渤海新建組塊海上連調(diào)與鉆完井聯(lián)合作業(yè)管理提升

孟凡然，金 濤，李 明，胡 俊

(中海石油(中國(guó))有限公司 天津分公司，天津 300459)

渤海某平臺(tái)為一座新建中心平臺(tái)，該平臺(tái)為雙側(cè)井槽導(dǎo)管架平臺(tái)，鉆完井方案為雙側(cè)鉆井船作業(yè)。受項(xiàng)目證照批復(fù)延遲影響，某平臺(tái)導(dǎo)管架安裝延遲，導(dǎo)管架完工日距項(xiàng)目投產(chǎn)目標(biāo)只有5個(gè)多月。如考慮“先鉆井、再連調(diào)、最后投產(chǎn)”的施工工序，只能預(yù)留不到4個(gè)月的鉆完井周期，投產(chǎn)井?dāng)?shù)必然較計(jì)劃減少。項(xiàng)目組本著項(xiàng)目產(chǎn)量最大化、利益最大化原則，深入調(diào)研分析，提出了以下構(gòu)想：組塊陸地建造完工最大化，減少海上施工人數(shù)；海上連調(diào)生活自持，節(jié)約生活支持船，為鉆井船提雙側(cè)就位創(chuàng)造條件；海上連調(diào)同時(shí)開始鉆完井作業(yè)，實(shí)施聯(lián)合作業(yè)管理，達(dá)到投產(chǎn)產(chǎn)量最大化。

1 組塊陸地建造完工最大化方案

1)井口區(qū)結(jié)構(gòu)陸地完工最大化方案。海上連調(diào)期間，采油樹操作平臺(tái)的預(yù)制安裝是井口區(qū)結(jié)構(gòu)施工的主要工作，該工作是井口管線施工得以開展的前置條件，也是平臺(tái)投產(chǎn)的關(guān)鍵路徑。

為了保證該工作在陸地最大化完成，項(xiàng)目組將采油樹操作平臺(tái)在陸地完成預(yù)制，并固定懸掛在上一層甲板上，待組塊安裝完成后，下放至安裝位置組對(duì)。通過(guò)核實(shí)安裝高度，采油樹操作平臺(tái)底部與采油樹頂部的凈高差約1 000 mm，滿足組塊安裝的最小間隙500 mm的要求。

2)管線完工最大化方案。該組塊設(shè)置8個(gè)組塊支撐單元(DSU)，用于組塊在滑道和安裝駁船的支撐。每個(gè)DSU通過(guò)3～4個(gè)斜撐與組塊固定，斜撐節(jié)點(diǎn)連線的最大投影為D2 900，是主要的安裝影響區(qū)。組塊兩側(cè)各有一根海管登陸管線，原本與安裝影響區(qū)沖突，不能在陸地完成連接。項(xiàng)目組通過(guò)3D審查發(fā)現(xiàn)，該段管線的標(biāo)高較高，且懸空于海面上方，如在海上施工需搭設(shè)大量懸空腳手架，便改為增加管線跨度、繞過(guò)DSU影響區(qū)的方式，使這2條管線得以在陸地完工，節(jié)約了大量人力物力。海管登陸管線加大跨度繞過(guò)DSU示意圖如圖1所示。

圖1 海管登陸管線加大跨度繞過(guò)DSU示意圖

采油樹地面流程管線也稱井口配管，該項(xiàng)工作受組塊安裝影響，只能在海上進(jìn)行實(shí)施。井口配管施工的主要特點(diǎn)是施工量大、施工物料耗材多(需多次運(yùn)輸補(bǔ)給)、作業(yè)空間狹小、交叉作業(yè)(焊接、試壓、拍片)多、施工人員多、施工周期長(zhǎng)，施工量基本要占據(jù)整個(gè)海上連調(diào)工作的70%。

為了壓縮該部分的工期，項(xiàng)目組組織海上施工的井口管線在陸地車間進(jìn)行深度預(yù)制工作，主要包括：①管鞋跟管線在車間組對(duì)焊接并完成噴涂；②特殊件提前預(yù)制處理，包括油井定壓放氣閥匹配的2片配對(duì)法蘭、采油樹配對(duì)法蘭等提前預(yù)制；③所有插焊的閥門(小尺寸)和管件陸地預(yù)制完成；④生產(chǎn)管匯連接到原油管線，在陸地預(yù)制到采油樹操作平臺(tái)上方且不影響組塊安裝的區(qū)域。通過(guò)深度預(yù)制，減少了1/4海上焊口施工及無(wú)損檢驗(yàn)，大大降低了海上配管施工工作量。

