關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效分析在渤海灣鉆井項目中的應(yīng)用

摘" " 要：海洋鉆井工程是海洋油氣勘探開發(fā)的重要手段，工程質(zhì)量的優(yōu)劣、技術(shù)水平的高低、生產(chǎn)時效的快慢將直接關(guān)系到油氣勘探開發(fā)的綜合經(jīng)濟效益。通過對重點項目的套管內(nèi)起下鉆速度、下套管速度、拆裝井口時間等鉆井關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、對標(biāo)，分析影響作業(yè)時效的主要因素，并在施工方案、作業(yè)工序、生產(chǎn)組織等方面提出改進措施。通過在多個鉆井平臺推廣應(yīng)用，有效提高了鉆井速度與服務(wù)質(zhì)量，并縮短了鉆井周期，進而驗證了改進措施的先進性和有效性。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵節(jié)點；作業(yè)時效；影響因素；統(tǒng)計分析

Operation efficiency analysis of key node in Bohai Bay drilling project

ZHANG Munan， SUN Li， LEI Yunjun， LI Qingyong， WANG Jian

Drilling Branch of CNPC Offshore Engineering Co.， Ltd.， Tianjin 300451， China

Abstract：Offshore drilling engineering is an important way to explore offshore oil and gas.Its engineering quality， technology level， and operation efficiency are directly related to the comprehensive economic benefits of oil and gas exploration.By tallying and benchmarking the key projects′ operation efficiency data of key nodes in drilling including casing tripping speed， casing running speed， and time for assembly and disassembly of the wellhead， this paper analyzed the main factors affecting the operation efficiency and put forward measures for improving construction scheme， operation procedure and production organization. The application in multiple drilling platforms demonstrates that the measures can improve the drilling speed and service quality as well as shorten the drilling cycle， showing advancement and effectiveness.

Keywords：key node; operation efficiency; influencing factor; statistical analysis

完善的鉆井時效劃分體系及科學(xué)的分析指標(biāo)，對研究鉆井工程總體水平和發(fā)展速度，找出現(xiàn)有優(yōu)勢、存在的問題和差距，尋求提高鉆井水平、加快鉆井速度的對策，提升鉆井競爭力，提高勘探開發(fā)綜合經(jīng)濟效益具有重要意義[1]。某海洋工程公司（以下簡稱“HG公司”）持續(xù)開展“四提”工程活動，聚焦生產(chǎn)難題開展科技攻關(guān)，積極推廣應(yīng)用新技術(shù)與新工藝。圍繞提質(zhì)增效強化技術(shù)管理，結(jié)合“安全提速創(chuàng)效工程”，不斷探索優(yōu)化、細(xì)化作業(yè)流程。著重研究關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效，對套管內(nèi)起下鉆速度、下套管速度、拆裝井口時間等鉆井關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行對標(biāo)分析，總結(jié)經(jīng)驗與不足，制訂改進措施并廣泛推廣應(yīng)用，使得鉆機使用效率有效提升，渤海灣鉆井項目整體生產(chǎn)時效穩(wěn)步提高，鉆井周期大幅縮短。

1" " 鉆井時效及鉆井速度指標(biāo)分析

1.1" " 鉆井時效分析

鉆井時效分析是在對鉆井工作時間進行分類的基礎(chǔ)上，計算不同時間所占鉆井工作時間的百分比，并以此反映鉆井工作時間構(gòu)成及其利用狀況[2-3]。

分項鉆井工作時間所占百分比=（分項鉆井工作時間/鉆井工作時間）×100% （1）

式中：鉆井工作時間=生產(chǎn)時間+非生產(chǎn)時間，h。

式（1）中分子選用的時間數(shù)據(jù)不同，就可計算出不同類型的時間在鉆井總時間中的比例，可在一定程度上反映鉆井過程情況。

1.1.1" " 生產(chǎn)時間

生產(chǎn)時間指正常的鉆井工作所占用的時間。生產(chǎn)時間=進尺工作時間+測井工作時間+固井工作時間+輔助工作時間。

1）進尺工作時間：指與鉆井進尺直接有關(guān)的工作所必需消耗的時間。

進尺工作時間=純鉆進時間（包括取芯）+起下鉆時間+接單根時間+擴劃眼時間+換鉆頭時間+循環(huán)（鉆井液）時間 （2）

2）測井工作時間：指在鉆井過程中按照地質(zhì)、工程設(shè)計要求進行的電測、氣測和井壁取芯以及放射性測井、地球物理測井等所占用的時間。

3）固井工作時間：指為固井所進行的一切正常工藝措施所占用的時間。從鉆達(dá)固井井深時開始計算直至固完井鉆完水泥塞為止，包括固井前準(zhǔn)備工作、下套管、注水泥、候凝、測聲幅、試壓、鉆水泥塞、換裝井口等。

