深水钻探作业后勤支持实践——以 “海洋石油981号”南海深水作业为例

刘代杰 （深圳市威晟海洋石油技术有限公司，广东 深圳518067）

郭佳晞 （中海石油荔湾作业公司，广东 深圳518067）

深水探井是实现中海油深水勘探开发目标的重要手段，中海油在探索深水钻探的路上坚持独立自营和对外合作两条腿走路的方针实现勘探作业。中海油2006年开始通过合作的方式，与Husky、Devon、BG、Chevron等作业者在南中国海42／05、29／26、64／11等区块进行钻探作业，并成功的发现了流花34－1和流花29－1等深水油气田，展示了南中国海找到大型深水油气田的广阔前景；同时，在合作的过程中，积累和学习了国际先进的深水作业经验。2011年 “海洋石油981号”——国内自主研发制造的第一艘具备3000m水深钻探能力的深水半潜式钻井平台的建成，极大地推动中海油深水勘探事业的发展。2012年，中海油深水钻井项目组使用 “海洋石油981号”，经过6个月的日夜奋战，克服了重重困难，在南中国海顺利完成了流花29－2－1井、荔湾6－1－1井和白云13－2－1井3口深水井的钻井作业，此外还顺利完成荔湾21－1－1超深水井 （水深2451m）的表层钻井作业，中海油的深水自营勘探大幕就此拉开。与此同时，深水钻探作业的后勤支持同步展开。

1 深水钻井作业后勤支持的前期准备

海上作业平台依赖于后勤基地的水、燃料、钻井设备以及其他消耗品的供应。后勤支持不力将严重影响钻井作业，甚至导致作业停滞。后勤支持必须在开钻前做好合理的计划，并贯彻于整个作业的过程①姜伟，周俊昌，唐海雄 ．深水钻井规程与指南 ．中国海洋石油总公司，2011．。所谓兵马未动，粮草先行。在钻井作业开始准备阶段，后勤工作就必须提前介入。

1．1 前期材料准备——物资总表

作为中海油南海深水首钻，其重要性和意义不言而喻。因此，如何确保作业所需物资准备齐全准确，以保障钻井作业顺利进行，成为深水项目组前期准备阶段的一个重要任务。为了使物资准备做到无疏漏无差错，项目组开始梳理了第一口深水井的钻井所需物资总表。该表的主要依据是来自钻井设计。从钻井设计梳理出各个井段所需的材料、工具、设备以及备配件等，并分成井口设备、井口送入工具、套管、钻头、钻具、泥浆材料、固井材料、下套管工具、打捞工具等类别。同时，参考赤道几内亚深水以及哈斯基等作业者的南海深水合作井中的实际使用的物资，对表格物资进一步完善。随着商务采办的开展，将采购合同中明确的材料或者陆续到货入库的材料以及本有的库存逐步更新至材料表；对于已签服务的服务商，要求其提供其服务所需工具材料设备清单，核对服务商的清单，并更新物资表。另外，物资表上的注明每件物资的当前状态，已到仓库，或已经采购但未到货，或在服务商仓库，或已经在平台等等，并根据货物的实际状态随时更新。

物资总表梳理了整口井的所有物资，包括甲方物资、服务商的物资、平台方的物资。可以分井段查询，分服务商查询，分类型查询，并可以查询货物目前的状态。它来源于钻井设计，同时，反过来也给钻井设计、施工设计予以支持，并且成为装船计划指定的基础，很好的支持了整个后勤的调配。对于物资的准备，物资总表还起了很重要的跟踪作用，在钻前准备阶段，物资表可以查询并追溯各项物资的准备情况，哪些未到货，哪些仍然欠缺或未采购，哪些需要进一步加工，项目组根据此表进行逐一跟踪落实，确保在所有物资在开钻之前准备就绪。在作业阶段，可以在物资表中查询各个井段所需的物资，并与送往平台的物资加以核对，确保本井段钻井作业物资齐全无误，成为整个后勤物资调配的基础。同时，物资表上物资的状态随时保持更新，以保证物资的跟踪管理，以便做返料回库、消耗料费用入井、库存盘点等工作，同时也在此基础上形成后续深水井的物资总表。物资总表是个不断更新不断循环的过程，在此过程中后勤准备工作得到了不断的完善。

