采油廠清潔生產指標體系構建與評價*
——基于模糊綜合評價方法

王備戰 韓 民 張 濤

（1、中國海洋大學環境科學與工程學院 山東 青島 266100；2、中國石油大學（華東）經濟管理學院 山東 東營 257061）

采油廠清潔生產指標體系構建與評價*
——基于模糊綜合評價方法

王備戰1韓 民2張 濤2

（1、中國海洋大學環境科學與工程學院 山東 青島 266100；2、中國石油大學（華東）經濟管理學院 山東 東營 257061）

油氣田企業推行清潔生產的最大障礙是尚未頒布行業清潔生產評價指標體系，這嚴重影響到油氣田企業清潔生產的順利推行。本文在參考已頒布的煤炭企業評價指標體系的基礎上，針對油氣田企業主要的二級生產單位——采油廠的生產特點，構建了采油廠清潔生產評價指標體系，在此基礎上使用模糊綜合評價的方法進行了清潔生產狀況的評價，并以勝利油田下屬的某一采油廠為例，進行了清潔生產指標體系評價的實證研究。

采油廠清潔生產評價指標體系模糊綜合評價

一、引言

油氣田的開發建設是一項長期而復雜的工程，油氣田開發過程主要包括：地質勘探、鉆井、井下作業、采油、油氣集輸等五個生產環節，其中每一個環節，都會產生各種各樣環境問題，如勘探過程中產生的噪音、鉆井過程中使用的鉆井液（泥漿）、油氣開采過程中產生的落地原油、油氣井大修中的洗井液、油氣儲運過程中產生的油氣泄漏、油氣開采以及儲運過程中產生的含油泥污等，對環境的影響和破壞尤其嚴重。同時，由于油氣田企業的地域范圍廣，因此其帶來的環境問題還具有影響范圍大、涉及面廣的特點。隨著全球能源和環境問題的日益突出，油氣田作為國家的能源生產基地和能源消耗大戶責任重大，注重生態設計、能源循環利用、清潔生產、可持續發展已經成為油氣田提升核心競爭力的重要標志。清潔生產可以促使企業從傳統、落后、粗放的生產方式向高科技、高品位、高效益的生產方式轉變，清潔生產強調生產和服務活動的“全員參與、全過程控制、全方位審核、科學改進、循環上升”的現代環境保護總體預防戰略，其內涵可以用“節能、降耗、減污、增效”8個字來描述。清潔生產已成為企業實現可持續發展戰略的重要內容，對于油氣田企業來說更是如此。我國油氣田企業自2003年就開始推行清潔生產，但是效果一直不理想，缺乏評價體系已成為制約油氣田企業清潔生產的主要障礙之一。所以必須盡快建立起行業的清潔生產標準和清潔生產評價體系，為油氣田企業開展清潔生產提供切實可行的操作方法和指標。

二、研究設計

（一）油氣田企業清潔生產評價步驟 油氣田企業按照其業務流程可以分為：物探、鉆井、采油、作業、集輸五個環節，這五個環節分屬物探公司、鉆井公司、作業公司、采油廠以及集輸公司等五個二級行政單位。油氣田企業清潔生產評價是以二級行政單位為主題開展的，同時又是一個具有層次結構的復雜系統，具體評價流程圖如（圖1）所示。第一，確定指標體系。合理的評價指標體系是做出科學評價的前提條件。結合油氣田企業的生產特點，首先建立清潔生產評價指標體系，評價體系包括定性評價體系和定量評價體系兩部分，每一部分又包含目標層、準則層和評價層三個層次。第二，選擇評價方法。由于油氣田企業的評價指標體系既有定性評價指標又有定量評價指標，因此可以選擇模糊綜合評價法對清潔生產進行評價。模糊綜合評價法是基于評價過程的非線性特點對原本僅具有模糊和非定量化特征的因素，提出的一種運用模糊推理為主的定性與定量相結合、精確與非精確相統一的分析評判方法。此方法使其具有某種量化的表達形式，從而為決策者提供可以進行比較和判別的依據，提高決策的科學性。第三，確定評價指標的標準。油氣田企業的清潔生產還處于起步階段，目前關于清潔生產的實證研究還未見到，再加上不同油氣田企業所處的自然環境不同，生產過程復雜，確定所選指標的標準具有一定的難度。本文以歷史清潔生產數據為基礎，結合采油廠開展清潔生產的具體情況，遵循著清潔生產評價指標所要求的“起點合理，持續性改進”的原則，確定所設定指標的基本評價標準值。評價標準既要比現行的環境標準要求嚴格，又要給予企業一定的信心，鼓勵企業不斷向更高的目標持續改進。第四，利用層次分析法計算指標權重。層次分析法是美國著名運籌學家A.L.Saaty提出的確定指標權值的方法。把復雜的問題分解為各組成因素，再將這些因素按支配關系分組，形成有序的遞階層次結構，通過兩兩比較判斷的方式確定每一層次中因素的相對重要性。利用層次分析法對清潔生產各指標體系進行一致性檢驗，通過檢驗之后再進行權重的計算。第五，結合采油廠實際指標計算綜合評分值。將上一步計算得到各評價指標權重值，結合各層權重系數，代入綜合評價模型，計算油氣田企業清潔生產綜合評分值。第六，根據綜合評分值對采油廠清潔生產狀況進行評價與分析。在計算出綜合評分值后，參照擬定好的綜合評價標準，得出清潔生產的效果，并據此制定相應的激勵與管理對策，為進一步開展清潔生產工作打下良好的基礎。

