任建斌

中國石油長慶油田分公司工程監(jiān)督處 （陜西 西安 710018）

0 引言

對(duì)于井控作業(yè)，石油行業(yè)有著完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，各油田公司也制定了適合本區(qū)塊的管理制度和操作細(xì)則，但這些繁復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、制度、細(xì)則在施工現(xiàn)場并未能得到全面落實(shí)，這是一個(gè)系統(tǒng)管理的問題。目前在這一領(lǐng)域的探究尚有欠缺，對(duì)各類制度規(guī)范如何在現(xiàn)場完整執(zhí)行的規(guī)律性認(rèn)識(shí)不足，這是工程監(jiān)督人員需要面對(duì)、探討和解決的主要課題。

一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)著的物體有兩個(gè)基本界定維度：一是立軸維，二是旋轉(zhuǎn)維。一個(gè)運(yùn)行中的事物或從事著的一項(xiàng)工作也是這樣，圍繞一個(gè)中心，根據(jù)其賴以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)、用行進(jìn)的程式和借由調(diào)控的導(dǎo)示構(gòu)建一個(gè)“空間立軸旋轉(zhuǎn)體”模型。這一立體模型具有兩維四元結(jié)構(gòu)，即立軸維的上、中、下三元和旋轉(zhuǎn)維的繞圍元。對(duì)于事物的整體，設(shè)定立軸下元為表征基礎(chǔ)承載特征的關(guān)系元；立軸上元為表征監(jiān)測導(dǎo)示特征的關(guān)系元；立軸中元為表征集聯(lián)樞紐特征的關(guān)系元；繞圍元為表征途徑程控特征的關(guān)系元。據(jù)此，將鉆井現(xiàn)場井控管理諸要素進(jìn)行邏輯組合，可構(gòu)建一個(gè)有“空間立軸旋轉(zhuǎn)體”特征的整體，此整體既強(qiáng)調(diào)聯(lián)系又強(qiáng)調(diào)某種規(guī)則的統(tǒng)一，亦即系統(tǒng)工作方法［1］。工作中把握這個(gè)整體，就能總攬全局、突出重點(diǎn)、調(diào)度有序，有效開展工作。下面運(yùn)用 “空間立軸旋轉(zhuǎn)體”分析方法對(duì)現(xiàn)場井控管理要素進(jìn)行整體關(guān)聯(lián)性解析說明。

1 井控管理構(gòu)件新型分類

現(xiàn)場井控工作面對(duì)要素眾多，有井控設(shè)備、工具儀器、物件材料、隊(duì)伍資質(zhì)、文件資料，還涉及項(xiàng)目管理、后勤保障等。這些要素從工作管控的角度可以劃分為井控硬件、井控軟件、井控操作件。

1.1 井控硬件

井控硬件指井控工作的物質(zhì)實(shí)體，包括井控設(shè)備、器件和物料。其中井控設(shè)備主要有井口設(shè)備、內(nèi)防噴工具、節(jié)流管匯、壓井管匯、控制設(shè)備、井眼異常監(jiān)測裝置、溢流壓井處理裝置、其他專用器具及輔助設(shè)施。

1.2 井控軟件

井控軟件指現(xiàn)場井控工作的規(guī)劃執(zhí)行項(xiàng)目，是為保障總體井控目標(biāo)實(shí)現(xiàn)而采取的管控模塊或作業(yè)任務(wù)包，具有時(shí)序性、規(guī)范化、既定式特征。井控軟件通常有如下項(xiàng)目：①員工資信檔案；②井控管理制度、機(jī)構(gòu)分工及崗位職責(zé)；③本井基本情況；④施工井外圍環(huán)境基本情況；⑤井控設(shè)備臺(tái)帳；⑥井控設(shè)備的安裝、調(diào)試；⑦井控設(shè)備檢查維護(hù)保養(yǎng)；⑧井控設(shè)備試壓；⑨地層破裂（漏失）壓力試驗(yàn)；⑩安全關(guān)井套壓計(jì)算；11○地層壓力預(yù)告；12○低泵沖試驗(yàn)；13○井控應(yīng)急預(yù)案、處理程序及操作表單；14○其他特定情況下的作業(yè)項(xiàng)目。

