油井固井质量风险识别与评价研究_赵俊平

对每一个因素进行评判。有 5 位专家评判的 A1 的模糊单因素层次
Σ
0 Σ
Σ
0
评判矩阵为：RA1
=
Σ Σ Σ
ΣΣ
0
0
Σ
1 5 2 5
2 5 2 5
2Σ Σ
5Σ Σ
1Σ Σ
5
ΣΣ Σ
同理也可得到 B1、B2 的模糊单因素层次评判矩阵。在此次评价 中考虑操作难度，暂时不予以评价。
4.3 多因素模糊层次评判 由于前面未对 B1、B2 构造评判矩阵， 因此暂不进行一级模糊综合评判，仅根据前面构造的 A1 的模糊单 因素层次评判矩阵，得到的二级模糊评判集 B 为：
与不确定性紧密相连。③固井质量风险发生的后果。一旦固井质量 分布不均，所形成的水泥石强度不一致，影响对地层的封隔[5]。3）套
风险事件发生，不仅关系到钻井的速度和成本，还将影响到油气井 管性能包括表面粗糙度、套管本身的承压抗腐蚀能力、套管丝扣连
以后是否能顺利生产、影响到油气井的寿命甚至油气藏的采收率。 接。表面粗糙度，丝扣连接的密封能力等都影响层间封隔效果。4）冲
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价值工程
油井固井质量风险识别与评价研究
Risk Analysis and Assessment of Oil Well Cementing Quality
赵俊平 Zhao Junping；田堃 Tian Kun
（东北石油大学经济管理学院，大庆 163318） （School of Economics and Management，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）
确 定 本 评 价 中 评 价 因 素 集 为 ：A1 ={B1，B2}，B1 ={D1，D2，D3，D4，D5，D6， D7，D8，D9，D10，D11，D12，D13}，B2={D14，D15，D16，D17，D18，D19}。在确定各因 素对评判集 V 的隶属度时，按照德尔菲法请若干专家组成评价组，
③管理因素。在钻井工程项目过程中，人的行为在整个过程中
教授，博士，研究方向为石油工程管理。
起着决定性作用。自然条件危险，但只要相关人员管理好，对各种的
可以对新员工进行培训，便于尽快进入工作角色，更有利于指导设 备大修。
经过长期对机电设备故障的总结、分析，得出如下结论：无论是 新设备还是大修后的设备，在使用过程中设备故障率都符合早期故 障期、偶发故障期和耗损故障期 这一规律。而这种规律常被人们 用设备故障率曲线（如图 1 所示） 表示出来，称作浴盆曲线。
复杂，许多文献从顶替效率和候凝效果两方面来分析影响固井质
1.2.1 成因性指标 成因性指标体系主要从自然因素、技术因
量的因素，并采用模糊神经网络、模糊综合评判等方法评价固井质 素、管理因素和经济因素方面来考虑。
量[1][2]。却很少有人对固井质量风险进行分析研究，本文从风险成因
①自然因素。自然因素包含的方面很多，地震、台风、海啸、恶劣
和后果严重度两方面入手，采用无结构决策方法计算风险因素的权 气候、地理环境、地质条件等。对应油气井固井工程，经常发生且危
重；运用 ABC 分析法，把风险因素进行排列分类；最后运用模糊综 害严重的自然因素就是地质和井眼条件。
合评判法对固井质量风险整体评价，为油井固井质量风险管理提供
②技术因素。反映固井技术的影响因素主要有：钻进液性能、水
无论是新购设备还是大修的 设备都需要一点时间的磨合期， 而这个磨合期即为早期故障期。 在此期间，设备刚刚使用时故障率很高，但随时间的推移，设备各元 部件之间相互磨合，使用条件的适应，使设备运行逐渐趋于稳定，主 要是由于设计缺陷或者是大修过程中的不仔细，以及操作人员的首 次使用，不熟练设备的使用也有一定关系。进入偶发故障期后，设备 故障率为最低，设备可能随机的发生一些故障，但这些故障都可以 在设备检查维护过程中排除，这就更加体现出操作人员和维护人员 技术水平的重要性。设备长期使用后，零部件严重磨损、腐蚀、老化
