我國海洋石油安全風險分類與分級研究*

曹 楊

(中海油研究總院有限責任公司工程研究設計院,北京 100028)

0 前言

安全風險是事故發生概率和事故后果的綜合度量。目前,我國海洋石油工業安全風險分類、分級做法不統一,導致風險在控制、優先級以及限時性上存在主觀差異化。安全風險在分類與分級做法上的缺失,導致風險分級管控工作開展難度大、管控效率低、治理效果差等問題出現。因此,開展海洋石油安全風險分類與分級研究,對促進海洋石油工業風險分級標準化、規范化有積極的推動作用,對提升該行業安全風險分級管控體系,促進安全生產風險分級管控機制的建立有重要的參考意義[1,2]。

風險的研究始于歐美發達國家。針對風險開展的分析與評估工作,定量風險評估(Quantitative Risk Assessment,QRA)基本原理是以事故或未遂事件統計數據庫和事故后果的物理化學計算模型為基礎,對風險進行定量計算,以確定風險發生的頻次和對應的事故后果大小,為定量風險評估和分級提供依據。歐美國家海洋石油風險評估的發展以英國Piper Alpha平臺事故、挪威“亞歷山大·基蘭”號鉆井平臺事故以及美國深水地平線鉆井平臺事故為重要節點,英國、挪威、荷蘭以及美國等開始推廣定量風險評估,并形成規范性文件或指南強制執行。以挪威為例,其較早研究定量風險分析技術,并制定了NORSOK Z—013《風險和應急準備分析》。此外,挪威船級社(DNV)研發多項定量風險評估模型,包括泄漏頻率計算模型、點火概率計算模型、多種事故后果模型。Shell、BP和Petrobras等石油公司都要求在項目全生命周期實施基于風險定量評估的風險分級管理。目前,國外已經建立國際油氣作業者協會(IOGP)風險評估數據、世界海上事故數據(WOAD)、海上可靠性數據(OREDA)、挪威(NPD)和英國泄漏(HCRD)等基礎數據數據庫,以支持定量風險評估及分級。

在風險分級基準方面,挪威、英國、澳大利亞、加拿大、馬來西亞、荷蘭等國家已建立適應各自國家的風險分級基準。英國HSE部門最早提出了最低合理可行原則(As Low As Reasonably Practicable,ALARP)[3]。英國Advantica公司對輸氣管道風險因素進行概率分析,建立了輸氣管道定量風險評價技術[4]。1985年,美國Battelle Columbus的《風險調查指南》,首次將評分法應用在了管道風險分析中[5]。1991年美國機械工程師學會(ASME)發表了有關風險評價方法的指導[6]。1993年美國石油協會(API)開始研究把RBI技術應用到石油設備中,并提出了RBI技術的規范API 580[7]。美國軍用標準MIL—STD—882中提供了風險的定性分級方法,規定了危險嚴重性等級以及危險概率的定性等[8]。BACCARINI D,等[9]提出一種CAMS采用的項目風險等級排序方法,并強調了風險管理中風險評級的重要性。AVEN T[10]通過分析黑天鵝的3種形態,提出建立一種新的包含黑天鵝事件概率的風險評估方法及其運用方法。

我國安全風險研究始于20世紀80—90年代的經濟學,隨后在大型工程項目中開展研究與應用。危險化學品行業的風險量化與分級系統研究開始于“十五”、“十一五”發展規劃期間,逐步構建了化工企業的定量風險評估模型,并頒布一系列標準規范文件,基本形成我國定量風險評估方法和技術體系。從建國到現在,我國經歷了從安全管理(事故管理)到風險管理再到應急管理的發展過程。雙重預防機制是國家提出的安全領域的一項重大決策,要求生產經營單位將風險分級管控理念貫穿到安全管理工作中。此外,我國安全生產法規定:生產經營單位應當建立安全風險分級管理制度,按照安全風險分級來采取相應的管控措施。劉鐵民[11]針對安全風險政策方面,就曾提出過建立生產安全事故風險分級與分級監察系統。此外,大量學者對安全風險開展了分類[12-14]與分級研究,主要集中在危險化學品、管道、煤礦、LNG接收站以及城市燃氣等行業[15-23]。

