渤海新建組塊海上連調與鉆完井聯合作業管理提升

孟凡然，金 濤，李 明，胡 俊

(中海石油(中國)有限公司 天津分公司，天津 300459)

渤海某平臺為一座新建中心平臺，該平臺為雙側井槽導管架平臺，鉆完井方案為雙側鉆井船作業。受項目證照批復延遲影響，某平臺導管架安裝延遲，導管架完工日距項目投產目標只有5個多月。如考慮“先鉆井、再連調、最后投產”的施工工序，只能預留不到4個月的鉆完井周期，投產井數必然較計劃減少。項目組本著項目產量最大化、利益最大化原則，深入調研分析，提出了以下構想：組塊陸地建造完工最大化，減少海上施工人數；海上連調生活自持，節約生活支持船，為鉆井船提雙側就位創造條件；海上連調同時開始鉆完井作業，實施聯合作業管理，達到投產產量最大化。

1 組塊陸地建造完工最大化方案

1)井口區結構陸地完工最大化方案。海上連調期間，采油樹操作平臺的預制安裝是井口區結構施工的主要工作，該工作是井口管線施工得以開展的前置條件，也是平臺投產的關鍵路徑。

為了保證該工作在陸地最大化完成，項目組將采油樹操作平臺在陸地完成預制，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。通過核實安裝高度，采油樹操作平臺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。該組塊設置8個組塊支撐單元(DSU)，用于組塊在滑道和安裝駁船的支撐。每個DSU通過3～4個斜撐與組塊固定，斜撐節點連線的最大投影為D2 900，是主要的安裝影響區。組塊兩側各有一根海管登陸管線，原本與安裝影響區沖突，不能在陸地完成連接。項目組通過3D審查發現，該段管線的標高較高，且懸空于海面上方，如在海上施工需搭設大量懸空腳手架，便改為增加管線跨度、繞過DSU影響區的方式，使這2條管線得以在陸地完工，節約了大量人力物力。海管登陸管線加大跨度繞過DSU示意圖如圖1所示。

圖1 海管登陸管線加大跨度繞過DSU示意圖

采油樹地面流程管線也稱井口配管，該項工作受組塊安裝影響，只能在海上進行實施。井口配管施工的主要特點是施工量大、施工物料耗材多(需多次運輸補給)、作業空間狹小、交叉作業(焊接、試壓、拍片)多、施工人員多、施工周期長，施工量基本要占據整個海上連調工作的70%。

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

2 組塊海上連調生活自持方案

1)組塊住宿能力加強及管理。通過組塊陸地完工最大化方案的實施，海上剩余的工作量已經可以做到精細梳理，相應的施工人數也可以精確確認。經過多次的梳理和確認，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，通過生活樓臨時改造，可擴充至154個床位。考慮到海上連調期間并無油氣進入平臺，項目組又充分利用生活樓二層的吊人平臺，增設5個12人集裝箱并接入電源，使總床位達到214個，滿足了項目需求。

2)組塊消防自持能力加強及管理。組塊消防系統包括海水消防系統、電氣房間消防系統、生活樓消防系統和便攜式滅火器4部分。其中海水消防系統主要用于平臺生產設施和生活區，預計在海上連調開始20天后才能投入使用。根據組塊海上連調期間平臺生產設施并無油氣進入的特點，此部分通過組塊上設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、下層甲板以下區域，項目組額外配置了足量的臨時滅火器，并加強監火管控，確保風險可控。

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

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

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

3)組塊救逃生自持能力加強及管理。組塊現有逃生設施為：2艘60人救生艇，6個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，通過增設臨時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人員能夠有序執行應急計劃，項目組專門編寫《海上連調期間人員登離平臺管理程序》和《海上連調期間救逃生管理程序》，并組織了多次應急演習，確保人員熟知逃生路線和逃生方法。

4)組塊供水、供電、自持能力加強及管理。A組塊未設置主電站，海上連調初期海纜未鋪設完成，項目組租用臨時發電機提供生活和施工用電。發電機功率經過計算滿足要求。

組塊柴油罐和淡水罐的容積分別為120 m3和220 m3，考慮實際加注100 m3和200 m3。經查詢多個項目歷史資料，并與供貨廠家核實，臨時發電機、柴油吊機的柴油消耗約為5 m3/d，200人平臺的淡水消耗約為25 m3/d，平臺自持能力達到15 d和7 d以上自持的要求。

5)通訊自持能力加強及管理。組塊通訊系統包括正常通訊和應急通訊系統。正常通訊系統由臨時微波系統、衛星系統、程控系統、網絡系統、廣播系統組成，正常情況下程控系統及網絡系統的數據由臨時微波傳送。衛星系統作臨時微波系統的備用鏈路，當臨時微波失效時，電話及網絡數據自動切換至衛星系統傳送。臨時微波和衛星系統的調試時間約24 h，可在組塊浮托安裝后焊接樁腿期間進行，不影響人員入住后的需求。

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

6)生活污水自持能力加強及管理。組塊生活污水裝置設計處理能力為60.5 m3/d，高峰處理能力為每3小時16.8 m3，以此數據作為基礎來校核平臺入住180人、200人時的生活污水量能否滿足要求。通過查詢節水器、水龍頭、小便器、大便器、花灑設備資料，結合海上作息特點和每人正常生活使用上述設備的頻次，得到平臺生活污水自持能力校核表如表1所示。