（二）采油廠清潔生產評價指標的選擇思路 合理的評價指標體系是做出科學評價的前提條件，隨著我國石油企業清潔生產工作的深入開展，制定一套科學的評價指標體系，不僅是對油氣田企業開展清潔生產審核以及清潔生產效果評價的需要，而且還可以促進油氣田企業完善環境管理體系、指導企業正確選擇符合可持續發展要求的清潔生產技術，促進石油企業清潔生產的順利推進。由中國標準化研究院負責編制的國家標準《工業清潔生產評價指標體系編制通則》（GB/T20106-2006）發布后，國家發改委組織開展了二十多個行業的清潔生產評價指標體系的制定工作。油氣田企業也應依據《工業清潔生產評價指標體系編制通則》，借鑒與之相似的煤炭行業清潔生產評價指標體系，構建油氣田企業清潔生產評價指標體系。由于油氣田開采企業的情況非常復雜，不僅有油田和氣田之分，還有稠油和稀油之分。油氣田企業按照生產流程劃分為五個二級單位——物探公司、鉆井公司、作業公司、采油廠以及集輸公司，這五個二級單位分布在油氣生產的五個主要環節上，每一環節在生產過程、工藝特點、技術水平和管理水平方面都不相同，無法像其他行業一樣，建立一個統一的清潔生產評價指標體系，因此，當前對油氣田企業清潔生產的評價是以各二級單位為對象開展的，然后按照清潔生產達標單位的比例來評價整個油氣田企業的清潔生產情況。

（三）采油廠清潔生產評價指標體系的構建 油氣田企業最主要的二級單位就是采油廠，采油廠生產過程中所產生的污染物最主要的就是落地原油以及含有泥污。因此，在構建采油廠的清潔生產評價指標體系時，應根據采油廠的特點設置準則層，可以選擇生產工藝與裝備指標、資源與能耗效率指標、污染物控制指標、資源再利用指標和環境管理指標等五個指標，其中每一準則層中包括若干指標層。采油廠清潔生產評價指標體系的具體內容如（表1）所示。

表1 采油廠清潔生產評價指標

（1）生產工藝與裝備指標。清潔生產既是一種生產方法，又是一種生產理念，其貫穿于企業整個生產過程中，清潔生產要從源頭抓起，首先要選擇清潔的工藝技術和先進設備。生產工藝與裝備指標主要反映出油氣田企業清潔生產的基本條件，生產工藝與裝備要求是一類混合性指標。采用先進的工藝與設備會降低能源的消耗、提高作業的效率以及減少污染物的生成，通常來說生產工藝與裝備的先進程度決定其對環境產生影響的大小，生產設備自動化程度、各類廢物回收利用技術是決定資源能源利用效率、廢物排放量多少的關鍵。此類指標一方面主要考慮采用較成熟的清潔生產技術、廢物回收利用技術、節能裝置等的先進性，另一方面通過一些指標間接反映生產工藝與裝備水平。因此該指標包括防滲漏裝置的覆蓋范圍、油氣集輸流程的密閉狀況、套管氣回收裝置的回收情況，聯合站裝置運行中的工藝自動監控程度以及間接反映工藝水平的三個指標：注水合格率、有效注水率以及含水上升率等。

（2）資源與能耗效率指標。資源與能耗效率指標是最能反映油氣田企業清潔生產內涵的指標，同時體現出節能、降耗、增效三重含義。從清潔生產的角度看，不僅反映企業對能源的消耗程度與資源利用情況，同時也反映企業的生產過程對生態系統的影響程度，因為在同等條件下資源消耗量越高則對環境的影響越大。對于采油廠而言，其自身的生產特點決定了其資源與能耗指標主要包括機采系統效率、注水系統效率、集輸系統效率、鍋爐平均效率、新鮮水耗系數、原油損耗率、油氣生產綜合能耗等七個指標。

