冉旭

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)公司深水鉆采技術(shù)中心 廣東 深圳 518067

早期國(guó)內(nèi)深水鉆井作業(yè)主要采用第六代及更早的半潛式深水鉆井平臺(tái)，平臺(tái)通常僅配置傳統(tǒng)單井架鉆機(jī)。隨著技術(shù)的發(fā)展，第七代半潛式深水鉆井平臺(tái)采用了雙井架鉆機(jī)系統(tǒng)，作業(yè)效率有了明顯提升[1]。傳統(tǒng)單井架平臺(tái)的鉆井工藝流程為單線流程，無(wú)離線作業(yè)，作業(yè)效率相對(duì)較低，但工期測(cè)算僅需按照作業(yè)銜接順序測(cè)算，方法簡(jiǎn)單。雙井架平臺(tái)采用雙鉆機(jī)并行作業(yè)方式，鉆井工藝流程為并行流程，作業(yè)效率相對(duì)更高，正是由于多任務(wù)并行的特點(diǎn)，導(dǎo)致平臺(tái)存在較多的離線作業(yè)，工期分析和測(cè)算存在一定的困難，傳統(tǒng)的工期樹(shù)形結(jié)構(gòu)已不能滿足雙井架平臺(tái)工期測(cè)算的要求，因此有必要找到一種簡(jiǎn)單有效的方法進(jìn)行工期測(cè)算，確定影響工期的關(guān)鍵工作和流程線路。

1 時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)

時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于項(xiàng)目工期的合理規(guī)劃，單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃是其成熟技術(shù)之一。但時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一直未在鉆井工程應(yīng)用，主要由于傳統(tǒng)鉆井工藝是單線流程，工程進(jìn)度控制簡(jiǎn)單。而深水雙井架平臺(tái)的鉆井工藝是并行流程，具備了多任務(wù)同時(shí)開(kāi)展、相互搭配的特點(diǎn)，所以時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了應(yīng)用的空間。

時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖是以節(jié)點(diǎn)及其編號(hào)表示工作、以箭線表示工作之間邏輯關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖，并在節(jié)點(diǎn)中加注工作代號(hào)、名稱和持續(xù)時(shí)間，也被稱之為工作節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖。單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖繪圖簡(jiǎn)便，不需要用虛箭線，邏輯關(guān)系表達(dá)明確，體現(xiàn)了由于工藝技術(shù)決定的工藝關(guān)系和資源調(diào)配需要決定的組織關(guān)系[2]。單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)的主要參數(shù)有最早開(kāi)始時(shí)間、最早完成時(shí)間、最遲開(kāi)始時(shí)間、最遲完成時(shí)間、總時(shí)差和自由時(shí)差。關(guān)鍵線路是總持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的線路，由關(guān)鍵工作組成且時(shí)間間隔為零，直接決定了工期測(cè)算結(jié)果。關(guān)鍵工作是進(jìn)度控制的關(guān)鍵，一旦出現(xiàn)拖延，必然導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)度的延期。

2 時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃應(yīng)用于深水雙井架平臺(tái)工期測(cè)算可行性

雙井架鉆井平臺(tái)的高工作效率主要體現(xiàn)在從深水平臺(tái)就位到安裝好水下防噴器組的這段時(shí)間，在此期間雙井架鉆機(jī)可以依靠平臺(tái)的動(dòng)力定位能力[3]，有效利用海水的深度空間，完成組合噴射鉆具組合/下導(dǎo)管→表層開(kāi)路鉆進(jìn)/下表層套管串→固井/下隔水管及防噴器組及試壓等并行主要工作，通過(guò)雙井架的協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)并行作業(yè)工藝，明顯提升鉆井效率[4]。在安裝好水下防噴器組后，由于隔水管的約束，平臺(tái)不能進(jìn)行移位，副井架可完成預(yù)接套管立柱、預(yù)接或拆甩鉆具組合、測(cè)試鉆具功能、下載隨鉆數(shù)據(jù)、預(yù)接或拆甩井下工具等部分輔助工作。

海上鉆井工程工期需要考慮鉆機(jī)移動(dòng)時(shí)間、進(jìn)尺時(shí)間及輔助時(shí)間、固井作業(yè)時(shí)間等較多影響因素[5]。相較于傳統(tǒng)的單井架鉆井流程，雙井架鉆井流程對(duì)工期、關(guān)鍵線路和關(guān)鍵工作的確定顯然更為困難。因此通過(guò)引入時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行工期測(cè)算，明確工序間邏輯關(guān)系，更直觀有效地進(jìn)行工期測(cè)算工作。

3 雙井架鉆井平臺(tái)工期測(cè)算實(shí)例分析

根據(jù)某雙井架鉆井平臺(tái)的作業(yè)流程，以某典型深水井的表層作業(yè)過(guò)程作為實(shí)例進(jìn)行工期測(cè)算。該井表層作業(yè)包括：一開(kāi)φ914.4mm（36in）井段作業(yè)，噴射下入導(dǎo)管至2020.0m并吸附，二開(kāi)φ660.4mm（26in）井段作業(yè)，解鎖繼續(xù)鉆進(jìn)工具后鉆至井深 2688.0m，下入φ508.0mm（20in）表層套管并固井，下入隔水管和防噴器組，試壓見(jiàn)圖1。

圖1 某雙井架平臺(tái)作業(yè)深水井井身結(jié)構(gòu)