4）輔助工作時間：指在鉆井過程中除去進尺工作時間、測井工作時間、固井工作時間以外所必須進行的輔助工作所占用的時間。

1.1.2" " 非生產(chǎn)時間

指在鉆井過程中影響鉆井工作正常進行的時間。包括組織停工時間、事故損失時間、修理停工時間、處理復(fù)雜情況時間、自然災(zāi)害時間和其他停工時間。

1.2" " 鉆井速度指標(biāo)分析

1.2.1" " 鉆機月速度

鉆機月速度是衡量鉆井工作時間內(nèi)鉆井效率的指標(biāo)，指單位鉆機臺月所完成的進尺，其計算公式為：

鉆機月速度=鉆井進尺/鉆機臺月 （3）

式中：鉆機進尺為鉆機有效進尺，不包括工程報廢進尺和返工進尺，m；鉆機臺月指一個日歷月按鉆井工作時間（720 h）折算的投入鉆機數(shù)量，鉆機臺月=鉆井工作時間/720，臺月。

1.2.2" " 機械鉆速

機械鉆速是指鉆井過程中鉆頭在單位時間內(nèi)的鉆進進尺，是反映鉆進速度快慢的參數(shù)及重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，同時也是衡量鉆頭優(yōu)劣的重要指標(biāo)。

機械鉆速=鉆井進尺/純鉆進時間 （4）

式中：純鉆進時間是指鉆頭接觸井底，破碎巖石形成井眼的鉆進時間，h。

2" " 典型井鉆井時效統(tǒng)計分析

2.1" " QHD35某井與QT某井作業(yè)時效統(tǒng)計分析

2021年，HG公司以日費模式施工的秦皇島區(qū)塊QHD35某井（以下簡稱“QHD35井”），完鉆井深4 456 m，創(chuàng)造了中海油4 000～4 500 m井深32.25 d的最短鉆完井周期紀(jì)錄。

同年，HG公司以總包模式施工的冀東油田秦皇島探區(qū)QT某井（以下簡稱“QT井”），完鉆井深4 100 m，鉆完井周期39.92 d，同比探區(qū)鄰井節(jié)約9.13%，平均機械鉆速同比提高47.3%。

2.1.1" " 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對比

上述兩口井在不同的鉆井項目中分別取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，兩口井相距37.04 n mile，在館陶組相同深度均鉆遇大套砂礫巖，地質(zhì)環(huán)境與井身結(jié)構(gòu)相似，具備對標(biāo)分析基礎(chǔ)。因管理提升需要，針對兩口井的施工數(shù)據(jù)開展對比分析，基本參數(shù)與鉆井指標(biāo)見表1。

從表1中可以看出，QHD35井的實際井深比QT井多356 m且多一個層次的鉆井程序，在該情況下，其平均機械鉆速同比高出24.12%，鉆機月速同比高出34.52%，據(jù)此可以反映出QHD35井的鉆井效率及鉆機利用率更高，即該井必要資源的投入少于QT井。

2.1.2" " 鉆井時效性對比

為具體分析單項工作時間在單口井鉆井工作時間中所占比例，按照前述鉆井時效劃分要求，將QHD35井和QT井作業(yè)時效作進行對比分析，如表2和圖1所示。

結(jié)合生產(chǎn)實際，查找QHD35井和QT井鉆井工作時間產(chǎn)生差異的原因，具體分析如下。

1）兩口井在施工過程中加強風(fēng)險控制，預(yù)判復(fù)雜情況，風(fēng)險可控，安全快速鉆進，未發(fā)生事故復(fù)雜情況等非生產(chǎn)時間，非生產(chǎn)時效均為0%。

