页岩气管道工程项目施工成本控制模型研究

喇蕊芳

摘 要：本文以页岩气管道为研究对象，建立了页岩气管道工程项目施工成本控制模型，对页岩气管道工程项目施工成本控制存在的问题及原因进行了调查分析，并借鉴美国页岩气管道建设的成功经验，为管道建设企业在页岩气管道及其配套基础设施建设方面的成本控制提供了合理的优化措施，从而降低施工成本，提高其在管道建设市场上的核心竞争力。

关键词：页岩气管道；成本控制模型；工程项目；焊接机组；“三位一体”

引言：美国页岩气大规模商业化开发离不开其发达的天然气管道，美国天然气管线长达198.4万千米，占世界天然气管线总量的69.3%，拥有160多家天然气管道公司。而中国天然气管道仅为9万千米，其中，中石油控制近80%。中国页岩气管网建设滞后严重制约页岩气的商业化开发进程。

一、我国页岩气管道建设现状

页岩气管网基础设施建设的空白一直都是中国页岩气开发的瓶颈。随着页岩气四川宜宾中国最长民用页岩气管道、涪陵-王场的中国首条大口径高压力页岩气外输管道，以及长宁-威远的中国首条页岩气试采干线的相继建成并运营，开启了中国页岩气管道基础设施建设的新篇章。

但是，页岩气管道建设投资巨大且不可回收。涪陵-王场页岩气管道全长136.5公里，总投资逾18亿元，平均每公里1319万人民币，而页岩气管道的建设成本（建筑安装费以及设备材料费）占管网总投资的85%左右。

由于我国页岩气多处于西南山地、丘陵地区，受地质和地形的影响，页岩气管道的焊接主要采用全自动焊和半自动焊两种焊接方式。对于地形平坦、起伏不大的地段，主要采用全自动焊；对于丘陵、山区等地形起伏较大的地段，主要采用半自动焊。两种焊接机组的投入数量的分配会直接影响主线路焊接施工成本的多少。

二、页岩气管道工程项目成本控制模型构建及应用

（一）页岩气管道施工成本控制模型的构建及算法分析

对于页岩气管道工程，管道主线路安装施工（焊接施工）是整个工程施工的关键项目，是施工进度计划的关键线路，同时也是工程产值最大、发生费用最高的环节。主线路焊接的施工成本主要包括：焊接机组的费用（人工费、机械费等）、管理费、临时设施费、转场费等，其中焊接机组的费用占总费用的80%-90%。因此，研究全自动焊和半自动焊机组投入数量的分配对于页岩气管道工程项目的成本控制非常关键。

参数设置：施工工期t、实际成本z1、目标成本z2、管线总长度l，全自动焊接机组和半自动焊接机组投入数量分别为x1、x2，日平均焊接焊口数分别为ɑ1、ɑ2，每天成本分别为s1、s2

设x1、x2为决策变量，引进正、负偏差量d+，d-，优先因子p1为在规定工期，完成施工任务；优先因子p2为实际成本不超过目标成本。

根据以上可得，某页岩气管道线路安装工程的数学模型建立如下：

minz1=p1（d-1+d+1）+p2d+2

st.x1×a1×t+x2×a2×t+d-1-d+1≥90×lx1×s1×t+x2×s2×t+d-2-d+2≤z2x1，x2>0；d-i，d+i≥0，i=1，2.（2-1）

以上建立的目标规划数学模型只有两个决策变量，因此可以用图解法来分析求解。

（二）页岩气管道工程施工成本控制模型的应用

根据公式2-1建立的数学模型，代入数据，

minz1=p1（d-1+d+1）+p2d+2

s.t.x1×6000+x2×2000+d-1-d+1≥16000x1×1603.8+x2×1000.2+d-2-d+2≤7100x1，x2>0；d-i，d+i≥0，i=1，2.（2-2）

用圖解法，求得：当x1=1，x2=2时，z1=6604.8万，即在规定工期200天内完成焊接16000道焊口的任务，最低成本为6604.8万；当x1=2，x2=2时，z2=5208万，即最低成本为5208万。