根據(jù)雙井架鉆機(jī)進(jìn)行該井表層作業(yè)的并行流程，可以梳理出作業(yè)期間的工序邏輯關(guān)系及工作用時(shí)，見(jiàn)表1。

表1 中國(guó)南海某深水井表層作業(yè)工序邏輯關(guān)系及工作用時(shí)

根據(jù)表1工序邏輯關(guān)系，可以按照單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)繪圖的基本規(guī)則，繪制出雙井架平臺(tái)深水表層作業(yè)的單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖，其中起始節(jié)點(diǎn)St和終止節(jié)點(diǎn)Fin表示虛工作，見(jiàn)圖2。

圖2 某雙井架平臺(tái)深水井表層作業(yè)單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖

從表層作業(yè)的始節(jié)點(diǎn)St到終止節(jié)點(diǎn)Fin，共有5條線路，見(jiàn)圖2，其中St→B→C→D→G→H→K→Fin用時(shí)234小時(shí)，為最長(zhǎng)線路。總持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的線路為關(guān)鍵線路，可以得到測(cè)算工期為234小時(shí)。在關(guān)鍵線路上從起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始到終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)均為關(guān)鍵工作，即可以得到關(guān)鍵工作為B/C/D/G/H/K且工作的時(shí)間間隔為零，該六項(xiàng)工作的用時(shí)發(fā)生變化都將導(dǎo)致工期的調(diào)整。通過(guò)確定關(guān)鍵線路，既可以完成工期的測(cè)算，又能夠找出關(guān)鍵工作，為工期優(yōu)化調(diào)整提供可行性。

對(duì)于不同的深水井，井身結(jié)構(gòu)、海水深度、噴射速度、機(jī)械鉆速、作業(yè)效率、天氣影響等因素都會(huì)對(duì)作業(yè)工序的工作用時(shí)造成影響，需要基于鄰井作業(yè)情況和鉆井歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算[6]，因此不同井的關(guān)鍵線路和關(guān)鍵工作不盡相同，需要針對(duì)具體情況進(jìn)行工作用時(shí)計(jì)算和時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)分析。

控制了關(guān)鍵工作的進(jìn)度就控制了工期進(jìn)度，只有通過(guò)有效縮短關(guān)鍵線路長(zhǎng)度，才能達(dá)到降低工期的目標(biāo)，而任何關(guān)鍵工作產(chǎn)生的非生產(chǎn)時(shí)間都會(huì)直接導(dǎo)致工期的延長(zhǎng)。關(guān)鍵工作若壓縮至?xí)r間短于并行的非關(guān)鍵工作時(shí)，非關(guān)鍵工作會(huì)轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵工作，關(guān)鍵線路和測(cè)算工期同時(shí)發(fā)生改變。

由于深水平臺(tái)作業(yè)日費(fèi)高昂，當(dāng)關(guān)鍵線路對(duì)應(yīng)的工期高于可接受值時(shí)，可基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃調(diào)整的原理[7]對(duì)工期進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，考慮如下方法：

（1）選擇存在提速空間的關(guān)鍵工作，通過(guò)提高作業(yè)效率縮短其持續(xù)時(shí)間，例如采用井下鉆井提速工具以減少鉆進(jìn)時(shí)間；

（2）減少關(guān)鍵工作的工作內(nèi)容和項(xiàng)目，例如減少電測(cè)作業(yè)趟數(shù)；

（3）將承擔(dān)關(guān)鍵工作井架的部分工作轉(zhuǎn)至另一井架完成，使得關(guān)鍵工作與并行的非關(guān)鍵工作用時(shí)盡量接近，例如未占用井口的井架預(yù)接部分鉆具組合。

（4）避免關(guān)鍵工作產(chǎn)生非生產(chǎn)時(shí)間，嚴(yán)控非關(guān)鍵工作產(chǎn)生非生產(chǎn)時(shí)間，非關(guān)鍵工作盡管不是進(jìn)度控制的重點(diǎn)，但若產(chǎn)生非關(guān)鍵工作用時(shí)多于關(guān)鍵工作時(shí)，關(guān)鍵線路發(fā)生改變，同時(shí)工期也會(huì)延長(zhǎng)。

縮短工作的持續(xù)時(shí)間時(shí)不應(yīng)影響到工作質(zhì)量和安全，壓縮關(guān)鍵線路完成后應(yīng)重新計(jì)算時(shí)間參數(shù)，分析對(duì)原網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的影響，若關(guān)鍵線路發(fā)生變更，應(yīng)采取重新進(jìn)行工期測(cè)算。

4 結(jié)論

1） 建立時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在雙井鉆平臺(tái)作業(yè)深水井的應(yīng)用模式，梳理了工序邏輯關(guān)系，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)圖確定了關(guān)鍵線路和關(guān)鍵工作，得到了合理的雙井架平臺(tái)工期測(cè)算結(jié)果，驗(yàn)證了技術(shù)的可行性。

2） 提出了針對(duì)雙井架鉆井平臺(tái)鉆井工期的優(yōu)化方法和思路，為雙井架鉆井平臺(tái)鉆井項(xiàng)目合理安排作業(yè)計(jì)劃和確定提速環(huán)節(jié)提供了科學(xué)的參考，有助于控制鉆井工程作業(yè)進(jìn)度，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行推廣應(yīng)用。