2 組塊海上連調(diào)生活自持方案

1)組塊住宿能力加強(qiáng)及管理。通過(guò)組塊陸地完工最大化方案的實(shí)施，海上剩余的工作量已經(jīng)可以做到精細(xì)梳理，相應(yīng)的施工人數(shù)也可以精確確認(rèn)。經(jīng)過(guò)多次的梳理和確認(rèn)，海上施工高峰期床位需求為210人左右。而組塊生活樓的定員床位僅為80人，通過(guò)生活樓臨時(shí)改造，可擴(kuò)充至154個(gè)床位?？紤]到海上連調(diào)期間并無(wú)油氣進(jìn)入平臺(tái)，項(xiàng)目組又充分利用生活樓二層的吊人平臺(tái)，增設(shè)5個(gè)12人集裝箱并接入電源，使總床位達(dá)到214個(gè)，滿足了項(xiàng)目需求。

2)組塊消防自持能力加強(qiáng)及管理。組塊消防系統(tǒng)包括海水消防系統(tǒng)、電氣房間消防系統(tǒng)、生活樓消防系統(tǒng)和便攜式滅火器4部分。其中海水消防系統(tǒng)主要用于平臺(tái)生產(chǎn)設(shè)施和生活區(qū)，預(yù)計(jì)在海上連調(diào)開始20天后才能投入使用。根據(jù)組塊海上連調(diào)期間平臺(tái)生產(chǎn)設(shè)施并無(wú)油氣進(jìn)入的特點(diǎn)，此部分通過(guò)組塊上設(shè)置的便攜式滅火器和消防員裝備足以滿足要求。但在施工比較密集的井口區(qū)、下層甲板以下區(qū)域，項(xiàng)目組額外配置了足量的臨時(shí)滅火器，并加強(qiáng)監(jiān)火管控，確保風(fēng)險(xiǎn)可控。

電氣房間消防系統(tǒng)主要是FM200，該系統(tǒng)在陸地階段已完成調(diào)試，海上中控上電后即可投入使用，具備消防自持能力。

生活樓消防系統(tǒng)主要是廚房濕粉滅火系統(tǒng)和便攜式滅火器，濕粉系統(tǒng)已在陸地完成調(diào)試，通電后即可投入使用，便攜式滅火器在每個(gè)房間都有配備，具備消防自持能力。

為了保證非油氣類火情發(fā)生后能夠得到及時(shí)處置，項(xiàng)目組專門制定了消防演習(xí)流程，并指定了總指揮、搜救隊(duì)和消防隊(duì)，確保一旦發(fā)生火情能夠迅速組織實(shí)施消防或逃生。

3)組塊救逃生自持能力加強(qiáng)及管理。組塊現(xiàn)有逃生設(shè)施為：2艘60人救生艇，6個(gè)20人救生筏，救生服320套，總逃生能力240人，可滿足高峰期210人的人員需求。救生艇旁配有T卡箱和救生衣箱，救生筏旁未配備T卡箱和救生衣箱，通過(guò)增設(shè)臨時(shí)T 卡箱和救生衣箱可以滿足逃生自持要求。

為了保證緊急情況下平臺(tái)人員能夠有序執(zhí)行應(yīng)急計(jì)劃，項(xiàng)目組專門編寫《海上連調(diào)期間人員登離平臺(tái)管理程序》和《海上連調(diào)期間救逃生管理程序》，并組織了多次應(yīng)急演習(xí)，確保人員熟知逃生路線和逃生方法。

4)組塊供水、供電、自持能力加強(qiáng)及管理。A組塊未設(shè)置主電站，海上連調(diào)初期海纜未鋪設(shè)完成，項(xiàng)目組租用臨時(shí)發(fā)電機(jī)提供生活和施工用電。發(fā)電機(jī)功率經(jīng)過(guò)計(jì)算滿足要求。

組塊柴油罐和淡水罐的容積分別為120 m3和220 m3，考慮實(shí)際加注100 m3和200 m3。經(jīng)查詢多個(gè)項(xiàng)目歷史資料，并與供貨廠家核實(shí)，臨時(shí)發(fā)電機(jī)、柴油吊機(jī)的柴油消耗約為5 m3/d，200人平臺(tái)的淡水消耗約為25 m3/d，平臺(tái)自持能力達(dá)到15 d和7 d以上自持的要求。

5)通訊自持能力加強(qiáng)及管理。組塊通訊系統(tǒng)包括正常通訊和應(yīng)急通訊系統(tǒng)。正常通訊系統(tǒng)由臨時(shí)微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、程控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)組成，正常情況下程控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)由臨時(shí)微波傳送。衛(wèi)星系統(tǒng)作臨時(shí)微波系統(tǒng)的備用鏈路，當(dāng)臨時(shí)微波失效時(shí)，電話及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)自動(dòng)切換至衛(wèi)星系統(tǒng)傳送。臨時(shí)微波和衛(wèi)星系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間約24 h，可在組塊浮托安裝后焊接樁腿期間進(jìn)行，不影響人員入住后的需求。