1．2 物资运送管理——装船计划

物资总表确定后，物资供应的输送量也就随之确定。如何将这些物资送往平台，分多少船次，每次送哪些，船舶的运输和守护的分工等后勤调配问题，是深水项目组接着要考虑的问题。项目组为了装船计划更加合理，兼顾考虑了多个方面。一是时间的提前量，即各个井段所需的物资需要在该井段作业之前到达平台准备就绪。因此，此提前量必须包含上工作船从基地航行至平台所需的时间，物资从工作船吊上或输送到平台的时间，货物上平台后作业前准备所需时间；同时，必须再另外算上时间富裕量以便涵盖天气等不确定因素的影响。此时间提前量是确保后勤给予钻井作业最大支持，并且避免因为后勤支持延误钻井作业的情况发生。二是船舶的运输能力。在确定了某个阶段哪些材料在什么时间必须送达平台后，工作船的运载能力就成了确定船期和航次必须考虑的因素。特别在大容量的深水工作船还未应用的情况下，常规工作船不能保证深水钻井的物资一步到位，必须分批分航次送，尤其是涉及大件物资如隔水管、大量重晶石的运送。以甲板面积较小的德海号为例，实际装运只能装运9根隔水管，在几百米甚至上千米的深水，运送往平台的隔水管需要40至50根，则需要分成多次出航，并且确保BOP（防喷器）井段作业前隔水管准备到位。三是平台的承载能力，也是影响船舶计划的重要因素。货物输送滞后固然不可接受，但过于提前也同样会产生问题。尽管 “海洋石油981号”是第六代半潜式钻井平台，但实际上其甲板可用于存放钻井物资的面积极其有限，仅仅可以勉强放下当前井段的物资，如果在当前井段物资还未入井的情况下就将下一井段的物资送达现场，那么将造成物资无法吊上平台，只能留在工作船。工作船也因此无法返航，造成物流资源积滞。

装船计划可以查询作业的某一个时间点，各艘工作船的状态，在基地或平台，出航、守护或返航中，以及各艘工作船上面所运载的所有物资。可以直观的看出，各个井段的物资在哪个时间点到达平台。装船计划是对平台施工计划的有力支持，尽管在实际作业中并不严格按照此计划出船而是根据实际需要进行变动，但是大体上看，物资还是基本按照计划中的时间安排运送，装船计划起到宏观控制指导的作用。

1．3 人员往返管理——倒班计划

由于平台人数有限额，因此除去平台方必须的操船、机械、井队等人员，剩下的名额如何在监督方和各家服务商之间分配，以便钻井作业顺利进行，这就要求必须制定合理的人员倒班计划。首先，项目组从各家服务商得到需求的名额，需要上平台多少人，分别需要在哪个井段上平台，上去平台工作多少天。综合汇总之后，统计出各个时间点的人数，看看是否平台在某个井段会超员。核实各家所报的人数的合理性，特别是超员的阶段是否可以删减人数，与各家服务商商讨，并参考其他作业者作业期间相同阶段的人数，做出合理的调整。然后，在确定各个阶段必须上平台的人数以后，根据此人数和时间计划进行倒班飞机的安排。一方面确保所需上平台的人员在要求的时间可以送达平台；另一方面，根据直升机的机位进行合理的调整，以最大化利用资源。人员倒班计划表可以查询到某一个作业时间点，平台上的人员情况，也可以统计出飞机的航班数以及飞行频率。在人员计划确定后，实际作业中按照计划安排人员上下平台，有效的控制人员的合理的输送和运转，保障了作业的顺利进行。

1．4 基地后勤日常运作——材料运装

收货、库存管理、维修修养、加工、出货、装卸等后勤运作过程，都是后勤基地运作多年纯熟的流程。然而在深水钻井实践中，却有许多特殊的情况出现。具体突出表现在材料准备和材料的运输吊装过程中。

1）材料准备 当作业开始之前，往往需要进行材料出海前准备，这包括了套管检验、配长、标识等等，或需要加工维修保养，部分工具材料如套管浮箍浮鞋需要预先接好，配合短接加工，套管变扣等等。在深水作业的后勤基地赤湾石油基地，有固定的加工服务商进行这些操作，有专门的加工车间专门进行这些服务，运作已多年，熟练并且完备。但是，对于深水作业，有些以往常规水深作业未遇到的问题或不需进行的操作，对于深水项目组是第一次，而且对于这些的服务商，也同样是第一次遇到。主要情况有：①36in导管喷射鞋的切割。②深水井口与其送入工具的装卸。③其他在实践中遇到的特殊操作还包括20in套管母扣端的维修切割焊接，浮箍接于套管中间，套管特殊扣加工等等。随着深水的进一步发展，这些临时完成的操作必定必须成为常规操作，加工服务商必须将这些服务形成固定的专业的服务，完备和优化相关设备，形成深水配套的操作，以支持深水后勤材料准备。

