时标网络在深水双井架平台工期测算的应用

冉旭

中海油能源发展股份有限公司工程技术公司深水钻采技术中心 广东 深圳 518067

早期国内深水钻井作业主要采用第六代及更早的半潜式深水钻井平台，平台通常仅配置传统单井架钻机。随着技术的发展，第七代半潜式深水钻井平台采用了双井架钻机系统，作业效率有了明显提升[1]。传统单井架平台的钻井工艺流程为单线流程，无离线作业，作业效率相对较低，但工期测算仅需按照作业衔接顺序测算，方法简单。双井架平台采用双钻机并行作业方式，钻井工艺流程为并行流程，作业效率相对更高，正是由于多任务并行的特点，导致平台存在较多的离线作业，工期分析和测算存在一定的困难，传统的工期树形结构已不能满足双井架平台工期测算的要求，因此有必要找到一种简单有效的方法进行工期测算，确定影响工期的关键工作和流程线路。

1 时标网络计划的优势

时标网络技术在建筑工程领域广泛应用于项目工期的合理规划，单代号网络计划是其成熟技术之一。但时标网络技术一直未在钻井工程应用，主要由于传统钻井工艺是单线流程，工程进度控制简单。而深水双井架平台的钻井工艺是并行流程，具备了多任务同时开展、相互搭配的特点，所以时标网络技术有了应用的空间。

时标网络单代号网络图是以节点及其编号表示工作、以箭线表示工作之间逻辑关系的网络图，并在节点中加注工作代号、名称和持续时间，也被称之为工作节点网络图。单代号网络图绘图简便，不需要用虚箭线，逻辑关系表达明确，体现了由于工艺技术决定的工艺关系和资源调配需要决定的组织关系[2]。单代号网络的主要参数有最早开始时间、最早完成时间、最迟开始时间、最迟完成时间、总时差和自由时差。关键线路是总持续时间最长的线路，由关键工作组成且时间间隔为零，直接决定了工期测算结果。关键工作是进度控制的关键，一旦出现拖延，必然导致整个进度的延期。

2 时标网络计划应用于深水双井架平台工期测算可行性

双井架钻井平台的高工作效率主要体现在从深水平台就位到安装好水下防喷器组的这段时间，在此期间双井架钻机可以依靠平台的动力定位能力[3]，有效利用海水的深度空间，完成组合喷射钻具组合/下导管→表层开路钻进/下表层套管串→固井/下隔水管及防喷器组及试压等并行主要工作，通过双井架的协同配合，实现并行作业工艺，明显提升钻井效率[4]。在安装好水下防喷器组后，由于隔水管的约束，平台不能进行移位，副井架可完成预接套管立柱、预接或拆甩钻具组合、测试钻具功能、下载随钻数据、预接或拆甩井下工具等部分辅助工作。

海上钻井工程工期需要考虑钻机移动时间、进尺时间及辅助时间、固井作业时间等较多影响因素[5]。相较于传统的单井架钻井流程，双井架钻井流程对工期、关键线路和关键工作的确定显然更为困难。因此通过引入时标网络技术进行工期测算，明确工序间逻辑关系，更直观有效地进行工期测算工作。

3 双井架钻井平台工期测算实例分析

根据某双井架钻井平台的作业流程，以某典型深水井的表层作业过程作为实例进行工期测算。该井表层作业包括：一开φ914.4mm（36in）井段作业，喷射下入导管至2020.0m并吸附，二开φ660.4mm（26in）井段作业，解锁继续钻进工具后钻至井深 2688.0m，下入φ508.0mm（20in）表层套管并固井，下入隔水管和防喷器组，试压见图1。

图1 某双井架平台作业深水井井身结构

根据双井架钻机进行该井表层作业的并行流程，可以梳理出作业期间的工序逻辑关系及工作用时，见表1。

表1 中国南海某深水井表层作业工序逻辑关系及工作用时

根据表1工序逻辑关系，可以按照单代号网络网绘图的基本规则，绘制出双井架平台深水表层作业的单代号网络图，其中起始节点St和终止节点Fin表示虚工作，见图2。

图2 某双井架平台深水井表层作业单代号网络图

从表层作业的始节点St到终止节点Fin，共有5条线路，见图2，其中St→B→C→D→G→H→K→Fin用时234小时，为最长线路。总持续时间最长的线路为关键线路，可以得到测算工期为234小时。在关键线路上从起点节点开始到终点节点均为关键工作，即可以得到关键工作为B/C/D/G/H/K且工作的时间间隔为零，该六项工作的用时发生变化都将导致工期的调整。通过确定关键线路，既可以完成工期的测算，又能够找出关键工作，为工期优化调整提供可行性。

对于不同的深水井，井身结构、海水深度、喷射速度、机械钻速、作业效率、天气影响等因素都会对作业工序的工作用时造成影响，需要基于邻井作业情况和钻井历史数据进行测算[6]，因此不同井的关键线路和关键工作不尽相同，需要针对具体情况进行工作用时计算和时标网络分析。

控制了关键工作的进度就控制了工期进度，只有通过有效缩短关键线路长度，才能达到降低工期的目标，而任何关键工作产生的非生产时间都会直接导致工期的延长。关键工作若压缩至时间短于并行的非关键工作时，非关键工作会转化为关键工作，关键线路和测算工期同时发生改变。

由于深水平台作业日费高昂，当关键线路对应的工期高于可接受值时，可基于网络计划调整的原理[7]对工期进行优化调整，考虑如下方法：

（1）选择存在提速空间的关键工作，通过提高作业效率缩短其持续时间，例如采用井下钻井提速工具以减少钻进时间；

（2）减少关键工作的工作内容和项目，例如减少电测作业趟数；

（3）将承担关键工作井架的部分工作转至另一井架完成，使得关键工作与并行的非关键工作用时尽量接近，例如未占用井口的井架预接部分钻具组合。

（4）避免关键工作产生非生产时间，严控非关键工作产生非生产时间，非关键工作尽管不是进度控制的重点，但若产生非关键工作用时多于关键工作时，关键线路发生改变，同时工期也会延长。

缩短工作的持续时间时不应影响到工作质量和安全，压缩关键线路完成后应重新计算时间参数，分析对原网络计划的影响，若关键线路发生变更，应采取重新进行工期测算。

4 结论

1） 建立时标网络单代号网络技术在双井钻平台作业深水井的应用模式，梳理了工序逻辑关系，通过网络图确定了关键线路和关键工作，得到了合理的双井架平台工期测算结果，验证了技术的可行性。

2） 提出了针对双井架钻井平台钻井工期的优化方法和思路，为双井架钻井平台钻井项目合理安排作业计划和确定提速环节提供了科学的参考，有助于控制钻井工程作业进度，可在现场进行推广应用。