基于耗散结构的国际石油勘探开发项目风险管理模型分析 A Management Model of International Petroleum Exploration Project Risks Based on Dissipative Structure

doi:10.12677/MSE.2012.13003

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Management Science and Engineering 管理科学与工程, 2012, 1, 19-23

http://dx.doi.org/10.12677/mse.2012.13003 Published Online September 2012 (http://www.hanspub.org/journal/mse.html)

A Management Model of International Petroleum

Exploration Project Risks Based on

Dissipative Structure

Hao Ding, Jin gjing Zhang, Xuemin Chen, Yahong Cao

Economics and Management School, China University of Petroleum, Qingdao

Email: 379333307@qq.com

Received: Sep. 5th, 2012; revised: Sep. 8th, 2012; accepted: Sep. 12th, 2012

Abstract: Through the introduction and analysis of dissipativ e structure and intern ational petroleum ex plora-

tion project, came to the co nclusion that international petroleu m exploration project is a dissipative structur e.

Then analysis the process of risk development of international petroleum exploration project with dissipative

structure. Finally, build the risk management models of international petroleum exploration project based on

dissipative structure.

Keywords: International Petroleum Exploration Project; Risk Management; Dissipative Structure; Entropy

基于耗散结构的国际石油勘探开发项目风险

管理模型分析

丁浩，章晶晶，陈雪敏，曹亚宏

中国石油大学(华东)经济管理学院，青岛

Email: 379333307@qq.com

收稿日期：2012 年9月5日；修回日期：2012 年9月8日；录用日期：2012 年9月12 日

摘要：通过对耗散结构的介绍以及国际石油勘探开发项目的分析，得出国际石油勘探开发项目是一

个耗散结构的结论，并给出了基于耗散结构的海外石油勘探开发项目风险演化过程分析。最后，构建

了基于耗散结构的国际石油勘探开发项目的风险管理模型。

关键词：国际石油勘探开发项目；风险管理；耗散结构；熵

1. 引言

目前，我国已成为仅次于美国的世界第二大能源

消费国家，根据工信部网站的数据显示，2011 年上半

年，我国国内石油的消费量为 1.98 亿吨，同比增长

10.3%，已超过 GDP 的增速。我国石油的对外依存度

以达到 55.2%，已经超越美国[1]。因此，实施石油海

外经营战略，进行国际石油勘探开发已经成为我国的

必然选择。但毋庸置疑的是，国际石油勘探开发项目