1.3 井控操作件

井控操作件，指井控工作現(xiàn)場實(shí)施的一些管控機(jī)制和調(diào)度方式，是井控硬件基礎(chǔ)和軟件規(guī)劃的集中統(tǒng)一，體現(xiàn)著施工隊(duì)伍的現(xiàn)場執(zhí)行能力和組織管理水平。井控操作件以會(huì)議、活動(dòng)為實(shí)現(xiàn)形式，以文本、記錄為信息載體，通常有以下幾類：①井控巡查及記錄；②井控坐崗及記錄；③井控培訓(xùn)及記錄；④防噴演習(xí)及記錄；⑤井控工作準(zhǔn)備及交底；⑥井控例會(huì)及總結(jié)；⑦井控作業(yè)進(jìn)程管控、崗位值守及記錄。

2 井控管理構(gòu)件的“立軸旋轉(zhuǎn)體”特征

2.1 井控硬件體系架構(gòu)

井控硬件的主體功用是實(shí)施井下監(jiān)測、關(guān)井和壓井。設(shè)備部分的井口裝置、內(nèi)防噴工具是整個(gè)硬件體系的流程中樞，其他井控設(shè)備均要與之聯(lián)合作用才能發(fā)揮功能，屬于立軸中元；井筒監(jiān)測報(bào)警裝置提供井控工作預(yù)警導(dǎo)示，屬于立軸上元；井下處理裝置實(shí)施井眼異常情況下的加重壓井操作，是井控風(fēng)險(xiǎn)消減控制的基礎(chǔ)設(shè)備，屬于立軸下元；節(jié)流管匯、壓井管匯是關(guān)井、壓井操作裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的參數(shù)調(diào)節(jié)控制，具有方式性特征；遠(yuǎn)程控制臺(tái)、井控專用器具及其他輔助設(shè)施在井控過程的不同階段或節(jié)點(diǎn)適時(shí)啟用，具有程控性特征，這4項(xiàng)均屬于繞圍元。井控硬件立軸旋轉(zhuǎn)體圖如圖1所示。

圖1 井控硬件體系圖

2.2 井控軟件體系架構(gòu)

在上述井控軟件項(xiàng)目中，①、②2個(gè)項(xiàng)目是整個(gè)井控作業(yè)的統(tǒng)領(lǐng)，項(xiàng)目13○是井控操作規(guī)程，它貫通了現(xiàn)場3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別下井控工作的各自要求，是其他各項(xiàng)活動(dòng)的集中體現(xiàn)，這3個(gè)項(xiàng)目構(gòu)成立軸中元；⑤～⑧4個(gè)項(xiàng)目是圍繞井控設(shè)備而規(guī)劃的工作措施，為總體井控作業(yè)提供基礎(chǔ)，屬于立軸下元；③、④2個(gè)項(xiàng)目是井控工作的依據(jù)性文件，具有導(dǎo)示特征，屬于立軸上元；⑨～12○4個(gè)項(xiàng)目是圍繞井筒施工進(jìn)行的作業(yè)項(xiàng)目，為井噴處理提供各項(xiàng)必要的工程操作參數(shù)，相對(duì)于井控作業(yè)的全局具有程控性、方式性特征，屬于繞圍元。井控軟件立軸旋轉(zhuǎn)體如圖2所示。

圖2 井控軟件體系圖

2.3 井控操作件體系架構(gòu)

在井控操作件中，井控坐崗是現(xiàn)場管控的基礎(chǔ)，屬于立軸下元；井控巡查是現(xiàn)場管控的指引，屬于立軸上元；作業(yè)管控及崗位職守活動(dòng)是整個(gè)井控管理的核心，屬于立軸中元；現(xiàn)場培訓(xùn)和防噴演習(xí)項(xiàng)目具有輔佐性、方式性特征，井控預(yù)告交底、井控例會(huì)總結(jié)是階段性管理的需要，具有途徑性、程控性特征，這4項(xiàng)均屬于繞圍元。井控操作件立軸旋轉(zhuǎn)體如圖3所示。

空間立軸旋轉(zhuǎn)體模型表示了現(xiàn)場井控管理要素之間的邏輯關(guān)系，超越了慣常的項(xiàng)目羅列型表現(xiàn)形式。通過體系架構(gòu)，對(duì)組成整體的各功能要素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)定位和有序協(xié)調(diào)。高晨陽說，兩個(gè)方面的關(guān)系，要素的定位化是其協(xié)調(diào)化的前提，而協(xié)調(diào)化又是定位化的目標(biāo)和結(jié)果，要素的定位化和定位化要素的協(xié)調(diào)、配合是整體的最終目標(biāo)［2］，也體現(xiàn)了井控管理工作的追求目標(biāo)。掌握這一思維工具，作為井控主體的人對(duì)井控客體要素的把握就有了整體概念、全局意識(shí)。