科学依据。
泥浆、套管性能和冲洗液、隔离液等。1）钻井液性能包括钻井液类
1 固井质量风险及其风险因素识别
型、钻井液密度、钻井液切力、钻井液失水。不同类型的钻井液在地
1.1 固井质量风险 固井质量风险就是在固井过程中存在的不 层和套管表面形成不同的润湿性，可影响水泥对地层、套管的界面
确定性，即发wk.baidu.com损害的可能性。
摘要： 构建基于无结构决策方法（AHM法）和模糊综合评价的油井固井质量风险评价模型。用 AHM 法计算各级影响指标对上级指标的影响
权重；运用 ABC 分析法，把风险因素进行排列分类；结合权重用模糊综合评价方法评判出油井固井质量风险级别。
Abstract: This paper establishes cementing quality risk evaluation model based on AHM (attribute hierarchical mode) and fuzzy comprehensive
Key words: oil well；cementing；quality risk；risk analysis；risk assessment
中 图 分 类 号 ：TE4
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2011）33-0016-02
0 引言
1.2 固井质量风险因素识别 固井质量风险的识别包括两个方
安全下套管 D1（4 0.091）
固井施工质量 C5 顶替效率 D1（5 0.410）
后果严重度指 （0.500） 平衡注水泥 D1（6 0.250）
标 B（1 0.200）
候凝过程中压稳 D1（7 0.250）
Σ
0 Σ
Σ
0
B=W·R=（0.8 0.2）·ΣΣ
0 Σ
ΣΣ
0
Σ
1 5 2 5
2 5 2 5
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危险因素进行严格的控制，采取切实有效的措施，就可以避免事故 量风险评价成因性指标及后果严重度指标权重数值，划分 ABC 的
的发生[6]。
分值。成因性指标={A 类[0.1，1），B 类[0.02，0.1），C 类[0，0.02）};后果
④经济因素。此处所指的经济因素为用于固井质量风险管理的 严重度指标={A 类[0.1，1），B 类[0.04，0.1），C 类[0，0.04）}
导致封隔性能的失效[7]。
果组成的集合。本文对固井质量风险程度分为五级，分别为“小” “较
2 固井质量评价指标体系的构建
小”“中等”“较大”“大”五个等级，对应的赋分值 V={V1=1，V2=2，V3=
根据上述风险因素的分析识别，建立如表 1 所示的固井质量风 3，V4=4，V5=5}评价集中各元素。
evaluation, calculates the weight that be influenced by impact indicators at all levels with AHM ；classifies the risk factors based on the economic method
险评价体系。
4.2 确定评价隶属矩阵 确定评价隶属矩阵即建立因素集对评
表 1 固井质量风险评价指标体系
价集的模糊关系。通过计算最底层评价指标对于目标层的权重后，
目标层（A） 风险源（B）
风险成因性指 标 B（1 0.800） 固井质量风险评 价指标体系 A
风险因素（C） 自然因素 C1
（0.300）
of ABC；combing with the weight，judges the risk assessment level of the oil well cementing quality with Fuzzy comprehensive evaluation method.
