忽略区)。当前应用较为广泛的是美国军用标准MIL-STD-882中提供的风险分级方法。该方法规定了危险严重性等级以及危险概率的定性等级,通过不同的等级组合进行风险水平分级,如表4所示。

表4 风险矩阵

3.3 石油行业的分级

a) 国内石油行业的分级做法。中国石化把安全生产风险分为4级:重大风险(红色)、较大风险(橙色)、一般风险(黄色)、低风险(蓝色)。在此基础上提出了7×8安全风险矩阵,风险矩阵中既体现了严重度等级(给定值),又体现了发生频率(绝对值),最终的风险数值为相对值,这种风险分级可看作是半定量的划分方式。中国石油依据事故分级,将事故的分级与风险的分级进行对应化的处理,并将风险分级为严重风险、高度风险、中度风险和可以接受,也从严重度和发生概率2个方面,给出安全风险的相对值,形成了5×5的风险评估矩阵,这也是一种定性的分级方式。与中国石化相似,中国海油将风险分为重大风险、较大风险、一般风险和低风险,同样采用了风险矩阵的思想,从事故发生频率和事故严重程度2个维度对风险进行度量,形成了5×5的风险矩阵,结合相关标准对风险进行分级并进行涂色区别。可见,国内石油企业对风险分级都是定性的或半定量的风险分级做法,具有较强的主观性,在风险评估过程中存在主观差异化。

b) 国外石油行业的分级做法。目前,从风险可接受程度上,壳牌、道达尔等国际石油公司通常采用英国提出的ALARP原则进行风险分级做法。从风险管控角度,国际石油公司通常采用从风险矩阵的方法进行风险分级。该做法主要从事故发生频率和后果的严重程度2个方面进行。从发生频率上看,分为5个等级,分别为:频繁、不频繁、非常不频繁、偶尔和几乎不,如表5所示。

表5 受损频率的事故等级

从后果严重程度上看,分为5个等级,分别为:中等、严重、重大、特大和灾难性。事故后果严重等级的划分分别针对了人员伤亡、环境损害和财产损失3个方面,如表6、表7和表8所示。

表6 人员伤亡的事故严重度等级

表7 溢油环境损害的事故严重度等级

表8 财产损失的事故严重度等级

从安全风险评估的角度来看,国际石油公司将事故依据严重程度等级分为0、1、2、3、4、5共6个等级,分别从人的伤亡、财产损失、环境影响及声誉4个方面进行等级描述;对事故发生的频率进行了渐增可能性的描述,分为A、B、C、D、E共5个等级,且发生频率逐渐增大,如表9所示[28,29]。

表9 风险评估矩阵

3.4 海洋石油安全风险分级推荐做法

为了进一步完善海洋石油安全风险分级的科学性和可操作性,通过对国内外不同行业,尤其是石油行业的安全风险分级进行研究发现,目前,安全分级普遍从严重度和发生频率2个维度进行。严重度在传统的人员伤亡、财产损失以及环境破坏3个方面的基础上,中国海油和中国石化进一步拓展到企业声誉、非财务影响或社会影响等方面,其特点是逐渐由直接经济损失转向间接经济损失,进一步地还可以扩展到是否需要停产以及停产范围、时长等方面,因为不同程度停产也会给企业带来不同程度损失。

通过以上对比与分析,本文在中国石油、中国石化以及中国海油的安全风险分级的基础上,统筹考虑安全风险分级科学性与可操作性的平衡以及我国海洋石油行业特点,提出我国海洋石油安全风险分级矩阵推荐做法、我国海洋石油事故后果分级推荐做法、我国海洋石油事故发生可能性分级推荐做法,分别如表10(“○”—低风险;“△”般风险;“*”较大风险;“◇”重大风险。)、表11和表12所示。

表10 我国海洋石油安全风险分级矩阵推荐做法

表11 我国海洋石油事故后果分级推荐做法

表12 我国海洋石油事故发生可能性分级推荐做法

a) 财产的损失。指直接经济损失。

b) 社会影响的损失。分为7个方面:①无影响或轻微影响。即没有公众反应,或公众对事件有反应,但没有公众表示关注;②较小影响。对事件所在地产生了一定程度的影响,当地媒体短期报道,或对当地公共设施的日常运行造成干扰;③有限影响。在一定时间和空间范围内造成社会影响,可能存在合规性问题,但不会造成严重的安全后果或不会导致地方政府相关监管部门采取强制性措施,或当地媒体的长期报道,亦或在当地造成不利的社会影响,对当地公共设施的日常运行造成严重干扰;④较大影响。引起地方政府相关监管部门采取强制性措施,或引起国内或国际媒体的短期负面报道;⑤严重影响。引起省级或主流媒体的长期负面关注报道,或造成省级范围内的不利社会影响,或对省级公共设施的日常运行造成严重干扰,或引起了省级政府相关部门采取强制性措施,亦或导致失去当地市场的生产、经营和销售许可证;⑥国内影响。即为引发国内公众的反应,持续不断的指责,引发了较大的社会负面影响。引起了国家相关部门采取强制性措施,或在全国范围内造成严重的社会影响,亦或引起国内国际媒体重点跟踪报道或系列报道;⑦国际影响。即为引起国际影响和国际关注,或国际媒体大量反面报告或国家政策上的关注,或受到社会负面压力,可能对进入新的地区得到许可证或税务上有不利影响,亦或对承包商或业主在其他国家的经营产生不利影响。引起国家领导人关注,或国务院、相关部委领导作出批示,或导致吊销国际国内主要市场的生产、销售或经营许可证,亦或引起国际国内主要市场上公众或投资人的强烈愤慨或谴责。

c) 事故发生频率。目前行业内普遍采用年发生次数来度量,从国内、行业、公司以及设备生命周期内来度量概率大小,而中国海油对不同发生频率的内涵进行解释,有利于对事故发生场景更深层次的理解。

4 结论与展望

a) 对海洋石油生产安全风险研究的论文、标准、规定及法规等进行国内外文献分析,并对海洋事故安全风险的定义及其特征进行阐述。

b) 提出海洋石油安全风险分为6个大类和28个小类,将安全风险分级为4类,并形成了7×7安全风险矩阵。

c) 提出的海洋石油安全风险分类与分级做法,可用于相关主管部门、海洋石油企业制定安全生产双重预防机制实施方案,进一步提升执行工作的质量。