深水钻井工程是一项高技术、高投入、高风险的系统工程,随着深水油气资源勘探开发的不断发展,保证深水钻井过程的安全成为深水油气资源开发的关键。深水钻井过程由于其恶劣的海洋环境、特殊的地质情况和离岸远的特点,存在着更多的风险因素,而深水钻井过程中一旦发生事故,不仅会造成工时延误,耽误施工进度,严重的还会造成人员伤亡、环境污染。因此开展深水钻井过程的风险分析对于保证深水钻井施工的安全高效进行具有重要意义。国外海洋油气开发起步较早,其深水油气资源的开发技术也更为成熟,对深水钻井风险分析和评价方面的研究也比较多。国内深水油气资源勘探开发起步较晚,针对深水钻井过程的风险分析还相对有限,因此本文首先对国内外深水钻井事故资料进行统计,分析重大事故的风险演化过程。通过对统计资料的分析结合专家经验,建立风险因素的层次模型,通过层次分析和粗糙集理论相结合利用MATLAB软件计算出针对南海深水浅层钻井过程的风险因素的综合权重,初步确定了深水浅层钻井的关键风险因素。本文将突变理论应用于深水钻井风险评价,建立了基于系统论和突变理论的深水浅层钻井突变演化模型,并根据事故致因论将深水浅层钻井过程的风险事故的致因分为主观因素和客观因素,从人的不安全行为和物的不安全状态分析深水浅层钻井过程的风险事故演化过程,建立了包含5层体系和71个指标的深水浅层钻井风险演化突变评价体系,并利用南海深水两口井对建立的深水浅层钻井模型进行验证,结果表明,建立的深水浅层钻井风险演化突变评价模型和该井钻井过程的实际情况基本符合,验证了本文建立的深水浅层钻井风险演化突变评价模型的可行性。调研分析比较风险分析方法的优劣,建立了基于事故链和贝叶斯网络的深水浅层钻井关键风险演化模型,通过OREDA的统计资料求出风险诱因的先验概率,利用GeNIe软件建立浅层地质灾害引起的井喷事故、隔水管故障和防喷器故障的贝叶斯网络模型,计算出各底层风险因素的后验概率,利用贝叶斯网络的影响力分析计算不同风险演化路径的发生概率,得出导致浅层地质灾害井喷事故、隔水管失效和防喷器失效的关键风险因素和发生概率最大的风险演化路径。