關鍵節點作業時效分析在渤海灣鉆井項目中的應用

摘" " 要：海洋鉆井工程是海洋油氣勘探開發的重要手段，工程質量的優劣、技術水平的高低、生產時效的快慢將直接關系到油氣勘探開發的綜合經濟效益。通過對重點項目的套管內起下鉆速度、下套管速度、拆裝井口時間等鉆井關鍵節點作業時效數據進行統計、對標，分析影響作業時效的主要因素，并在施工方案、作業工序、生產組織等方面提出改進措施。通過在多個鉆井平臺推廣應用，有效提高了鉆井速度與服務質量，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。

關鍵詞：關鍵節點；作業時效；影響因素；統計分析

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的分析指標，對研究鉆井工程總體水平和發展速度，找出現有優勢、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，提高勘探開發綜合經濟效益具有重要意義[1]。某海洋工程公司（以下簡稱“HG公司”）持續開展“四提”工程活動，聚焦生產難題開展科技攻關，積極推廣應用新技術與新工藝。圍繞提質增效強化技術管理，結合“安全提速創效工程”，不斷探索優化、細化作業流程。著重研究關鍵節點作業時效，對套管內起下鉆速度、下套管速度、拆裝井口時間等鉆井關鍵節點作業時效統計數據進行對標分析，總結經驗與不足，制訂改進措施并廣泛推廣應用，使得鉆機使用效率有效提升，渤海灣鉆井項目整體生產時效穩步提高，鉆井周期大幅縮短。

1" " 鉆井時效及鉆井速度指標分析

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=生產時間+非生產時間，h。

式（1）中分子選用的時間數據不同，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" " 生產時間

生產時間指正常的鉆井工作所占用的時間。生產時間=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（鉆井液）時間 （2）

2）測井工作時間：指在鉆井過程中按照地質、工程設計要求進行的電測、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、處理復雜情況時間、自然災害時間和其他停工時間。

1.2" " 鉆井速度指標分析

1.2.1" " 鉆機月速度

鉆機月速度是衡量鉆井工作時間內鉆井效率的指標，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的鉆進進尺，是反映鉆進速度快慢的參數及重要的技術經濟指標，同時也是衡量鉆頭優劣的重要指標。

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" " 典型井鉆井時效統計分析

2.1" " QHD35某井與QT某井作業時效統計分析

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

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

2.1.1" " 基礎數據對比

上述兩口井在不同的鉆井項目中分別取得了較好的技術經濟指標，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，地質環境與井身結構相似，具備對標分析基礎。因管理提升需要，針對兩口井的施工數據開展對比分析，基本參數與鉆井指標見表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井作業時效作進行對比分析，如表2和圖1所示。

結合生產實際，查找QHD35井和QT井鉆井工作時間產生差異的原因，具體分析如下。

1）兩口井在施工過程中加強風險控制，預判復雜情況，風險可控，安全快速鉆進，未發生事故復雜情況等非生產時間，非生產時效均為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，為保證固井質量符合“紅線”標準要求，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短起下時效占比較少。

結合日費鉆井項目鉆機績效考核中關鍵點考核項，對套管內起下鉆速度、下套管速度及拆裝井口三項指標的數據進行分析，見表3。

結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優于QHD35井，但QHD35井整體起下鉆速度、下套管速度均優于QT井。因此，為提升鉆井周期速度，進而提高工程經濟效益，可深入挖掘起下鉆、下套管工序的提速空間。

2.2" " 重點項目關鍵作業時效對比

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

根據表5，對于井深3 000、4 000、4 500 m單井可節約鉆井工作時間分別是19.40、23.67、27.41 h，即可節約單井周期0.81、0.98、1.14 d，假設每年服務這三種類型井的井數相同，則平均節約周期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，估算年均可節約周期95.06 d。

3" " 影響關鍵作業時效的因素分析

結合實際施工經驗，對下套管、套管內起下鉆和拆裝井口關鍵作業的影響因素分析如下。

3.1" " 施工方案優化程度

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

3.2" " 生產組織嚴密程度

研究發現，生產組織嚴密程度影響作業時效的占比達50%。在作業過程中，生產物料的準備、工具設備的完整性、作業工序的銜接和第三方服務商的配合度都是影響生產組織嚴密度的體現。在測井、錄井、固井、下套管等各專業配合作業時，需要從人員到工具設備全面與各服務商融合，因服務商流動性大，雙方經常是第一次合作，工作節奏和人員默契度相對較低；同時，服務商特有工具設備的完整性不可控等因素，也是制約作業效率提升的關鍵。