2）QHD35井進尺工作時間較多的主要原因是井深導(dǎo)致的起下鉆時間變長；QT井固井工作時間較多的原因是，為保證固井質(zhì)量符合“紅線”標(biāo)準(zhǔn)要求，下套管前井眼處置、固井候凝時間延長；QHD35井輔助工作時間較少的主要原因是，該井在輔助工作時間內(nèi)短起下時效占比較少。

結(jié)合日費鉆井項目鉆機績效考核中關(guān)鍵點考核項，對套管內(nèi)起下鉆速度、下套管速度及拆裝井口三項指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行分析，見表3。

結(jié)合兩口井的施工工序進行分析，QT井二開311.1 mm井眼起下鉆速度指標(biāo)優(yōu)于QHD35井，但QHD35井整體起下鉆速度、下套管速度均優(yōu)于QT井。因此，為提升鉆井周期速度，進而提高工程經(jīng)濟效益，可深入挖掘起下鉆、下套管工序的提速空間。

2.2" " 重點項目關(guān)鍵作業(yè)時效對比

基于上述分析，將近幾年重點施工項目關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效與中海油對鉆井平臺關(guān)鍵考核點指標(biāo)進行對比分析，見表4。

根據(jù)表5，對于井深3 000、4 000、4 500 m單井可節(jié)約鉆井工作時間分別是19.40、23.67、27.41 h，即可節(jié)約單井周期0.81、0.98、1.14 d，假設(shè)每年服務(wù)這三種類型井的井?dāng)?shù)相同，則平均節(jié)約周期0.98 d。HG公司2019—2021年累計完成鉆井291口，按年均鉆井97口計算，估算年均可節(jié)約周期95.06 d。

3" " 影響關(guān)鍵作業(yè)時效的因素分析

結(jié)合實際施工經(jīng)驗，對下套管、套管內(nèi)起下鉆和拆裝井口關(guān)鍵作業(yè)的影響因素分析如下。

3.1" " 施工方案優(yōu)化程度

鉆井施工方案是工程施工隊伍依據(jù)工程設(shè)計資料制訂的具體操作方案，其優(yōu)化程度決定全井施工進度、井身結(jié)構(gòu)及井眼軌跡的優(yōu)化程度，并直接決定鉆井施工的難易程度。鉆井施工設(shè)計方案不合理或不切合實際會影響現(xiàn)場施工的安全，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)[4]。是否參考鄰井資料充分認(rèn)識地層巖性，是否通過桌面推演各開次作業(yè)步驟預(yù)判合理性，是否制訂鉆井提速措施，在沒有交叉作業(yè)的前提下同一平面工作同時進行是否具有可操作性，都會影響鉆井作業(yè)效率。

3.2" " 生產(chǎn)組織嚴(yán)密程度

研究發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)組織嚴(yán)密程度影響作業(yè)時效的占比達(dá)50%。在作業(yè)過程中，生產(chǎn)物料的準(zhǔn)備、工具設(shè)備的完整性、作業(yè)工序的銜接和第三方服務(wù)商的配合度都是影響生產(chǎn)組織嚴(yán)密度的體現(xiàn)。在測井、錄井、固井、下套管等各專業(yè)配合作業(yè)時，需要從人員到工具設(shè)備全面與各服務(wù)商融合，因服務(wù)商流動性大，雙方經(jīng)常是第一次合作，工作節(jié)奏和人員默契度相對較低；同時，服務(wù)商特有工具設(shè)備的完整性不可控等因素，也是制約作業(yè)效率提升的關(guān)鍵。

3.3" " 作業(yè)操作規(guī)范化程度

操作人員在參與大型復(fù)雜的關(guān)鍵作業(yè)時，操作規(guī)范化程度受業(yè)務(wù)熟練度和主觀能動性的影響較大，提升操作人員專業(yè)水平和操作能力是提高作業(yè)時效的關(guān)鍵。分析發(fā)現(xiàn)，在關(guān)鍵作業(yè)中因作業(yè)操作標(biāo)準(zhǔn)不一或界定不清，導(dǎo)致部分員工因工作經(jīng)驗不足而無法制訂處理措施，會嚴(yán)重制約關(guān)鍵時效的提升。同時，受油氣行業(yè)自身復(fù)蘇的沖擊，新能源行業(yè)（海上風(fēng)電）爆發(fā)式增長以及其他因素的疊加，導(dǎo)致出現(xiàn)用工短缺現(xiàn)象，而隨著鉆井平臺外雇用工比例的不斷攀升，對于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)操作的需求更加凸顯。