因此，求得最优决策方案为：x*1=2，x*2=2，z*2=5208万，即全自动焊接机组和半自动焊接机组各投入2个时，产生的施工成本最少，为5208万。

本项目实际投入了1个全自动焊接机组、6个半自动焊接机组，实际施工成本约为7605万，超过了7100万的目标成本，更是远远超过了5208万的最优施工成本，造成了施工资源的严重浪费，降低了项目的整体效益。

三、页岩气管道施工成本控制存在的问题及原因

第一，焊接机组投入不合理。页岩气管道安装工程中，最主要的施工资源是焊接机组资源，项目在实施前对工程现场实际情况、工作效率等因素考虑不周，事前测算不合理，导致施工时焊接机组不能正常运转，造成资源浪费，成本增加；第二，资源统筹规划不科学。页岩气田一般位于西南山区，地形地貌复杂导致施工作业面不饱满，再加上西南地区雨季的影响，造成部分焊接机组人员、设备闲置，窝工现象严重；第三，成本过程控制不到位，由于页岩气管道建设时间紧、任务重，因此，主要考虑工期进度，没有施工成本的监控和纠偏，没有对施工过程的成本进行有效控制。

四、页岩气管道施工成本控制的对策

（一）建立“三位一体”页岩气管道成本控制体系。成本控制体系内容的“三位一体”包括成本预测、成本计划以及成本控制。在页岩气管道工程投标阶段以及施工准备阶段，作好项目成本预测；编制详细的页岩气管道工程项目成本计划，为整个项目的成本起到指导性和纲领性的作用；加强成本控制，及时准确的核算成本，并与成本预测和成本计划进行比较，适时调整成本计划或者施工方案，争取成本最低，同时使成本预测和成本计划更加趋向合理。

成本控制体系结构的“三位一体”主要指项目前期、中期和竣工期的成本控制。项目前期的主要工作是成本预测和成本计划，中期主要是成本控制，竣工期主要是成本控制总结，吸取经验教训。成本控制体系的内容和结构相辅相成，在每一个阶段对应一定的任务，切不可忽略两者的关联性。

（二）设立资源统筹分配管理工作组。页岩气管道工程项目资源分配管理工作组的人员构成应该坚持跨职能、跨部门的多元化原则。其主要职能是综合分析资源现有量和需求量之间的关系，坚持项目效益最大化原则，公平合理的分配资源。在这个过程中，工作组要考虑的因素有本项目实际工作量、供货计划和工期要求，并且要参考类似页岩气管道项目实际施工效率，综合考虑各个部门的需求和资源现有量，统筹规划资源，合理分配人员、设备，尽可能的让有限的资源发挥无限的作用。

（三）开展“多元化与专业化”相结合的交流与培训。页岩气管道建设企业可以通过与高校、科研机构及同行业人员交流学习，弥补在成本控制方面的不足以提高核心竞争力。此外，还需在页岩气管道工程的成本控制体系中分阶段、有重点的加强对施工人员的培训。在项目施工前期提高施工人员的成本节约意识；在施工时从实际操作出发，提高施工人员技术水平，达到节约成本的目的；在项目竣工期，总结反思，对优秀的人员进行奖励，从思维和技术两个方面达到控制成本的效果。

结论：页岩气管道建设成本控制存在的问题已经影响了页岩气管道建设的进程，尤其是页岩气管道建设工程项目资源统筹分配缺乏有效的管理制度和方法造成成本管理失控，建立三位一体成本控制体系可以有效保障成本控制目标的实现。（作者单位：中国石油大学（华东）经济管理学院）

基金项目：中国石油大学（华东）研究生创新工程资助项目：页岩气联络线建设的优化规划模型及算法研究（YCX2015056）

参考文献：

[1] Jinfeng Sun，Qiulei Ding，Xinmin Wang，Xiangpei Hu.An Investment Decision-making Model of Unconventional Oil Exploration and Development.An International Journal of Research and Surveys，2013，7（1）： 131-137，Indexed by EI.