目前,盡管國內外對安全風險分類與分級已經開展了大量研究,但我國在海洋石油安全風險研究方面仍存在不足之處,主要表現在:①針對國內海洋石油安全風險分類與分級尚缺乏系統的研究;②由于安全風險分類與分級做法不統一、不細化,導致了不同主體對安全風險的評估方法選擇不同、評估標準不一;③由于安全風險分類與分級做法主觀性強、模糊性大,使得風險評估工作開展難度大、管控效果差。

基于此,本文重點開展海洋石油安全風險分類與分級研究,旨在推動促進我國海洋石油工業安全風險標準化、規范化,提升海洋石油行業風險分級管控水平,使其在可控范圍之內。

1 海洋石油安全風險

1.1 海洋石油安全風險定義

海洋石油面臨諸多風險類型,如經濟風險、環境風險、安全生產風險等。對于海洋石油行業監管、作業方等而言,伴隨事故或險情發生的安全生產風險是最為關注的風險類型,其風險類型與大小往往決定了人員傷亡、設備設施損壞與環境污染程度等經濟損失情況。我國海洋石油生產安全風險的定義是,以海上油氣生產平臺為對象,在海洋石油開發過程中發生的安全事故或險情事件而引起的嚴重后果與發生概率的綜合度量。其中,嚴重后果主要包括由某一類型的海洋石油安全事故或險情事件而人員傷亡、設備設施損壞、環境污染治理與賠償等費用以及可能產生非財務方面的負面影響的總和;發生概率或頻率是指某一類型的海洋石油安全事故或險情等事件在一定時間和空間范圍內發生的次數。

1.2 海洋石油安全風險特征

海洋石油開發項目具有一次性、獨特性和創新性的特點,其安全風險呈現出客觀性與普遍性、偶然性與必然性、可預測性、動態性、相對性等特點。

a) 客觀性與普遍性。指風險是不以人的意志為轉換的客觀實在,海洋石油的安全風險是普遍存在的,其風險可以被降低,但無法消除。

b) 偶然性與必然性。指事故風險的發生及其所造成的損失對個體而言是偶然的、不可知的、非必然的。但總體上具有必然性的,是可知的。任何一次海洋石油項目的具體風險的發生都是諸多風險因素和其他因素共同作用的結果,是一種隨機現象,是偶然的且雜亂無章的。

c) 可預測性。指根據經驗,可以預見風險的發生,但不可預見其后果的風險。對于海洋石油開發項目,在各個階段潛在的風險是可知的,可預見的,是可以通過采取措施來規避的。

d) 動態性?？蓮臐u進性、階段性和突變性等方面來理解:①風險的漸進性。大部分的工程項目風險不是突然爆發的,是隨環境、條件和自身固有的規律逐漸發展形成的;②風險的階段性。工程項目風險的發展可分為潛在風險階段、風險發生階段和造成后果階段。這一特征為開展項目風險管理提供了前提條件;③風險的突變性。在工程項目的內部條件或外部條件發生突變時,項目風險的性質和后果會隨之發生變化。

e) 相對性。同樣的項目風險對于不同的項目和項目管理者會有不同的影響。不同的主體對同樣風險的承受能力是不同的。

2 海洋石油安全風險分類

2.1 國內安全風險分類

目前,對安全事故、安全隱患的分類,在國家部委的相關文件中有描述。事故、隱患與風險有很大的不同之處,因為事故、隱患往往具有通用性;而對于風險而言卻有很強的行業特點。目前,國內對于安全風險的分類做法相對較少,主要原因是不同的行業,風險類型不同,很難從國家層面對不同行業的安全風險的分類作規定。因此,風險的分類應結合行業特點來進行劃分,才具有科學性、合理性和可操作性。

針對危險化學品行業,將風險分為固有風險和動態風險[24]。其中,固有風險為企業的基本風險水平,主要由危險化學品物質決定,為共性指標;動態風險,反映企業安全生產管理及績效的水平,為個性指標。針對重大危險源行業,常將風險分為個人風險和社會風險[25];煤礦行業往往根據典型事故把風險分為“一通三防(通風風險、瓦斯風險、煤塵風險、火災風險)”、水災風險、頂板風險、電氣風險、提升風險、運輸風險、設備風險、消防風險、安全管理風險以及其他風險點。