面对比国际勘探开发更加复杂的多变的国际环境，因

而面临更大风险。耗散结构理论认为，在开放的系统

中，系统外部负熵的流入可以抵消系统内的熵增，一

个开放系统可以与外部环境不断地交换物质及能量，

在一定的条件下可以产生从无序到有序，进而形成稳

定结构的自组织现象[2]。石油勘探开发项目符合耗散

结构形成的条件，是一个耗散结构，该系统中熵增较

多的是由项目的风险引起，系统的负熵来源于项目管

基于耗散结构的国际石油勘探开发项目风险管理模型分析

理者对风险的控制。由此可见，利用耗散结构对国际

石油勘探开发项目的风险管理进行分析对于指导项

目风险的防范和控制具有重大意义。

2. 国际石油勘探开发项目的风险管理

国际油气勘探开发项目的风险管理指的是石油

企业识别和分析国际油气勘探开发项目的具体实施

过程中存在的不同类型的风险，并及时的采取有效地

方法对各种不同的风险进行控制，使用最经济合理的

方法对海外经营风险事故进行综合处理，从而保障国

际油气勘探开发项目能够按照计划进行有效实施，达

到项目预期的目标的科学的管理过程[3]。就目前的形

势来看，西方石油企业占据了世界上大多数的有较大

生产能力的油气产区，我国石油企业能够进入的油气

产区主要集中于局势动荡的非洲地区、具有较高开采

难度的拉美地区、与西方关系错综复杂的中东地区和

未被西方完全占据的前苏联地区，同时还包括被西方

石油企业放弃开采的边际油田[4]。由于受到海外油气

开发区块选择的限制，这必然会使我国石油企业的国

际油气勘探开发项目面临很大的风险。同时油气开发

项目本身就存在投资规模大、回收期限长、不确定性

高等特点，海外油气开发项目还具有投资区块选择难

度大、作业环境差、受资源国政策影响大等特点，这

些都决定了我国石油企业的国际油气勘探开发项目

面临巨大的风险。因此，国际石油勘探开发项目的管

理者应当选择有效地模型对国际石油勘探开发项目

的风险进行有效管理。

3. 国际油气勘探开发项目的耗散结构

特征分析

3.1. 耗散结构的内涵

耗散结构(Dissipative Structure)由比利时物理学

家普里高利(I. Prigogine)于1967 年提出[5]，主要的研

究内容是一个远离平衡状态的非线性开放系统通过

连续不断地和外界交换物质和能量，当这种交换使得

系统内部某个要素参量的变化达到一定的阈值时，系

统可能会发生突变，由原来的混沌无序的状态转化为

在时间、空间或者功能上的一种有序状态。由于这种

在远离平衡状态时的非线性区域上形成的新的稳定

结构，需要不断地与外界交换物质和能量才能够维

持，因而将其称为耗散结构。

耗散结构的形成需要满足以下三个条件[6]：第一，

系统必须是开放的。在一个封闭的系统中，物质总是

从高能区向低能区转化，因而只有系统处于开放时，

才可以从外部吸收物质和能量，即向系统中输入负

熵，以抵消熵增，从而使系统向有序转化。第二，系

统处于非平衡的状态。非平衡状态的系统指的是系统

内部的物质和能量分布不均衡，系统只有物质和能量

分布不均衡时，才能出现流动和转化，呈现出动态的

特征。第三，系统的各要素之间存在非线性耦合。非

线性耦合指的是系统内要素之间以网络的形式相互

作用的机制，耗散结构是一种空间上的有序结构，这

种结构只有系统内部要素相互关联相互作用时才能

形成。

3.2. 熵理论的内涵

熵描述的是耗散结构内能量的演化状态，即耗散

结构在运动的过程中，内部的各种要素在交互作用中

表现出的混乱或无序的状态。熵越大表示耗散结构内

部越混乱，反之表示表示耗散结构内部越有序。一个

完整耗散结构总是由不同类型的子系统和要素组成，

并不断地从外部环境中获得物质和能量(即输入负熵

流)，并对获得的物质和能量进行加工整合并输出。如

果外部环境中输入的负熵大于耗散结构内部要素相

互作用产生的正熵，那么整个耗散结构的的总熵就会

相应减少，结构内部的有序度增加并产生新的效能，

此时耗散结构内熵的变化等于外部环境的负熵和结

构内部的正熵变化之和[7]，即

ds = dse + dsi (1)