圖3 井控操作件體系圖

3 井控管理構(gòu)件的層次組合關(guān)系

在既定的井控環(huán)境下、井控硬件、井控軟件、井控操作件綜合作用構(gòu)成了現(xiàn)場井控工作系統(tǒng)，各構(gòu)件之間具有包含性、聚散性特點(diǎn)，其關(guān)聯(lián)區(qū)間組合圖如圖4所示。

圖4 井控管理構(gòu)件區(qū)間組合圖

外橢圓形包含其他圖形，表示現(xiàn)場一切井控工作在既定的環(huán)境下進(jìn)行；中橢圓形包含小橢圓形和立錐形，表示作業(yè)項(xiàng)目和管控機(jī)制以硬件配置為基礎(chǔ)；小橢圓形與立錐形相互交叉,表示作業(yè)項(xiàng)目和管控機(jī)制存在銜接與脫節(jié)的現(xiàn)實(shí)情況；圖4中，里圈處在外圈的靠中靠上位置，寓意現(xiàn)場工作在各構(gòu)件的組合下由低級(jí)逐次走向高級(jí)和規(guī)范。

1）黑色區(qū)域無井控設(shè)施、規(guī)劃項(xiàng)目和管控機(jī)制，屬于無井控作業(yè)狀態(tài)。石油勘探早期開發(fā)存在此情況，目前井控是基本要求，該區(qū)域?qū)嶋H反映了鉆井施工的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估級(jí)別，為工程設(shè)計(jì)提供參考。

2）紅色區(qū)域配有簡易井控設(shè)施，無規(guī)范作業(yè)和管控機(jī)制，屬于欠管理狀態(tài)。該區(qū)域反映井控工作的低級(jí)狀態(tài),業(yè)內(nèi)普遍處于自發(fā)摸索積累的初始應(yīng)對(duì)階段，尚未形成完善的管理模式。

3）橙色區(qū)域是立錐形未與小橢圓形重合的區(qū)域,井控設(shè)施配備，管控機(jī)制建立，但缺乏作業(yè)規(guī)劃和實(shí)施能力，井控工作處于無序管理狀態(tài)。該情況多發(fā)生于民營隊(duì)伍中，憑借外協(xié)能力進(jìn)入油氣田市場，依靠外援提供井控保障［3］。主要表現(xiàn)在：①人員素質(zhì)不高；②技術(shù)能力有限；③支撐體系不健全。

4）黃色區(qū)域是小橢圓形未與立錐形重合的區(qū)域，井控設(shè)施齊備，作業(yè)規(guī)劃到位，但管控機(jī)能欠缺，井控工作處于不規(guī)范管理狀態(tài)。該區(qū)域顏色從邊緣到中間漸變，表示現(xiàn)場問題具有層級(jí)性：首先在外層，隊(duì)伍作業(yè)水平差；其次到中層，員工業(yè)務(wù)素質(zhì)低，行業(yè)規(guī)范和要求掌握不足；最后靠里層，自覺應(yīng)對(duì)能力弱，面對(duì)區(qū)域新情況、管理新要求,井隊(duì)不能警覺自律并同步跟進(jìn)。此類情況在民營隊(duì)伍中出現(xiàn)較多，中石油隊(duì)伍里也時(shí)有發(fā)生。

5）綠色區(qū)域是小橢圓形與立錐形的重合區(qū)域，硬件配置齊備，作業(yè)規(guī)劃完善，管控機(jī)制健全，井控工作處于規(guī)范管理狀態(tài)。

圖4中，黑色圈層決定著總體安全，以后逐層保障措施升級(jí)。紅色圈層安全級(jí)別低；橙色、黃色區(qū)域逐次提高但仍不達(dá)標(biāo)，到了綠色區(qū)域，現(xiàn)場井控體系的環(huán)境、硬件、軟件、操作件有了良好的結(jié)合，安全級(jí)別達(dá)到了要求。

井控管理構(gòu)件組合圖反映了現(xiàn)場井控工作監(jiān)管中的各類情況，借助此模式可以分析施工現(xiàn)場的工作特征，找準(zhǔn)改進(jìn)完善的方向。