（3）污染物控制指標。污染物產生指標屬于定量指標，直接與環境有關。如果這一指標較高說明生產工藝比較落后或管理水平較低。通常情況下污染物產生指標分三類即廢水產生指標、廢氣產生指標和固體廢物產生指標。針對采油廠而言污染物控制指標主要應包括廢水外排量、COD排放量、固廢產生量和噪聲排放等四項指標。其中含水上升率是間接反映污染物產生狀況的重要指標。

（4）資源再利用指標。污染物的較少除了控制污染物的排放以外，還應該遵循循環經濟的原理最大限度地實現資源的再利用，因此資源再利用指標就是能反映出企業清潔生產狀況的一項重要的定量指標。采油廠的資源再利用指標主要包括含油污水回注率、廢氣回收利用率和廢固回收率等三項指標。

（5）環境管理與安全指標。技術與管理是企業實現清潔生產的兩個主要手段，因此環境管理與安全指標是反映企業清潔生產狀況的一項重要指標之一。環境保護已經成為石油開采企業生產管理的一項重要的任務，是衡量企業管理工作的一項重要指標。環境管理與安全指標在清潔生產評價指標體系中占有非常重要的內容。其內容包括很多方面，但是最能反映采油廠清潔生產狀況的指標有污染物排放量控制情況、“三同時”制度執行情況、環境影響評價制度、重大環境事故的控制能力、ISO1400環境管理體系的認證情況、清潔生產組織的機構、執行與審核情況等六項。

（四）確定指標體系的評價標準 要讓石油企業通過一定程度的努力能夠達到相應要求，同時還要讓企業意識到清潔生產的最終目標不是一蹴而就的，而是始終貫穿于企業生產過程中的一項工作。依據這一原則，結合油氣田企業的實際情況，對采油廠各指標制定評價標準如（表2）所示。

（五）樣本公司背景 油氣田企業自2003年才開始推行清潔生產工作，但是由于種種原因進展較緩慢，大多數油氣田企業還處于起步階段，相應的數據資料較少。由于勝利油田在清潔生產方面起步較早，已經具有了一定的經驗，據實際調研發現，XX采油廠是勝利油田十幾個采油廠中清潔生產效果最好、數據最全面的，因此在此以XX采油廠清潔生產的實際數據為例進行實證研究。

表2 采油廠清潔生產評價標準

表3 準則層專家賦值判斷矩陣A-Bi

表4 特征向量值和一致性檢驗

表5 清潔生產評價指標體系權重系數表

三、實證結果分析

（一）層次分析法確定評價指標的權重 美國著名運籌學家A.L.Saaty提出的層次分析法可以用來確定指標權值。首先根據評價指標體系對同一層次的各元素關于上一層次中某一準則和重要性進行量量比較，構造判斷矩陣，判斷與量化個元素間影響程度大??；其次計算向量并做一致性檢驗；最后計算組合權向量，做組合一直性檢驗。在上述建立的評價指標體系的基礎上，判斷五個準則層對于總目標層清潔生產水平A的相對重要性。根據對專家賦值的計算，得到5個準則層對目標的權重如（表3）所示。特征向量的計算和一致性檢驗的結果如（表4）所示。一致性指標CR=-0.0228<0.10，表明判斷矩陣的層次排序結果滿足一致性檢驗，說明五個準則層的權重可以接受。利用同樣的方法對評價層的專家賦分分別進行一致性檢驗，結果全部通過，這說明各指標層和各準則層指標的權重可以接受。在總排序下計算各準則層指標對目標層的權重及組合一致性檢驗。記mi為各指標Ci對總指標A的權重，則由mi=bi×Mi得：

（m1，m2，m3，m4，m5，m6，m7）=（0.0661，0.0661，0.0259，0.0259，0.0259，0.0103，0.0103）

（m9，m10，m11，m12，m13，m14）=（0.1146，0.1146，0.0490，0.0490，0.0192，0.0192，0.0192）

（m15，m16，m17，m18）=（0.1087，0.0504，0.0226，0.0106）

（m19，m20，m21）=（0.0817，0.0331，0.0134）

（m22，m23，m24，m25，m26）=（0.0329，0.0168，0.0083，0.0041，0.0021）

根據公式CR(p)=CR(p-1)+CI(p-1)/RI(p-1)（P=3，4，…，n）進行層次的總排序和一致性檢驗，得：CR(3)=CR(2)+CI(2)/RI(2)，全部CR(3)都小于0.10滿足組合一致性要求，可作為最終決策依據。通過以上計算得到，各層次間的權重如（表5）所示。

（二）XX采油廠清潔生產各評價指標實際數據 根據XX采油廠清潔生產狀況，收集相關清潔生產指標體系所涉及各指標的數據，并用XX采油廠清潔生產的實際數據和上述評價標準進行比較，得到評價矩陣。具體數值如（表6）所示。