2.2 國內外石油行業安全風險分類

從石油開發項目整體特點看,可基本分為可控風險和不可控風險?？煽仫L險是指以人的主觀能力就可以控制住的風險,這類風險可以有效地避免或者可以提前采取一定措施進行預防,比如施工風險、安全風險、技術風險等。不可控風險是指客觀存在的,不以人的意志為轉移的風險,一般不能有效地規避或采取預防措施,例如政治風險、經濟風險、自然災害等。國際石油公司往往從全生命周期上將項目風險分為資源與技術風險、經濟風險、政治風險、商業風險與社會風險等。從海洋石油行業來看,其風險存在海洋油氣勘探開發上中下游的各個階段和環節中。在上游階段,存在決策風險,投資風險、商業風險、政治風險、社會風險、技術風險、安全事故風險等。在中游階段,存在生產過程中的各類安全事故風險。在下游階段,除了存在事故風險以外,還存在經濟風險、商業風險、技術風險等。

2.3 海洋石油安全風險分類推薦做法

在上述調研與分析的基礎上,基于4M1E法[26],結合海洋石油行業的特點,從人、機、物、法、環境等方面將海洋石油安全風險進行分類,海洋石油安全風險分類推薦做法,如表1所示。

3 海洋石油安全風險分級

3.1 國內不同行業安全風險分級

應急管理部發布的《風險分級指南》[24]中將風險等級分為1級風險(重大風險)、2級風險(較大風險)、3級風險(一般風險)、4級風險(低風險)4個等級,分別用“紅、橙、黃、藍”顏色表示,并規定了不同等級風險所對應的負責部門。

參照上海市應急管理局關于雙重預防機制建設的指導意見,將風險等級由高到低劃分為重大風險、較大風險、一般風險、低風險,如表2所示。

表2 上海市應急管理局發布的《企業安全風險分級管控實施指南》[27]

此外,危險化學品重大危險源行業對于不同目標、敏感場所,將個人風險分級為可容許個人風險和不可容許個人風險[25],如表3所示。

表3 可容許個人風險標準[25] a-1

3.2 國外不同行業安全風險分級

安全風險的概念最早產生于西方發達國家。針對安全風險的可接受程度,英國提出了ALARP(As Low As Reasonably Practicable)原則,并將風險分級為風險不可接受區(嚴重區)、合理可信的最低限度區(ALARP區)和風險可接受區(忽略區)。當前應用較為廣泛的是美國軍用標準MIL-STD-882中提供的風險分級方法。該方法規定了危險嚴重性等級以及危險概率的定性等級,通過不同的等級組合進行風險水平分級,如表4所示。

表4 風險矩陣

3.3 石油行業的分級

a) 國內石油行業的分級做法。中國石化把安全生產風險分為4級:重大風險(紅色)、較大風險(橙色)、一般風險(黃色)、低風險(藍色)。在此基礎上提出了7×8安全風險矩陣,風險矩陣中既體現了嚴重度等級(給定值),又體現了發生頻率(絕對值),最終的風險數值為相對值,這種風險分級可看作是半定量的劃分方式。中國石油依據事故分級,將事故的分級與風險的分級進行對應化的處理,并將風險分級為嚴重風險、高度風險、中度風險和可以接受,也從嚴重度和發生概率2個方面,給出安全風險的相對值,形成了5×5的風險評估矩陣,這也是一種定性的分級方式。與中國石化相似,中國海油將風險分為重大風險、較大風險、一般風險和低風險,同樣采用了風險矩陣的思想,從事故發生頻率和事故嚴重程度2個維度對風險進行度量,形成了5×5的風險矩陣,結合相關標準對風險進行分級并進行涂色區別?？梢?國內石油企業對風險分級都是定性的或半定量的風險分級做法,具有較強的主觀性,在風險評估過程中存在主觀差異化。

b) 國外石油行業的分級做法。目前,從風險可接受程度上,殼牌、道達爾等國際石油公司通常采用英國提出的ALARP原則進行風險分級做法。從風險管控角度,國際石油公司通常采用從風險矩陣的方法進行風險分級。該做法主要從事故發生頻率和后果的嚴重程度2個方面進行。從發生頻率上看,分為5個等級,分別為:頻繁、不頻繁、非常不頻繁、偶爾和幾乎不,如表5所示。

表5 受損頻率的事故等級

從后果嚴重程度上看,分為5個等級,分別為:中等、嚴重、重大、特大和災難性。事故后果嚴重等級的劃分分別針對了人員傷亡、環境損害和財產損失3個方面,如表6、表7和表8所示。