其中 ds表示耗散结构熵的变化；dse 表示耗散结构与

外部环境的交换熵流，可正可负；dsi 耗散结构内部熵

的变化，总为正。当 dse 为负，且 dd

esi时，就

可以使得耗散结构的熵逐渐减小(ds < 0)，表示耗散结

构正由无序到有序、由较低层次的有序向较高层次的

有序方向发展。



3.3. 国际油气勘探开发项目的耗散结构

特征分析

3.3.1. 国际油气勘探开发项目是一个开放的系统

国际油气勘探开发项目总是与外界存在着物质、

基于耗散结构的国际石油勘探开发项目风险管理模型分析

信息、能量的交换，因而它是一个开放的系统。国际

油气勘探开发项目是一个复杂的系统，它包括许了多

的子系统，如勘探系统、开发系统、基础设施建设系

统、财务会计系统以及人力资源系统等。通过简单的

分析就可以发现，国际油气勘探开发项目的各个子系

统都属于开放系统，这些系统与其他系统一样，也是

由许多相互作用的不同元素构成。

首先，国际油气勘探开发项目系统同外界存在物

质交换。这表现在两个方面，其一，项目中的员工会

因招聘或离职等原因与外界发生交换；其二，项目运

行过程中会不断地从外界获取原材料，同时向外界提

供产品并排放废弃物。

其次，该项目和外界存在信息交换。一方面，系

统内部会通过各种媒体获得外界的信息；同时，系统

还会通过各种渠道向外界传输与该项目有关的信息。

最后，该系统与外界存在能量交换。任何生产系

统在与外界进行物质交换的同时必然存在能量的交

换，因为系统中的原材料要加工成成品，必须要能量

进行推动，因此需要外界能量的导入，该过程也伴随

着能量的消耗，这属于能量的导出，即该系统与外界

存在能量的交换。

3.3.2. 国际油气勘探开发项目是一个远离平衡态

的系统

国际油气勘探开发项目系统作为一个开放系统，

其系统内部的状态集合与外部环境状态集合都是非

空集合，状态参量总是在不断变化，即使在某个时间

点出现相对定态，在系统内部仍然存在宏观的物理量

流动。从时间维度来看，国际油气勘探开发项目内部

各要素发展的速度极不平衡，就空间的维度看，国际

油气勘探开发项目投资区块的选择、技术的应用、人

员的配备等各方面都存在很大程度的非一致性以及

非平衡性。这种非平衡性使得国际油气勘探开发项目

在于外界环境的互动过程中出现随机的扰动，从而使

国际油气勘探开发项目系统中出现新的涨落。

3.3.3. 国际油气勘探开发项目系统中存在非线性耦合

国际油气勘探开发项目系统涨落的随机性、各个

要素的动态关联使得国际油气勘探开发项目内部要

素之间的作用呈现非线性的关系。非线性关系系统的

最显著地特点在于“整体大于部分之和”，即国际油

气勘探开发项目系统的非线性耦合效应使得在某段

时间内只有某一或某几段反馈回路对系统起主导性

作用，并且能够产生相应的系统动力效应，系统的功

能会随着效应程度的增加而放大，由此产生的协同动

力即国际油气勘探开发项目系统耗散结构的动力。若

用Xi(i = 1,2,…,m)表示国际油气勘探开发项目系统的

状态变量，则国际油气勘探开发项目系统的演化方程

[8]可以表示为：





d,,,



Xrt



 (2)

其中，r表示空间变量，t表示时间变量，γ表示的是

控制参数。

该演化方程表示国际油气勘探开发项目系统耗

散结构形成后，其发展的趋势总是按照无序到有序然

后在演化到无序的螺旋式上升的方式演进。

4. 国际油气勘探开发项目风险演化

机理分析

国际石油勘探开发项目具备耗散结构的三个条

件，是一个耗散结构体，因此，该耗散结构体为了能

够保持其正常的生产过程，必须要与外部环境保持物

质和能量的交换，通过不断的向系统内部输入负熵来

抵消其内部要素相互作用产生的正熵。国际油气勘探

开发项目会因为特殊的海外作业环境、技术及设备、

人力资源配置等原因产生稳定的正熵，这些在国际油

气勘探开发项目的运行中正熵基本都是由项目的风

险引起。同时，作为一个开放的系统，国际石油勘探

开发项目还会不断地从外部环境中输入熵，这些熵中

有正熵也有负熵。其中正熵包括自然灾害、不利的地

质条件、突发的战争或者其他的政治事件等，这些也

都是由不同的项目风险引起；负熵包括设备更新、技

术培训、作业环境的改善，这些涉及到对项目风险进

行有针对性管理的内容。

当输入到国际石油勘探开发项目的负熵大于项

目自身产生以及输入到项目内部的正熵之和时，项目

可以按照计划稳定的运行，否则，当负熵不能抵消正

熵时，国际石油勘探开发项目将处于无序的状态，极

易造成风险事故的发生。

4.1. 国际油气勘探开发项目熵产生因素分析

国际石油勘探开发项目的正熵可以使项目由有

基于耗散结构的国际石油勘探开发项目风险管理模型分析

序状

沌无

基于耗散结构的国际油气勘探开发项目

根据对国际石油勘探开发项目耗散结构的分析，

在该

系统

态逐渐转化为混沌无序的状态，它是国际石油勘

探开发项目不稳定的源泉，正熵的不断增加必然会导

致事故的发生。国际石油勘探开发项目正熵的来源主

要是项目进行过程中遇到的各类风险，包括外部风险

和内部风险两大类。其中，外部风险包括政治风险、

经济风险、自然风险、社会风险、法律风险、地质风

险、文化风险、合同风险和同行竞争风险等；内部风

险包括管理风险、人力资源风险、技术风险、项目建

设风险、财务风险和 HSE(健康、安全、环境)风险[9]。

国际石油勘探开发项目的负熵可以使项目由混

序的状态转化为一种在时间、空间或功能上的有

序结构，降低国际石油勘探开发项目的不确定性，从

而保证项目的顺利进行[10]。与正熵不同，国际石油勘

探开发项目的负熵并不是自发形成，负熵的形成是为

了与正熵相抵消并加强国际石油勘探开发项目的负

熵，以确保项目的各项生产活动的有序进行。因此负

熵的产生依赖于人为因素的强加，即项目管理者对国

际石油勘探开发项目的风险管理，即国际石油勘探开

发项目的负熵产生于对项目的风险进行管理的整个

过程中。

4.2.