應(yīng)急通訊由單邊帶(SSB)系統(tǒng)、VHF-FM系統(tǒng)組成，應(yīng)急情況下可以使用SSB(4 085 kHz)與塘沽通訊公司基地(24 h有人值守)或海上平臺(tái)、海事局、龍口海油基地進(jìn)行應(yīng)急通訊。也可以使用VHF-FM與過(guò)往船舶進(jìn)行應(yīng)急通訊。應(yīng)急通訊系統(tǒng)均在陸地調(diào)試完成，海上通電后即可投入使用。綜上所述，平臺(tái)通訊系統(tǒng)滿足自持要求。

6)生活污水自持能力加強(qiáng)及管理。組塊生活污水裝置設(shè)計(jì)處理能力為60.5 m3/d，高峰處理能力為每3小時(shí)16.8 m3，以此數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)來(lái)校核平臺(tái)入住180人、200人時(shí)的生活污水量能否滿足要求。通過(guò)查詢節(jié)水器、水龍頭、小便器、大便器、花灑設(shè)備資料，結(jié)合海上作息特點(diǎn)和每人正常生活使用上述設(shè)備的頻次，得到平臺(tái)生活污水自持能力校核表如表1所示。

表1 平臺(tái)生活污水自持能力校核表

從表1可知，平臺(tái)入住人數(shù)為181～200人時(shí)，高峰期用水量超過(guò)生活污水處理能力，需研究解決措施。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組仔細(xì)研究，多方論證，解決措施為錯(cuò)峰用水，具體措施為：①項(xiàng)目組指派45名骨干人員晚間錯(cuò)峰淋浴；②在淋浴間貼宣傳單，并加強(qiáng)思想宣貫，倡導(dǎo)每人淋浴時(shí)間不超過(guò)10 min；③每天20：40確認(rèn)生活污水緩沖罐的液位，如超過(guò)警戒線1.6 m向全平臺(tái)廣播，并采取2～4樓21：00-21：30暫停淡水供應(yīng)措施，待液位下降后恢復(fù)使用；④為防止生活污水罐冒罐，在緩沖罐和清水罐的溢流口連接軟管至臨時(shí)污水罐。

3 海上連調(diào)期間工程與鉆完井聯(lián)合作業(yè)方案研究

1)聯(lián)合作業(yè)安全分析。

(1)鉆井船就位作業(yè)安全分析。鉆井船就位前一周，工程和鉆完井項(xiàng)目組就鉆井船就位坐標(biāo)、就位方案進(jìn)行聯(lián)合審查，就位期間工程項(xiàng)目組安排周邊進(jìn)行管纜鋪設(shè)作業(yè)的施工船進(jìn)行避讓，并與鉆井船建立固定通訊頻道和24 h值班制度，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)通報(bào)。

(2)工程與鉆完井聯(lián)合作業(yè)安全分析。①作業(yè)安全責(zé)任區(qū)域的劃分。鉆井船船體尾部為基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)面以外由工程項(xiàng)目組管理，基準(zhǔn)面以內(nèi)由鉆完井項(xiàng)目組管理。鉆井船覆蓋的范圍，由雙方共同管理，此區(qū)域相關(guān)作業(yè)由雙方共同簽署作業(yè)許可。其中頂層EL32 m覆蓋區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)管理以鉆完井項(xiàng)目組為主，EL16 m及以下區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)管理以工程項(xiàng)目組為主。②確定交叉作業(yè)的避讓原則。工程與鉆完井雙方針對(duì)在井口區(qū)的主要作業(yè)進(jìn)行了梳理，并確定回避原則，工程與鉆完井聯(lián)合作業(yè)避讓矩陣見表2。

表2 工程與鉆完井聯(lián)合作業(yè)避讓矩陣

2)聯(lián)合作業(yè)安全管理。

(1)聯(lián)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)健康、安全、環(huán)境(HSE)管理小組。依據(jù)公司健康安全管理體系成立聯(lián)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)HSE管理小組，HSE管理小組組織機(jī)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 HSE管理小組組織機(jī)構(gòu)圖

(2)聯(lián)合作業(yè)工作許可的簽發(fā)。作業(yè)許可的申請(qǐng)：以鉆井船船體尾部為基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)面以外執(zhí)行工程項(xiàng)目的作業(yè)許可程序，基準(zhǔn)面以內(nèi)執(zhí)行鉆完井的作業(yè)許可程序。