4 井控管理要素的三側(cè)分類

4.1 三側(cè)分類概念

井控管理構(gòu)件的硬件、軟件、操作件是為了便于現(xiàn)場工作管控而做出的新型劃分。通常業(yè)界對(duì)井控工作的檢查多從數(shù)據(jù)資料、崗位操作、設(shè)施狀態(tài)3個(gè)方面歸類。資料數(shù)據(jù)反映計(jì)劃規(guī)范、工作記錄等概念態(tài)信息；崗位操作反映工序組織、操作行為等活動(dòng)態(tài)信息；設(shè)施狀態(tài)反映物料配備、檢測維護(hù)等實(shí)物態(tài)信息。另一方面，從當(dāng)前油田開發(fā)組織方式看，工程施工有督導(dǎo)支撐、現(xiàn)場執(zhí)行、設(shè)施配置3個(gè)形成元素項(xiàng)。這些劃分出自不同視角，均是對(duì)現(xiàn)場井控管理要素的概括。3種分類概念不能一一對(duì)應(yīng)，但均有實(shí)用性。這里將這一處理方式稱為井控管理要素的“三側(cè)分類”。

三側(cè)要素是一個(gè)體系在3個(gè)側(cè)面的不同反映形式。元素側(cè)是從工作源頭出發(fā)劃分的影響要素側(cè)，對(duì)于工程項(xiàng)目的前期規(guī)劃、施工問題的調(diào)查改進(jìn)具有明確的聚焦定位作用。表觀側(cè)是從工作表現(xiàn)形式角度歸結(jié)的表征要素側(cè)，對(duì)于現(xiàn)場工作的檢查、統(tǒng)計(jì)具有規(guī)范的體例指引作用。管控側(cè)是從工作掌控機(jī)制出發(fā)界定的操控要素側(cè)，對(duì)于現(xiàn)場工作的組織實(shí)施具有操作借助作用。

4.2 三側(cè)分類要素的相互關(guān)系

三側(cè)要素各有3個(gè)部項(xiàng)，每個(gè)部項(xiàng)又有眾多的細(xì)分項(xiàng)目，側(cè)間部項(xiàng)具有對(duì)稱的層級(jí)和漸變的內(nèi)涵，相互之間關(guān)聯(lián)交集，存在因果組合關(guān)系。元素側(cè)是形成其他兩側(cè)要素的基本體；管控側(cè)是元素側(cè)在現(xiàn)場的組合運(yùn)用體；表觀側(cè)是管控側(cè)的綜合表現(xiàn)形式。三側(cè)中元素側(cè)的部項(xiàng)是單一體，而管控側(cè)、表觀側(cè)是元素側(cè)在現(xiàn)場的衍生項(xiàng)目，是復(fù)合體。三側(cè)各部項(xiàng)之間的關(guān)系如圖5所示。

圖5井控三側(cè)三層部項(xiàng)關(guān)系圖

圖5 中，箭頭所連的項(xiàng)目之間是作用上游與下游的關(guān)系，工作原因與結(jié)果的關(guān)系，正向指示演進(jìn)方向，逆向揭示發(fā)生根源。元素側(cè)是條件，表觀側(cè)是結(jié)果，管控側(cè)是二者的中介統(tǒng)攝側(cè)。

4.3 三側(cè)分類要素的概念范疇

關(guān)于現(xiàn)場工程管理，其基本要素分類有“4M1E”法，簡稱“人、機(jī)、事、物、環(huán)”五要素法［4］。 在進(jìn)一步的解析中，其組成項(xiàng)通常還被劃分為“人、機(jī)、料、法、環(huán)、信”六要素［5］。推究這兩種理論，后者對(duì)前者進(jìn)行了定向擴(kuò)展［6］，將“事”的范疇用“法、信”代替。 對(duì)于現(xiàn)場井控管理，上述理論符合其運(yùn)行機(jī)理，同時(shí)又顯示其自有特性。從現(xiàn)場井控工作的特征出發(fā)將管理要素劃分成三側(cè)三層，是對(duì)六要素概念的實(shí)用性轉(zhuǎn)化。通過介紹可以推知，三側(cè)的上層反映 “法、信”的內(nèi)涵；中層體現(xiàn)“人、環(huán)”的實(shí)質(zhì)；下層標(biāo)示“機(jī)、料”的內(nèi)容。

5 三側(cè)分類方法的實(shí)踐應(yīng)用

三側(cè)分類各有特點(diǎn)，可以比照而不相互取代。工作檢查時(shí)多從表觀側(cè)入手，但將其用于現(xiàn)場管控則顯得概念交織、不便掌握，用于糾源改進(jìn)則更是頭緒混雜、對(duì)標(biāo)不明。如井控坐崗，檢查時(shí)可以查看坐崗記錄，它以數(shù)據(jù)資料的形式呈現(xiàn)，規(guī)范與否一目了然；而在現(xiàn)場執(zhí)行中坐崗工作是否到位就涉及到設(shè)施條件、記錄規(guī)范、人員組織等方面的限制因素；進(jìn)一步推究到元素側(cè)，其設(shè)施配置、現(xiàn)場執(zhí)行、督導(dǎo)支撐方面必定以某項(xiàng)單獨(dú)或多項(xiàng)綜合的方式形成坐崗工作缺陷的根源。如果不建立管控側(cè)、元素側(cè)的分類概念，此類問題在工作改進(jìn)時(shí)要各個(gè)具體歸結(jié)，缺乏明晰的理念指導(dǎo)，這就是三側(cè)要素分類的現(xiàn)實(shí)必要性。