风险演化分析

项目的运行过程中始终存在着熵增与熵减的矛

盾运动，国际石油勘探开发项目的风险演化过程也基

于这种熵增与熵减的矛盾运动过程。如图 1所示。

在国际石油勘探开发项目的风险事故发生以前，

中的熵增因素不断加强，促使风险发生的能量不

断积聚膨胀，并不断地将负熵中和抵消。与此同时，

保障国际石油勘探开发项目顺利进行的各种负熵明

显受到抑制，难以将熵增的能量化解，因此系统会越

来越呈现出一种混沌无序的状态。当熵增的能量达到

风险发生的临界点时，一个随机的小的干扰因素就可

以造成风险的发生，使国际石油勘探开发项目不能正

常运行，给项目带来损失，这是风险的发生阶段。当

风险事故发生后，针对事故的救援处理及其他的管理

工作会马上展开，此时，各种有利于项目恢复到有序

状态的负熵会被集中输入到项目系统中，使得系统中

负熵急剧增加，以消减熵增的能量。在经过各种熵增

与熵减因素的涨落运动后，系统中的正熵再次受到抑

Figure 1. Progress of international petroleum exploration project

制，国际石油勘探开发项目形成新的耗散结构，项目

5. 基于耗散结构的国际石油勘探开发项目

由上文分析可知，国际石油勘探开发项目的实施

过程

油勘探开发项目风险事故的演化过程

来看

过程可以

分为

risk development

图1. 国际石油勘探开发项目的风险演化过程

恢复正常运行。

的风险管理模型

中，正熵会不可避免的产生与积累，但是正熵的

增加会增加系统的不确定性，最终有可能导致风险事

故的发生。因此对国际石油勘探开发项目的风险管理

应当要对项目中的熵增进行有效地控制，使项目的熵

值维持在一个较低的水平。但熵增基本都是在项目的

运行过程中自发形成，国际石油勘探开发项目的管理

者对熵增的控制程度相对较弱，从总体上来看，管理

者对熵增的控制仅仅是是延缓了熵增的速度，或者是

改变了熵增的方式[11]。因而，控制国际石油勘探开发

项目的熵增，使项目稳定运行的更有效地方式是更多

的向系统中注入大量的负熵，从而形成强有力的负熵

合力来实现对国际石油勘探开发项目的熵增进行有

效地控制。

从国际石

，该系统正熵的变化经过了一个从无到有，不断

积累并引起质变，然后又被项目系统内外负熵的合力

不断削弱到至低点的过程。伴随该过程的发生，国际

石油勘探开发项目经历了从稳定到失稳再到稳定的

过程。因而对该项目负熵的引入也应该贯穿于以上的

过程中，因此建立对国际石油勘探开发项目的熵增有

效控制的国际石油勘探开发项目风险管理机制应该

是一个涵盖以上过程的全面的管理体系。

国际石油勘探开发项目风险管理体系

四个阶段：风险的识别阶段、风险的预先管理阶

段、风险的监控管理阶段以及风险管理后评价阶段。

这四个阶段并不是单独存在，而是彼此联系相互制约

基于耗散结构的国际石油勘探开发项目风险管理模型分析

理的运行流程如

图2

的，他们共同构成了石油企业海外经营风险管理的动

态系统。其中，风险识别要求海外经营管理者必须能

够正确的识别国际油气勘探开发项目背后隐藏的风

险，而且还要正确判断风险发生后带来的损失。风险

的预先管理要求管理者对国际油气勘探开发项目实

施过程中可能出现的风险进行评估和控制，做到防患

于未然，从而有效地促进开发项目的顺利进行。风险

的监控管理指的是在项目实施过程中，针对风险预先

管理阶段分析出的风险不断地监测预警，同时还应对

风险发生时做出处理措施，尽可能的将风险的损失降

到最低限度。风险管理后评估是指针对风险管理的计

划要求，对国际油气勘探开发项目的风险管理进行总

结评价，为下个周期的风险管理工作提供参考。由此

可见，国际油气勘探开发项目的风险管理并不是几个

孤立的过程，而是一个可以不断循环往复的回路，这

意味着石油企业国际油气勘探开发项目的风险管理

动态系统的管理能力会不断加强。

国际石油勘探开发项目风险管

。

风险的识别

风险的预先管理

风险的监控

管理

风险管理的后评价

监控

发现问题

问题得到解决

未解决，风险

事故发生

生成风险处置对

策可实施方案

评估风险处

置对策

选择风险处置

对策并实施

未发现问题

Figure 2. Progress of international petroleum exploration project

risk management

6. 小结

过对基于耗散结构的国际石油勘探开发

项目

参考文献 (References)

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文章通

的风险管理模型分析得出了以下结论：第一，国

际石油勘探开发项目的特点符合耗散结构形成的基

本条件因而国际石油勘探开发项目是一个耗散结构；

第二，其中项目进行过程中的风险和项目负责人对风

险的管理分别构成了该耗散结构中正熵与负熵的主

要来源，接；第三，构建了基于耗散结构的国际石油

勘探开发项目的风险管理模型，从风险的识别、风险

的预先管理、风险的监控管理以及风险管理后评价四

个阶段对项目的风险进行全面有效地管理。

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图2. 国际石油勘探开发项目风险管理的运行流程