表1 平臺生活污水自持能力校核表

從表1可知，平臺入住人數為181～200人時，高峰期用水量超過生活污水處理能力，需研究解決措施。經過項目組仔細研究，多方論證，解決措施為錯峰用水，具體措施為：①項目組指派45名骨干人員晚間錯峰淋浴；②在淋浴間貼宣傳單，并加強思想宣貫，倡導每人淋浴時間不超過10 min；③每天20：40確認生活污水緩沖罐的液位，如超過警戒線1.6 m向全平臺廣播，并采取2～4樓21：00-21：30暫停淡水供應措施，待液位下降后恢復使用；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污水罐。

3 海上連調期間工程與鉆完井聯合作業方案研究

1)聯合作業安全分析。

(1)鉆井船就位作業安全分析。鉆井船就位前一周，工程和鉆完井項目組就鉆井船就位坐標、就位方案進行聯合審查，就位期間工程項目組安排周邊進行管纜鋪設作業的施工船進行避讓，并與鉆井船建立固定通訊頻道和24 h值班制度，一旦發現問題及時通報。

(2)工程與鉆完井聯合作業安全分析。①作業安全責任區域的劃分。鉆井船船體尾部為基準面，基準面以外由工程項目組管理，基準面以內由鉆完井項目組管理。鉆井船覆蓋的范圍，由雙方共同管理，此區域相關作業由雙方共同簽署作業許可。其中頂層EL32 m覆蓋區域的現場管理以鉆完井項目組為主，EL16 m及以下區域的現場管理以工程項目組為主。②確定交叉作業的避讓原則。工程與鉆完井雙方針對在井口區的主要作業進行了梳理，并確定回避原則，工程與鉆完井聯合作業避讓矩陣見表2。

表2 工程與鉆完井聯合作業避讓矩陣

2)聯合作業安全管理。

(1)聯合作業現場健康、安全、環境(HSE)管理小組。依據公司健康安全管理體系成立聯合作業現場HSE管理小組，HSE管理小組組織機構圖如圖2所示。

圖2 HSE管理小組組織機構圖

(2)聯合作業工作許可的簽發。作業許可的申請：以鉆井船船體尾部為基準面，基準面以外執行工程項目的作業許可程序，基準面以內執行鉆完井的作業許可程序。

3)聯合作業施工溝通與協調。聯合作業期間，雙方召開日例會，鉆完井代表介紹明日施工計劃，雙方確認可能產生交叉作業和避讓的情況，做好施工安排。所有的交叉作業在作業之前，鉆完井安全監督和工程項目組安全工程師要電話溝通。

4)聯合應急安全演習。

(1)消防應急演習。分別模擬渤海某平臺發生火災、鉆井船發生火災2種情況，演習從發出火警，通訊告知，實施滅火和救護，人員緊急集合，人員搜救，根據火勢是否被控制決定是否棄平臺等流程。

(2)井噴應急演習。模擬發現井涌，報警，互相通訊，平臺啟動應急預案，鉆井船處理井涌，根據處理情況決定是否棄平臺等流程。

(3)氣體泄漏應急演習。渤海某平臺在實施氣體泄漏演習時，鉆完井人員除值班人員外，其余人員到臨時避難所集合。

4 項目的創新及意義

1)對現有組塊陸地建造完工標準進行了再升級。通過3D建模、現場測算、計算模擬等手段，以最大化減輕海上連調工作量為目標，重點研究了井口區結構、管線完工狀態最大化方向，并通過項目組、設計、建造再回到項目組的流程實現了閉環管理，最終完成了目標。其中，井口采油樹操作平臺陸地預制，海上懸掛安裝方案減少了64 t結構物預制，約800人工日的海上工作量；海管登陸管線優化方案減少了6道舷外現場口，避免搭設舷外腳手架400 m2，約200人工日的工作量；井口配管深度預制方案減少了420道現場口，約600人工日的海上工作量。

目前渤海各工程項目對陸地建造完工的標準普遍參考公司的管理體系。本項目根據自身情況，在滿足管理體系要求的基礎上進行了再升級，且取得了突出的效果，是一次成功且有意義的嘗試。

2)渤海海上連調期間聯合作業的管理。海上連調期間，工程項目組作為聯合作業主管單位與雙側鉆井船實施了聯合作業，2個項目組合作，確定了安全管理責任區和聯合作業避讓的總體原則，并形成了《聯合作業避讓矩陣》等多項成果，在渤海油田屬于首次，可為后續項目提供參考和借鑒。

3)提質增效，經濟效益顯著。項目組提出組塊海上連調期間生活自持方案，并系統地分析了組塊各個系統的自持能力，提出了可行而有針對性的解決措施，同時梳理了生活自持期間平臺各項設施的維護、巡檢、生活等管理規定，是對渤海工程建設領域海上施工管理體系的有力補充。

通過上述方案的實施，項目實現了提前21 d投產的優秀成績，又節約了生活支持船的費用，累積創造經濟效益超過人民幣一千萬元。

5 結束語

挖掘自身潛力，提升管理水平，保持產量穩定，降低桶油成本，是企業應對國際環境日趨復雜和油價大幅波動的重要手段。本項目根據組塊自身結構特點，提出新建組塊與雙側鉆井船聯合施工作業的方案，并提前實施海上聯合作業的準備工作，制定相關管理措施。既保證了項目完工目標節點不受影響，又提升了投產井數，打破了以往工程建設和鉆完井相互制約的瓶頸，實現了工期與產量雙贏。