2）材料的运输吊装 由于深水或者平台的特殊要求，部分常规运输和吊装的方式已经不适合。在36in导管吊装时需要使用专门订购的大尺寸吊索和卸扣；隔水管更是需要动用桁车进行作业；而运送泥浆化学品散料的常规集装箱也无法满足要求，需要按照专门的尺寸定制一批新的小集装箱。为什么要使用小集装箱运输散料？这必须从 “海洋石油981号”平台自身的设计说起。“海洋石油981号”的散装仓并不在平台甲板上，而是位于平台甲板的下一层。要将散料送进散料仓，必须用吊机把装运散料的集装箱吊上平台，并准确的放到散料仓的升降机入口，再由升降机送到下一层的散料仓。在升降机口打开集装箱门，用叉车将散料从箱里面掏出。在调运集装箱到升降机顶部的过程中，当货物高出栏杆时只能在舱盖方向拉尾绳控制调运作业，其余没有站位的空间；货物低于栏杆位置时才能有在栏杆后方和舱盖位置两个站人拉尾绳的空间；舱口区域还有隔水管吊车齿轮轨道、升降机自身的齿轮、天线等设施容易碰撞受损。常规集装箱的尺寸为2．73m×2．73m，与升降机顶部的有效空间只差11cm，精确吊运此集装箱到升降机顶部的操作十分困难，特别是在恶劣天气状况下。升降机运送集装箱至下一层。散装舱内的门开口尺寸为2．42m×2．97m。打开高为2．43m左右的常规集装箱非常困难。因此，2．73m×2．73m的集装箱在调运到散装舱顶部的作业存在较大的风险，且集装箱的高度不能高于2．4m，因此泥浆材料等材料的集装箱应尽可能的小，以减小调运风险。由于一般泥浆材料的爬犁不超过1．2m宽，因此集装箱有减小尺寸的空间。于是，深水项目组按照要求的规格临时加急定制了一批小集装箱，并在第二口深水井开始投入使用。可见即便在升降机中同时放入两个小集装箱也能顺利完成操作。

后勤运作中遇到的这些问题，尽管项目组通过努力最终得到解决，但是在深水钻井作业增多的情况下，无论是吊装还是运输都必须形成一整套成型的操作，这些后勤支持需要常规化、规模化，做到统一、成熟而且专业。

2 深水钻井作业的后勤装备支持

后勤支持的硬件主要是工作船、直升机等后勤装备，硬件的好坏直接决定了后勤支持的力度。

2．1 深水工作船

中海油的深水工作船已经建造完成，但是在中海油该次深水钻探作业中并未正式投入使用。但在未来的深水作业中，深水工作船能大大提高后勤支持的力度。深水工作船不但具备常规工作船物资运送、守护、消防、救援等一般能力，而且相比之下，还具备了更加强大能力。现有常规水深的工作船一般为8000～12000hp（1hp＝746W），而深水工作船一般能达到30000hp；在船舶定位方式上，深水工作船除了传统的锚泊定位意外，还具备DP（深水钻机）定位的能力；另外，深水工作船拥有更大的舱容，散装料罐和甲板面积，更快的航速。从深水作业的实践上看，使用深水工作船具有以下优点：一是使用深水工作船，能提供更好的作业保障。首先，使用深水工作船，能有效减少因天气影响造成的停工待料时间。其次，深水工作船具备更高作业能力，提高作业效率；更大的舱容、散装料罐、甲板面积和更快的航速等使物资供应能力更强，输送更及时，物资调配更加游刃有余，平台作业更有保障。二是深水工作船更高的安全性和可靠性。深水工作船运输货物更有保障。深水作业离岸远，货物运送距离长，天气海况更为恶劣，工作船要面对季风、台风、内波流以及其他复杂环境，极易发生货物碰撞、落水等事故，深水供应船抗风浪的能力强，运输以及吊装作业可靠性、安全性更高。