2017年某油田X井發(fā)生了一起三級(jí)井噴事故，這里試用三側(cè)分類法對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行解析，見表1。

表1中，表觀側(cè)項(xiàng)目是該井控事故調(diào)查中確定的問題項(xiàng)（括號(hào)內(nèi)是推斷項(xiàng)）。管控側(cè)項(xiàng)目是表觀側(cè)各項(xiàng)的逆向歸類，依序推導(dǎo)至元素側(cè)，由藍(lán)色箭頭指示。紅色虛線箭頭是逆推的反推，以指示同側(cè)中存在的判定問題項(xiàng)。表1中有幾點(diǎn)需要說明。

1）短起下鉆未罐漿是反推項(xiàng)。根據(jù)調(diào)查記錄，井隊(duì)從 2017年 8月 1日 8：00到 8：45短短 45 min內(nèi)起鉆8拄，下鉆6柱?？鄢o助時(shí)間，平均每根立柱操作時(shí)間不足3 min，按照現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)其上提速度已經(jīng)超過0.5 m/s的安全臨界，更無井內(nèi)灌漿操作時(shí)間。

2）短起下鉆誘噴是歧義項(xiàng)。短起下鉆過快形成井內(nèi)抽汲是誘發(fā)井噴的原因，但其緣由不只是違章操作，可能事發(fā)前管理方對(duì)氣層段鉆具提速無明確要求，也可能施工用泥漿密度的設(shè)計(jì)安全余量不足，鉆進(jìn)時(shí)在循環(huán)壓力加持下基本達(dá)到井內(nèi)壓力平衡，起鉆時(shí)則失衡井侵。

3）回壓閥失效是反推歧義項(xiàng)。井隊(duì)從2017年8月1日8：52鉆具內(nèi)噴到16：25丟鉆具關(guān)全封的約7.5 h時(shí)間段內(nèi)工作情況未說明，可以肯定，期間必然多次搶接內(nèi)防噴工具未果。原因主要有兩種：①井口泥漿沖刺壓力過大，井隊(duì)人員協(xié)調(diào)配合能力不足，未能在關(guān)鍵期搶接成功；②人員操作到位，但內(nèi)防噴工具出現(xiàn)故障，鉆桿回壓閥頂開裝置失效，上扣操作在負(fù)壓情況下無法進(jìn)行。

通過三側(cè)列表分析可以得出結(jié)論：①督導(dǎo)支撐方面，項(xiàng)目組從評(píng)審機(jī)制、作業(yè)規(guī)則、管控項(xiàng)目方面有6項(xiàng)工作要做，應(yīng)該落實(shí)于表觀側(cè)的文件資料項(xiàng)；②現(xiàn)場執(zhí)行方面，各層次均存在較大問題，可以在管控側(cè)分項(xiàng)對(duì)照整改解決；③特殊情況下的搶險(xiǎn)演習(xí)，不僅是施工隊(duì)伍的事，還需要情境設(shè)置、程序規(guī)劃，現(xiàn)場并不具備主導(dǎo)條件，建設(shè)方支撐體系肩負(fù)的責(zé)任更大。

三側(cè)分類法是分析現(xiàn)場井控工作的一種思路方法，可用于某一單項(xiàng)要素的歧義解析、也可對(duì)事故整體調(diào)查分析，還能借助做井控管理項(xiàng)目的系統(tǒng)規(guī)劃，其概念應(yīng)用是一個(gè)在探索中不斷發(fā)展完善的過程，在實(shí)踐中不斷挖掘其實(shí)際效用。

6 結(jié)論

1）現(xiàn)場井控管理要素之間存在邏輯定位關(guān)系，其特征應(yīng)用有助于工作組織及管控。

2）井控構(gòu)件關(guān)聯(lián)區(qū)間組合圖反映施工現(xiàn)場的不同形態(tài)信息，借助圖形分析有助于項(xiàng)目規(guī)劃和監(jiān)督管理。

3）三側(cè)井控要素的劃分和運(yùn)用有其實(shí)踐價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。