3.4" " 鉆井裝備智能化程度

鉆井過程中勞動強度大、重復(fù)性高的作業(yè)工序，其操作效率也會影響作業(yè)時效。如起下鉆及下套管作業(yè)中頻繁地對鉆具、套管進行上/卸扣操作，該操作由人工控制液壓大鉗來完成，具有人員工作強度大、重復(fù)性高的特點，尤其是受人員個體差異影響較大，容易出現(xiàn)影響整體作業(yè)施工效率的情況。采用自動化和智能化的設(shè)備與技術(shù)大幅降低了人工參與鉆井作業(yè)的程度，既保證了鉆井過程中的質(zhì)量又提升了作業(yè)效率[5]。

4" " 提高關(guān)鍵作業(yè)時效的措施

通過分析關(guān)鍵作業(yè)時效影響因素，結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗，制訂如下4項提效措施。

4.1" " 施工方案精細(xì)化

著眼于不斷優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)及井眼軌跡，降低各開次鉆井施工難度，主動、實時與建設(shè)單位及分包商進行技術(shù)交底。利用模擬軟件完成技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)的分析預(yù)測模型，優(yōu)選鉆進參數(shù)及水力參數(shù)，使機械鉆速及井眼清潔達(dá)到最佳效果，通過高清潔度井眼進一步降低井下復(fù)雜事故的發(fā)生，控制非生產(chǎn)時間占比。打破常規(guī)思維，合理制定作業(yè)程序，井組施工作業(yè)前優(yōu)化施工程序，批量實施各開次作業(yè)，積極推廣離線固井候凝等多項不占用井口時間的離線作業(yè)，通過離線模式減少生產(chǎn)時間。分階段召開作業(yè)準(zhǔn)備會、桌面推演，開展多維度數(shù)據(jù)分析，明確作業(yè)方案，逐步提升施工效率。

4.2" " 生產(chǎn)組織嚴(yán)密化

從生產(chǎn)組織運行入手，通過優(yōu)化生產(chǎn)組織運行管理模式，從粗放式生產(chǎn)組織向精細(xì)化生產(chǎn)運行管理轉(zhuǎn)變，努力降低生產(chǎn)運行成本，提高生產(chǎn)運行效率[6]。超前謀劃、科學(xué)組織協(xié)調(diào)各服務(wù)商和生產(chǎn)物資，確保生產(chǎn)工序高效銜接。利用生產(chǎn)間隙，對關(guān)鍵設(shè)備進行保養(yǎng)、預(yù)防性檢維修、操作人員培訓(xùn)，確保關(guān)鍵設(shè)備使用效率。加強班組配合管理，施工前組織班組人員進行作業(yè)安全分析和討論，合理安排人員進行工具準(zhǔn)備，確保人員在施工時充分了解步驟和所需工具，挖掘關(guān)鍵作業(yè)時效提升空間。

4.3" " 作業(yè)工序標(biāo)準(zhǔn)化

制定《起下鉆及倒劃眼起鉆推薦措施》《常用鉆具上扣扭矩規(guī)范》，編制安裝井口、下套管等工序標(biāo)準(zhǔn)化操作流程13項，促使關(guān)鍵作業(yè)施工工序標(biāo)準(zhǔn)化，提高整體作業(yè)效率。優(yōu)化隔水管吊卡扣合方式，提前準(zhǔn)備下隔水管專用的鋼絲繩（90 mm×12.5 m），采用吊環(huán)+85 t卸扣+鋼絲繩+85 t卸扣+吊卡的方式；提前組裝防噴器組、壓井節(jié)流高壓軟管、防噴器液控管線；施工前測繪轉(zhuǎn)盤高度，設(shè)計使用1套升高管完成多口井三開、四開作業(yè)，減少升高管拆甩重新配長的時間；制定不拆甩轉(zhuǎn)噴器的防噴器整體提升和挪移方案；套管內(nèi)起下鉆過程中充分發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢，提高設(shè)備使用效率，提升游車上下行的加速度，優(yōu)化上下限位及減速區(qū)的設(shè)置；加強人員的協(xié)同配合，提前將井口設(shè)施布置到位，提升接卸扣、起放卡瓦、取立立柱的效率；積極探索離線作業(yè)模式，合理統(tǒng)籌各項作業(yè)程序緊密有序開展，提高多線安全施工效率，實現(xiàn)鉆井施工作業(yè)與輔助工作同步進行。