关键词： 油井；固井；质量风险；风险识别；风险评价
固井是油井建井过程中的重要环节，固井质量的好坏不仅关系 面：一个是风险的感知，就是判断固井过程中可能发生的事故；二个是
到钻井的速度和成本，还将影响到油气井以后是否能顺利生产、影 风险的分析，分析引起这些固井事故的原因和条件。因此，从风险成因
响到油气井的寿命甚至油气藏的采收率。影响固井质量的因素多且 和后果严重度这两个风险源入手进行固井质量风险因素的识别。
技术因素 C2 （0.424）
管理因素 C3 （0.191）
经济因素 C4 （0.076）
风险子因素（D） 地质条件 D（1 0.500） 井眼条件 D（2 0.500） 钻进液性能 D（3 0.378） 水泥浆 D（4 0.378） 套管性能 D（5 0.181） 冲洗液、隔离液 D（6 0.064） 管理机制 D（7 0.429） 管理制度及其执行情况 D（8 0.250） 风险管理人员 D（9 0.072） 风险意识 D1（0 0.250） 风险教育培训费 D1（1 0.214） 奖励基金 D1（2 0.214） 风险补救费 D1（3 0.571）
泥，候凝过程中压稳都影响固井施工质量。②水泥环胶结强度。固井 风险包含；风险管理人员、风险教育培训费和奖励基金。
封固系统封隔性能的好坏直接影响勘探开发的整体效益。其中，一
4 用模糊综合评价法进行固井质量风险的整体评价
界面和二界面是封固系统的薄弱环节，很容易出现胶结质量问题， 4.1 构建评价集 评价集是对评判对象可能作出的各种评价结
经济投入或投资。
通过以上划分，得出 A 类风险包含：地质条件、井眼条件、钻井
1.2.2 后果严重度指标 用固井施工质量和水泥环胶结强度作 液性能、水泥浆、顶替效率、平衡注水泥、候凝过程中压稳和第一、二
为固井质量风险后果严重度指标。
界面胶结情况；B 类风险包含：套管性能、冲洗液隔离液、管理机构、
①固井施工质量。是否安全下套管、顶替效率好坏、平衡注水 管理制度及其执行情况、风险意识、风险补救费和安全下套管；C 类
④影响固井质量风险的因素。导致质量风险的风险源很多，因此，影 洗液、隔离液的粘度和用量。粘度可影响冲洗、隔离的效果，从而影
响固井质量的因素很多。
响水泥浆对钻井液的顶替效率；用量影响接触时间、顶替效率，亦影
— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
响平衡注水泥设计。
作 者 简 介 ：赵俊平（1965-），男，内蒙古卓资人，东北石油大学经济管理学院
等，故障率急剧升高，严重影响生产效率。所以，机电设备在耗损故 障期就必须进行大修，不但可以降低设备运行故障率，而且还节约 维护成本，间接的提高生产效率。
4 结语 近几年，煤炭行业不断地发展，煤矿采煤机电设备技术的不断 提升，使得机电设备维修管理的水平跟不上飞速发展的设备状态， 随之就带来了设备的性能低下和设备频繁的故障，不但影响了生 产，还给经济效益造成了极大的损失。针对这些问题，结合自己多年 的工作经验，本文探讨性的研究了如何加大机电设备的管理力度、 做好设备的日常检修与维护等，从而能够真正适应现代化煤炭技术 装备的生产要求，使生产的产量、质量和经济效益完全满足集团公 司下达的任务指标相一致。以上探讨的技术是自己多年本行业工作 经验的总结，有一定的实用性、经济价值和推广价值。
参考文献： [1]张喜武．坚持自主创新，实现本质安全-神华创建煤矿本质安全型企 业的探索与实践[J]．煤炭工程，2006（8）：36-38. [2]李晖．浅谈机电设备日常管理[J]．中国高新技术企业，2010（. 21）. [3《] 煤矿安全规程》．北京：煤炭工业出版社，2006，11.
Value Engineering
胶结及密封能力，从而影响第一、第二界面的层间封隔质量[4]。钻井
工程项目管理专家将工程项目风险定义为所有影响项目目标 液切力越大，胶凝程度越强，钻井液就越难被替置。钻井液失水量对
实现的不确定因素的集合[3]。针对油井固井工程的情况，认为产生固 井壁形成的滤饼厚度有影响，水泥石与地层界面的胶结程度变差。
井质量风险的要素有：①固井质量风险事件。在固井过程中发生窜 2）水泥浆包括水泥浆密度、水泥浆的稠化时间、水泥浆流变性、水泥
槽，油、气、水上窜等都属于质量风险事件。②固井质量风险事件发 浆失水量、水泥浆稳定性。水泥浆大量失水不利于水泥浆对钻井液
生的概率。由于受自然条件和人的行为等随机因素影响，质量风险 的顶替；水泥浆析水量过大和沉降稳定性不好，将导致水泥浆密度