表6 人員傷亡的事故嚴重度等級

表7 溢油環境損害的事故嚴重度等級

表8 財產損失的事故嚴重度等級

從安全風險評估的角度來看,國際石油公司將事故依據嚴重程度等級分為0、1、2、3、4、5共6個等級,分別從人的傷亡、財產損失、環境影響及聲譽4個方面進行等級描述;對事故發生的頻率進行了漸增可能性的描述,分為A、B、C、D、E共5個等級,且發生頻率逐漸增大,如表9所示[28,29]。

表9 風險評估矩陣

3.4 海洋石油安全風險分級推薦做法

為了進一步完善海洋石油安全風險分級的科學性和可操作性,通過對國內外不同行業,尤其是石油行業的安全風險分級進行研究發現,目前,安全分級普遍從嚴重度和發生頻率2個維度進行。嚴重度在傳統的人員傷亡、財產損失以及環境破壞3個方面的基礎上,中國海油和中國石化進一步拓展到企業聲譽、非財務影響或社會影響等方面,其特點是逐漸由直接經濟損失轉向間接經濟損失,進一步地還可以擴展到是否需要停產以及停產范圍、時長等方面,因為不同程度停產也會給企業帶來不同程度損失。

通過以上對比與分析,本文在中國石油、中國石化以及中國海油的安全風險分級的基礎上,統籌考慮安全風險分級科學性與可操作性的平衡以及我國海洋石油行業特點,提出我國海洋石油安全風險分級矩陣推薦做法、我國海洋石油事故后果分級推薦做法、我國海洋石油事故發生可能性分級推薦做法,分別如表10(“○”—低風險;“△”般風險;“*”較大風險;“◇”重大風險。)、表11和表12所示。

表10 我國海洋石油安全風險分級矩陣推薦做法

表11 我國海洋石油事故后果分級推薦做法

表12 我國海洋石油事故發生可能性分級推薦做法

a) 財產的損失。指直接經濟損失。

b) 社會影響的損失。分為7個方面:①無影響或輕微影響。即沒有公眾反應,或公眾對事件有反應,但沒有公眾表示關注;②較小影響。對事件所在地產生了一定程度的影響,當地媒體短期報道,或對當地公共設施的日常運行造成干擾;③有限影響。在一定時間和空間范圍內造成社會影響,可能存在合規性問題,但不會造成嚴重的安全后果或不會導致地方政府相關監管部門采取強制性措施,或當地媒體的長期報道,亦或在當地造成不利的社會影響,對當地公共設施的日常運行造成嚴重干擾;④較大影響。引起地方政府相關監管部門采取強制性措施,或引起國內或國際媒體的短期負面報道;⑤嚴重影響。引起省級或主流媒體的長期負面關注報道,或造成省級范圍內的不利社會影響,或對省級公共設施的日常運行造成嚴重干擾,或引起了省級政府相關部門采取強制性措施,亦或導致失去當地市場的生產、經營和銷售許可證;⑥國內影響。即為引發國內公眾的反應,持續不斷的指責,引發了較大的社會負面影響。引起了國家相關部門采取強制性措施,或在全國范圍內造成嚴重的社會影響,亦或引起國內國際媒體重點跟蹤報道或系列報道;⑦國際影響。即為引起國際影響和國際關注,或國際媒體大量反面報告或國家政策上的關注,或受到社會負面壓力,可能對進入新的地區得到許可證或稅務上有不利影響,亦或對承包商或業主在其他國家的經營產生不利影響。引起國家領導人關注,或國務院、相關部委領導作出批示,或導致吊銷國際國內主要市場的生產、銷售或經營許可證,亦或引起國際國內主要市場上公眾或投資人的強烈憤慨或譴責。

c) 事故發生頻率。目前行業內普遍采用年發生次數來度量,從國內、行業、公司以及設備生命周期內來度量概率大小,而中國海油對不同發生頻率的內涵進行解釋,有利于對事故發生場景更深層次的理解。

4 結論與展望

a) 對海洋石油生產安全風險研究的論文、標準、規定及法規等進行國內外文獻分析,并對海洋事故安全風險的定義及其特征進行闡述。

b) 提出海洋石油安全風險分為6個大類和28個小類,將安全風險分級為4類,并形成了7×7安全風險矩陣。

c) 提出的海洋石油安全風險分類與分級做法,可用于相關主管部門、海洋石油企業制定安全生產雙重預防機制實施方案,進一步提升執行工作的質量。