基于AHP-模糊综合评价法的天然气开采全过程环境风险评估与防范管理研究——以梁平区某天然气井开采工程为例

摘要

目前，天然气开采由于钻前、钻进、完井工艺过程涉及的环境风险因素较多且复杂，环境风险不确定，难以综合评估整个天然气开采过程的环境风险高低程度，成为当前天然气开采环境风险管理的难点。为了解决当前天然气开采环境风险难以量化问题，本文结合天然气开采工艺特点，从天然气开采全过程进行分析，构建了用于评价天然气开采全过程环境风险评估的指标体系，为天然气开采行业提供一些综合评估环境风险的思路和决策依据。该体系包括1个目标层和3个准则层，其中准则层分为4个一级指标、14个二级指标、41个三级指标；然后运用层次分析法确定了各指标的权重。　　其中：一级指标“钻前工程风险”、“钻进工程风险”、“完井工程风险”、“人为管理缺失”的权重值分别为：0.3852、0.3121、0.1463、0.1564。①“钻前工程风险”指标下的二级指标“井场的选择不当”、“井场布置安全性”、“新建池体”、“放喷坑”的权重值分别为：0.4117、0.3270、0.1190、0.1423；②“钻进工程风险”指标下的二级指标“钻进”、“井控”、“完钻”、“测井与录井”、“钻井液”的权重值分别为：0.3091、0.2596、0.1085、0.1633、0.1595；③“完井工程风险”指标下的二级指标“固井”、“试气风险”、“撤离后风险”的权重值分别是：0.4395、0.3967、0.1638；④“人为管理缺失”指标下的二级指标“员工操作安全性”、“企业应急管理缺失”的权重值分别是0.5652、0.4348。三级指标“环境敏感目标分布”、“与环境敏感点距离”、“水文地质条件”等41个指标权重。通过层次总排序得出，一级指标相对于目标层的重要排序为：钻前工程风险B1＞钻进工程风险B2＞人为管理缺失B4＞完井工程风险B3；二级指标相对于目标层的重要性排序为C1＞C2＞C5＞C13＞C6＞C14＞C10＞C11＞C4＞C8＞C9＞C3＞C7＞C12。　　最后，根据模糊综合评价法原理构建天然气开采全过程环境风险评估模糊综合评价模型，采用专家调查法用“较低、中等、较高”评语集结合案例对指标进行逐级评价，用最大隶属度原则综合分析，得出梁平区某天然气井环境风险评估的综合评价结果为X=max（0.342,0.564,0.094）=0.564，即为“中等”，表示环境风险一般，有部分指标风险比较大，需对风险比较大的环节采取防范措施。结合实际案例，提出以下建议：合理选择井场，优化井场设备布置，避免经济风险；增强技能培训，规范员工技术操作，对员工进行安全教育；对天然气开采全过程环境风险采取相应防范措施。同时，提出天然气开采全过程环境风险防范与管理措施。

目录

1 绪 论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究技术路线

1.4 创新之处

2 环境风险评估的相关理论

2.1.1 环境风险

2.1.2 环境风险评价

2.1.3 环境风险管理

2.2 环境风险防范管理的概念

2.3 环境风险常用评估方法

3 天然气开采全过程环境风险评估指标体系的建立

3.1 天然气开采过程

3.2 天然气开采的常见环境风险事故分析

①井漏

②气侵

③井涌、井喷

④其他潜在风险

3.3 天然气开采全过程环境风险评估影响因素分析

3.3.1 钻前工程风险

3.3.2 钻进工程风险

3.3.3 完井工程风险

3.3.4 人为管理缺失

3.4 指标体系的构建

3.4.1 指标体系构建的原则

3.4.2 构建指标体系

3.5 本章小结

4 天然气开采全过程环境风险评估指标权重计算与分析

4.1 本文采取AHP-模糊综合评价法的优势

4.1.1 AHP（层次分析法）

4.1.2 模糊综合评价法

4.2 AHP（层次分析法）确定权重步骤

4.3 计算指标权重

4.3.1 计算一级指标的权重

4.3.2 计算二级、三级指标的权重

4.3.3 层次总排序

4.4 指标权重的结果分析

4.5.1 评价步骤

4.5.2 设置评价模型因素集

4.5.3 确定评价模型评语集

4.5.4 建立模糊隶属矩阵

4.6 本章小结

5 案例分析

5.1 案例背景

5.1.1 天然气井周边自然环境

5.1.2 天然气井周边社会环境

5.2 案例工程内容

5.2.1 钻前工程

5.2.2 钻进工程

5.2.3 完井工程

5.2.4 环境风险管理

5.3.1 指标体系权重的计算

5.3.2 隶属度的计算和构建模糊评价矩阵

5.3.3 模糊综合评价运算

5.4.1 综合评价结果统计与分析

5.4.2 改善措施

5.5 本章小结

6 天然气开采全过程环境风险防范与管理措施

6.1 天然气开采过程环境风险防范原则

6.2 环境风险防范措施

6.2.1 钻前工程环境风险防范措施

6.2.2 钻进工程环境风险防范措施

6.2.3 完井工程环境风险防范措施

6.3.1 企业内部安全管理

6.3.2 应急响应管理

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

附录

A. 天然气开采全过程环境风险评估体系权重调查问卷

B. 确定天然气开采全过程环境风险评估指标体系评语等级的调查问卷

C. 学位论文数据集

致谢