3.3" " 作業操作規范化程度

操作人員在參與大型復雜的關鍵作業時，操作規范化程度受業務熟練度和主觀能動性的影響較大，提升操作人員專業水平和操作能力是提高作業時效的關鍵。分析發現，在關鍵作業中因作業操作標準不一或界定不清，導致部分員工因工作經驗不足而無法制訂處理措施，會嚴重制約關鍵時效的提升。同時，受油氣行業自身復蘇的沖擊，新能源行業（海上風電）爆發式增長以及其他因素的疊加，導致出現用工短缺現象，而隨著鉆井平臺外雇用工比例的不斷攀升，對于標準化作業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、重復性高的作業工序，其操作效率也會影響作業時效。如起下鉆及下套管作業中頻繁地對鉆具、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、重復性高的特點，尤其是受人員個體差異影響較大，容易出現影響整體作業施工效率的情況。采用自動化和智能化的設備與技術大幅降低了人工參與鉆井作業的程度，既保證了鉆井過程中的質量又提升了作業效率[5]。

4" " 提高關鍵作業時效的措施

通過分析關鍵作業時效影響因素，結合現場經驗，制訂如下4項提效措施。

4.1" " 施工方案精細化

著眼于不斷優化井身結構及井眼軌跡，降低各開次鉆井施工難度，主動、實時與建設單位及分包商進行技術交底。利用模擬軟件完成技術建設數據的分析預測模型，優選鉆進參數及水力參數，使機械鉆速及井眼清潔達到最佳效果，通過高清潔度井眼進一步降低井下復雜事故的發生，控制非生產時間占比。打破常規思維，合理制定作業程序，井組施工作業前優化施工程序，批量實施各開次作業，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，通過離線模式減少生產時間。分階段召開作業準備會、桌面推演，開展多維度數據分析，明確作業方案，逐步提升施工效率。

4.2" " 生產組織嚴密化

從生產組織運行入手，通過優化生產組織運行管理模式，從粗放式生產組織向精細化生產運行管理轉變，努力降低生產運行成本，提高生產運行效率[6]。超前謀劃、科學組織協調各服務商和生產物資，確保生產工序高效銜接。利用生產間隙，對關鍵設備進行保養、預防性檢維修、操作人員培訓，確保關鍵設備使用效率。加強班組配合管理，施工前組織班組人員進行作業安全分析和討論，合理安排人員進行工具準備，確保人員在施工時充分了解步驟和所需工具，挖掘關鍵作業時效提升空間。

4.3" " 作業工序標準化

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

4.4" " 設備智能化升級改造

隨著設備智能化的不斷升級，對重復性、可替代性較強的工作，廣泛推廣設備的智能化改造。依據“先進、可靠、安全、經濟、實用”的原則設計配裝了鉆臺管柱自動化處理系統，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，鉆臺扶管機械手協同氣動卡瓦替代內、外鉗工，有效降低人工勞動強度，規避人員遭受機械設備傷害的風險，連續穩定地運行提高了整體作業時效；尤其是在擺放較重的底部鉆具組合時，管柱自動化系統更能發揮出其擺放鉆具便捷、省力的特點，同時也提高了作業時效。

5" " 提高關鍵作業時效的應用成果

5.1" " 技術應用成果

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

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" " 經濟效益

1）上述關鍵作業指標在中海油市場同期作業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，持續在渤海油田渤中、墾利、秦皇島、旅大、綏中等油田開發項目中推廣應用提高關鍵作業時效措施成果，累計應用108井次，進尺302 958 m，促進節約工期492 d，取得單井周期節約4.56 d的明顯效果，作業效率提高20％，實現了提速提效目標。

2）提高關鍵節點作業時效，可節約鉆井施工周期，若在總包鉆井項目中推廣應用，可直接減少工程成本投入。根據表5節約鉆井工作時間模型計算井深3 000、4 000、4 500 m單井應用提高關鍵節點作業時效成果，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，經濟效益明顯。

3）通過應用提高關鍵節點作業時效成果，有效提升了鉆機使用效率，施工作業能力不斷提高，服務保障能力不斷加強，多次刷新渤海區塊鉆完井周期紀錄，在行業內塑造了HG公司高質量鉆井品牌，獲得業主單位的高度認可和青睞，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" " 結束語

在渤海灣鉆井項目中提高關鍵節點作業時效是項目管理的自身業務需要，也是精益技術管理的實踐成果，HG公司以業主為中心，以過硬的技術推進提質增效，以優質的服務塑造海工品牌，用實際行動踐行價值創造，為實現高質量發展打下了堅實的基礎。

參考文獻

[1]" 牛淑珍.淺談鉆井時效分析在提高鉆井速度中的作用[J].中國石油和化工標準與質量，2011，31（7）：184，178.

[2]" 中國石油天然氣集團公司統計核算研究組.統計核算指標解釋[M].北京：石油工業出版社，2016.

[3]" 黃曉新.鉆井時效分析在提高鉆井速度中的作用[J].江漢石油科技，2009（3）：31-33.

[4]" 秦富兵.石油工程鉆井施工管理措施[J].化學工程與裝備，2019（5）：109-110.

[5]" 曹建.石油鉆井自動化智能化新技術研究[J].石化技術，2019，26（2）：38.

[6]" 程興東.鉆井作業現場生產組織運行效率影響因素探討[J].江漢石油職工大學學報，2021，34（1）：29-31.

作者簡介：

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

編輯：楊秀蘭