3)聯(lián)合作業(yè)施工溝通與協(xié)調(diào)。聯(lián)合作業(yè)期間，雙方召開日例會(huì)，鉆完井代表介紹明日施工計(jì)劃，雙方確認(rèn)可能產(chǎn)生交叉作業(yè)和避讓的情況，做好施工安排。所有的交叉作業(yè)在作業(yè)之前，鉆完井安全監(jiān)督和工程項(xiàng)目組安全工程師要電話溝通。

4)聯(lián)合應(yīng)急安全演習(xí)。

(1)消防應(yīng)急演習(xí)。分別模擬渤海某平臺(tái)發(fā)生火災(zāi)、鉆井船發(fā)生火災(zāi)2種情況，演習(xí)從發(fā)出火警，通訊告知，實(shí)施滅火和救護(hù)，人員緊急集合，人員搜救，根據(jù)火勢(shì)是否被控制決定是否棄平臺(tái)等流程。

(2)井噴應(yīng)急演習(xí)。模擬發(fā)現(xiàn)井涌，報(bào)警，互相通訊，平臺(tái)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，鉆井船處理井涌，根據(jù)處理情況決定是否棄平臺(tái)等流程。

(3)氣體泄漏應(yīng)急演習(xí)。渤海某平臺(tái)在實(shí)施氣體泄漏演習(xí)時(shí)，鉆完井人員除值班人員外，其余人員到臨時(shí)避難所集合。

4 項(xiàng)目的創(chuàng)新及意義

1)對(duì)現(xiàn)有組塊陸地建造完工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了再升級(jí)。通過(guò)3D建模、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算、計(jì)算模擬等手段，以最大化減輕海上連調(diào)工作量為目標(biāo)，重點(diǎn)研究了井口區(qū)結(jié)構(gòu)、管線完工狀態(tài)最大化方向，并通過(guò)項(xiàng)目組、設(shè)計(jì)、建造再回到項(xiàng)目組的流程實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)管理，最終完成了目標(biāo)。其中，井口采油樹操作平臺(tái)陸地預(yù)制，海上懸掛安裝方案減少了64 t結(jié)構(gòu)物預(yù)制，約800人工日的海上工作量；海管登陸管線優(yōu)化方案減少了6道舷外現(xiàn)場(chǎng)口，避免搭設(shè)舷外腳手架400 m2，約200人工日的工作量；井口配管深度預(yù)制方案減少了420道現(xiàn)場(chǎng)口，約600人工日的海上工作量。

目前渤海各工程項(xiàng)目對(duì)陸地建造完工的標(biāo)準(zhǔn)普遍參考公司的管理體系。本項(xiàng)目根據(jù)自身情況，在滿足管理體系要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行了再升級(jí)，且取得了突出的效果，是一次成功且有意義的嘗試。

2)渤海海上連調(diào)期間聯(lián)合作業(yè)的管理。海上連調(diào)期間，工程項(xiàng)目組作為聯(lián)合作業(yè)主管單位與雙側(cè)鉆井船實(shí)施了聯(lián)合作業(yè)，2個(gè)項(xiàng)目組合作，確定了安全管理責(zé)任區(qū)和聯(lián)合作業(yè)避讓的總體原則，并形成了《聯(lián)合作業(yè)避讓矩陣》等多項(xiàng)成果，在渤海油田屬于首次，可為后續(xù)項(xiàng)目提供參考和借鑒。

3)提質(zhì)增效，經(jīng)濟(jì)效益顯著。項(xiàng)目組提出組塊海上連調(diào)期間生活自持方案，并系統(tǒng)地分析了組塊各個(gè)系統(tǒng)的自持能力，提出了可行而有針對(duì)性的解決措施，同時(shí)梳理了生活自持期間平臺(tái)各項(xiàng)設(shè)施的維護(hù)、巡檢、生活等管理規(guī)定，是對(duì)渤海工程建設(shè)領(lǐng)域海上施工管理體系的有力補(bǔ)充。

通過(guò)上述方案的實(shí)施，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了提前21 d投產(chǎn)的優(yōu)秀成績(jī)，又節(jié)約了生活支持船的費(fèi)用，累積創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)人民幣一千萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

挖掘自身潛力，提升管理水平，保持產(chǎn)量穩(wěn)定，降低桶油成本，是企業(yè)應(yīng)對(duì)國(guó)際環(huán)境日趨復(fù)雜和油價(jià)大幅波動(dòng)的重要手段。本項(xiàng)目根據(jù)組塊自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出新建組塊與雙側(cè)鉆井船聯(lián)合施工作業(yè)的方案，并提前實(shí)施海上聯(lián)合作業(yè)的準(zhǔn)備工作，制定相關(guān)管理措施。既保證了項(xiàng)目完工目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不受影響，又提升了投產(chǎn)井?dāng)?shù)，打破了以往工程建設(shè)和鉆完井相互制約的瓶頸，實(shí)現(xiàn)了工期與產(chǎn)量雙贏。