4.4" " 設(shè)備智能化升級改造

隨著設(shè)備智能化的不斷升級，對重復(fù)性、可替代性較強的工作，廣泛推廣設(shè)備的智能化改造。依據(jù)“先進、可靠、安全、經(jīng)濟、實用”的原則設(shè)計配裝了鉆臺管柱自動化處理系統(tǒng)，其中鐵鉆工替代液氣大鉗，二層臺排管機械手和氣動指梁取代井架工，鉆臺扶管機械手協(xié)同氣動卡瓦替代內(nèi)、外鉗工，有效降低人工勞動強度，規(guī)避人員遭受機械設(shè)備傷害的風(fēng)險，連續(xù)穩(wěn)定地運行提高了整體作業(yè)時效；尤其是在擺放較重的底部鉆具組合時，管柱自動化系統(tǒng)更能發(fā)揮出其擺放鉆具便捷、省力的特點，同時也提高了作業(yè)時效。

5" " 提高關(guān)鍵作業(yè)時效的應(yīng)用成果

5.1" " 技術(shù)應(yīng)用成果

2021年以來，HG公司重點在中海油鉆井項目中推廣提高關(guān)鍵作業(yè)時效的措施，13.375 in及9.625 in套管下入速度、套管內(nèi)起下鉆速度、拆裝井口等多項關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效提速效果明顯。

對不同尺寸套管下入速度、起鉆速度、下鉆速度、拆裝井口速度進行對比分析，如圖2～圖5所示。

5.2" " 經(jīng)濟效益

1）上述關(guān)鍵作業(yè)指標(biāo)在中海油市場同期作業(yè)的自升式鉆井平臺中取得佳績。2021年第四季度至2023年第四季度，持續(xù)在渤海油田渤中、墾利、秦皇島、旅大、綏中等油田開發(fā)項目中推廣應(yīng)用提高關(guān)鍵作業(yè)時效措施成果，累計應(yīng)用108井次，進尺302 958 m，促進節(jié)約工期492 d，取得單井周期節(jié)約4.56 d的明顯效果，作業(yè)效率提高20％，實現(xiàn)了提速提效目標(biāo)。

2）提高關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效，可節(jié)約鉆井施工周期，若在總包鉆井項目中推廣應(yīng)用，可直接減少工程成本投入。根據(jù)表5節(jié)約鉆井工作時間模型計算井深3 000、4 000、4 500 m單井應(yīng)用提高關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效成果，得出單井可減少的工程投入分別為103.81萬元、126.66萬元、146.67萬元，經(jīng)濟效益明顯。

3）通過應(yīng)用提高關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效成果，有效提升了鉆機使用效率，施工作業(yè)能力不斷提高，服務(wù)保障能力不斷加強，多次刷新渤海區(qū)塊鉆完井周期紀(jì)錄，在行業(yè)內(nèi)塑造了HG公司高質(zhì)量鉆井品牌，獲得業(yè)主單位的高度認(rèn)可和青睞，榮獲甲方各類嘉獎，社會效益顯著并開拓了市場與效益空間。

6" " 結(jié)束語

在渤海灣鉆井項目中提高關(guān)鍵節(jié)點作業(yè)時效是項目管理的自身業(yè)務(wù)需要，也是精益技術(shù)管理的實踐成果，HG公司以業(yè)主為中心，以過硬的技術(shù)推進提質(zhì)增效，以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)塑造海工品牌，用實際行動踐行價值創(chuàng)造，為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

張木楠（1985—），女，吉林榆樹人，高級工程師，2015年畢業(yè)于南開大學(xué)工程管理專業(yè)，碩士，現(xiàn)主要從事海洋鉆井技術(shù)管理工作。Email：zhangmn.cpoe@cnpc.com.cn

編輯：楊秀蘭