（三）運用模糊數學綜合評價法進行評價 基于AHP（The Analytic Hierarchy Process）的模糊數學綜合評價方法，是在使用AHP法確定清潔生產評價指標權重分配的基礎上，采用模糊數學綜合評價方法對采油廠的清潔生產展開的一種綜合評價。模糊綜合評價法是基于評價過程的非線性特點對原本僅具有模糊和非定量化特征的因素，提出的一種運用模糊推理為主的定性與定量相結合、精確與非精確相統一的分析評判方法。此方法使其具有某種量化的表達形式，從而為決策者提供可以進行比較和判別的依據，提高決策的科學性。因此，本為選用模糊綜合評價法來建立清潔生產評價模型。

（1）一級模糊綜合評價。根據所處理的數據，建立勝利采油廠清潔生產各項指標的綜合評價矩陣，以生產工藝與裝備情況為例，其評價矩陣為

其權重集為：w1=（0.2868，0.2868，0.1124，0.1124，0.1124，0.0447，0.0447），則生產工藝與裝備情況綜合評價分值為：M1=w1·R1（0.2868，0.2868，0.1124，0.1124，0.1124，0.0447，0.0447）·（0.5736，0.3819，0.0447）

同理，可對資源與能耗效率、污染物控制、資源再利用和環境管理與安全情況進行一級模糊綜合評價，評價結果如下：

資源與能耗效率情況M2=（0.0998，0.6024，0.2977）

污染物控制情況M3=（0.1175，0.8825，0）

資源再利用情況M4=（0.7417，0.2583，0）

環境管理與安全情況M5=（0.8710，0.1290，0）

（2）二級模糊綜合評價。根據一級模糊評價結果，建立二級模糊綜合評價矩陣，對勝利采油廠清潔生產情況進行綜合評價。

清潔生產評價結果是將計算出評價指標的權重以及各評價指標的評價分值代入評價模型中而得出的綜合評價分值。其計算公式如下其中：pij為各指標無量綱轉換分值；wij為指標權重；Wi為準則層權重；對XX采油廠清潔生產綜合評價值作歸一化處理后，得到：B=WR=（0.2304 0.3848 0.1924 0.1283 0.0641）誘=（0.3442 0.5310 0.1248）

表6 XX采油廠清潔生產指標數據及矩陣

這表明XX采油廠清潔生產綜合評價值有34.42%的概率被評價為一級，53.10%的概率被評價為二級，有12.48%的概率被評價為三級。根據前面研究的指標評價分值轉換方法和確定的和轉換函數參數，對于清潔生產評價，結合評價體系應用結果，清潔生產評價分值劃分類型為：一級：綜合評價得分達到90分以上（含90分）；二級：綜合評價得分達到80分～90分（含80分）；三級：綜合評價得分達到60分～80分（含60分）。由此可以計算出：勝利采油廠清潔生產綜合評價得分在86.57分。對應分級區間可知，勝利采油廠清潔生產綜合評估等級為“二級”。

四、結論

從上述評估結果可以看出：XX采油廠的清潔生產評級等級為二級，這與實際情況基本一致。從一級模糊評價結果來看，XX采油廠清潔生產的資源與能耗效率、污染物控制兩項指標處于二級水平，而生產工藝與裝備、資源再利用和環境管理與安全情況處于一級水平。從二級評價概率來看，XX采油廠清潔生產被評價為二級的概率均相對較高，企業應注意從中發現問題，尋找解決問題的突破口，以更大限度地發揮評價結果的價值，并采取相關激勵措施，加大清潔生產力度，促進采油廠清潔生產水平的提高。

*本文系山東省自然科學基金項目“油田綠色生態發展過程與調控對策研究”（項目編號：ZR2009HQ009）階段性成果

［1］婁維國、張殿瑞、高鵬：《淺論油田企業實施清潔生產的途徑和意義》，《西南民族大學學報（自然科學版）》2003年第7期。

［2］王斌、陳建宏：《礦山清潔生產評價體系研究》，《金屬礦山》2007年第8期。

［3］李何：《石油天然氣開采業（稠油）清潔生產指標體系的研究》，《油氣田環境保護》2003年第3期。

［4］李增強、劉波：《油田清潔生產清涼評價體系的研究及應用》，《油氣田環境保護》2004年第3期

［5］UNEP.Cleaner Production Assessment.Cleaner Production Assessmentin MeatProcessing,Benmark:COWI,2000.

王備戰（1971-），男，陜西乾縣人，中國海洋大學環境科學與工程學院博士研究生

韓 民（1970-），女，山東鄆城人，中國石油大學（華東）經濟管理學院副教授

張 濤（1980-），男，江蘇鹽城人，中國石油大學（華東）經濟管理學院講師

（編輯 虹 云）