基于系统动力学的井喷事故仿真研究.pdf

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1、第21卷第10期中国安全科学学报Vol．21No．102011年10月ChinaSafetyScienceJournalOct．2011*基于系统动力学的井喷事故仿真研究12吉安民何沙教授(1西南石油大学研究生部，四川成都6105002西南石油大学发展规划处，四川成都610500)学科分类与代码:6202740(安全模拟与安全仿真学)中图分类号:X931.4文献标志码:A基金项目:四川石油与天然气发展研究中心2010年基金资助(SKB10—06)。【摘要】为动态预测井喷事故发展过程，在分析导致井

2、喷事故主要因素的基础上，结合系统动力学的相关原理，构建井喷事故系统仿真流图，并运用系统动力学仿真软件Vensim对井喷事故的整体流程进行仿真，实现了对油气井安全水平的动态监测和预警。结果表明:井喷事故的发生是由人为因素、管理因素、环境因素、设备因素和法律法规因素四大子系统的交叉耦合作用而导致整个油气井系统的安全水平低于井喷事故的安全临界点所造成的。【关键词】井喷事故;安全水平;系统动力学;致因因素;仿真模拟StudyonSimulationofBlowoutAccidentsBasedonSys

3、temDynamics12JIAn-minHESha(1GraduateDepartment，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China2DevelopmentPlanningDepartment，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China)Abstract:Inordertoforecastthedevelopmentprocessofblowoutaccid

4、entdynamically，asystemsimu-lationflowchartforblowoutaccidentwasbuiltcombinedwiththerelevantprinciplesofSystemDynamicandbasedontheanalysisofblowoutaccidentmaininfluentialfactors．TheSystemDynamicsimulationsoftwareVensimwasusedtosimulatetheoverallproces

5、sofblowoutaccident．Monitoringandearlywarningofoilandgaswellsdynamicallywereachieved．Theresearchresultsindicatethattheblowoutaccidentiscausedbythecross-couplingfunctionsofhumanfactors，managementfactors，environmentalfactors，equipmentfactors，andlawsandr

6、egulationsfactors．Keywords:blowoutaccident;safetylevel;systemdynamics;causationfactor;simulation就目前而言，国内外对于井喷事故的预测及预0引言［2－4］警研究的主要的思路是:通过事故致因理论对井喷事故的致因机理进行分析，找出致因因素，接着井喷事故是指由于井喷的爆发所造成的人员伤亡和财产损失，它是石油天然气行业比较常见、影响建立预警指标体系，并设定相应的预警等级，再运用范围最为广泛、事故后果最为严重的安

7、全事故之一。相应的算法(模糊综合算法、遗传算法、BP神经网在石油天然气的勘探开发以及其他作业过程的任何络算法、基于向量机的预警方法等)对各指标进行［1］预测，最终达到对整个油气井系统预警的效果。但一个环节，都可能发生井喷事故。特别是随着我国石油天然气产业的迅速发展，井喷事故的发生率这些研究普遍存在的弊端是考虑的影响因素较少，一直居高不下，对人民生命财产构成了巨大的威胁，没有从系统的角度研究井喷事故发生的动态变化过也严重阻碍着我国石油天然气产业持续健康的程，只对影响井喷事故的各个致因因素单独进行监

8、发展。测，忽略了各因素及各因素之间的动态相干作用对*文章编号:1003－3033(2011)10－0037－06;收稿日期:2011－07－10;修稿日期:2011－08－20中国安全科学学报第21卷·38·ChinaSafetyScienceJournal2011年于整个油气井系统安全水平的影响，最终可能导致预测的结果缺乏一定的科学性和有效性。为了能够从动态、时变的角度揭示井喷事故发生的实质，笔者将从系统的角度出发，对井喷事故进行系统动力学的研究，找出影响井喷事故发生的各因素。通过系统动力学仿