作为深水平台作业的守护船，深水工作船更加符合要求。首先，深水平台作业的守护船必须具备DP功能。在南海作业的实践中，如果使用无DP定位的守护船，在近距离守护时由于没有DP功能，守护时则需要来回巡航，不能够长时间的稳定在平台要求的区域内。这样就存在两个风险：一是守护船巡航距离过远，达不到近距离守护的要求，平台作业人员发生落水事故时得不到及时的救助。二是如保持近距离守护，拖轮人员长时间操纵船舶可能会出现意识上的疏忽，造成碰撞平台的风险。另外，深水作业平台需要的货物和油水补给的量都比较大，靠泊平台的时间比以往要更加的长，守护船没有DP功能的话，长时间靠泊要靠拖轮船长不断地调整拖轮位置，这样长时间的靠泊作业势必会造成船长的疲劳，在疲劳状态下的靠泊是存在非常大的风险的。一旦出现失误造成拖轮位置偏差，轻则可能造成补给软管或者货物的损坏，严重的可能会发生碰撞事故。

随着深水钻井作业的进一步开展，深水供应船资源的丰富和完善，深水工作船将应用到深水钻探作业中，为深水钻探提供更有力的后勤支持。

2．2 直升机和人员倒班基地

2012年中海油南海深水作业人员倒班使用的直升机是EC225、S92和S76。EC225和S92机型直升机属于目前国内比较先进的直升机，足够满足作业人员倒班的需要。而对于S76直升机，深水作业区离岸过远，S76需要中途降落番禺30－1平台进行加油，因此，在台风撤离或其他紧急的情况下，S76直升机不能完全满足深水作业要求，只能作为备用使用。深水作业离岸远，对直升机的能力提出了更高的要求，特别是台风期的人员撤离。由于台风迫近，平台有可能被迫向南自航躲开风圈，使得平台离岸的位置更加远，甚至有可能超出直升机的能力。2012年8月16日， “海洋石油981号”平台由于受台风“启德”的影响，自航离开井位避台风，平台的方位已经超出了飞机的巡航范围，因此平台人员撤离的计划被迫取消。虽然最后台风过后，平台回到井位继续作业，并未造成事故。但是该次避台风揭露了深水作业存在平台人员无法撤离的风险。在南海深水作业，不仅有台风而且有在南海形成的土台风，土台风经常突然形成，无法预警，因此，平台有可能随时启动撤台应急，并且升船自航，而人员的提前撤离无法得到保证。而在平台起航后则有可能超出飞行范围而无法做人员撤离。这是在现有的直升机配置下无法解决的一个弊端。未来随着深水作业的发展，需要进一步升级直升机配置，以解决此问题，使深水作业更加安全更有保障。

而中海油南海深水作业的人员倒班基地使用了深圳西丽直升机场和珠海九洲机场，这两个机场长期为海油海上作业提供人员倒班服务，运作纯熟，人员服务、设备配置均能满足要求，是南海深水作业的首选。深水与常规作业共享基地，有利于资源共享和调配；但另一方面，在台风撤离期间又会相互影响和冲突，造成资源紧张。从更长远的角度来看，深水作业人员倒班的基地如果重新挑选离井位更近的地点，将更为合适，缩短距离人员上下平台更加计时合理，而且能弥补直升机能力不足的问题。

2．3 深水码头及供应基地等配套设施

虽然中海油在南海顺利完成了2012年深水钻探，但深水码头配套的设施并未完善。该次深水作业的后勤基地使用赤湾石油基地，该基地长期为中海油海上作业提供后期支持；但从实践上看，赤湾石油基地无法满足深水作业的要求。以码头为例，如果深水工作船停靠赤湾基地码头，深水船船体过长，要占据一个半的泊位，加上吃水达到9～10m，而码头水深只有7～8m，因此无法靠泊。虽然赤湾石油基地新建造了深水码头，可满足深水工作船靠泊和吊装作业；但是码头离物资存放的供应基地远，物资的转驳很困难。因此，深水作业需要建造包括码头和供应基地在内的一整套设施。而深水作业涉及大件物资，如几百米到几千米的隔水管，目前石油基地的吊车无法满足其吊装的要求，装卸隔水管需要大吨位作业半径更大的大型桁吊才能完成。目前中海油在惠州已建造基地，随着逐步投入使用和完善，深水作业后勤基地设施的问题将得到解决。

3 结语

中海油自营深水勘探开发的序幕已经拉开，中海油在未来将有大规模的深水作业，深水钻井增储上产的战役已经打响。要想取得这场战役的胜利，实现 “二次跨越”的战略目标，深水作业的后勤必须提供强有力的保障。高度重视并不断总结经验、不断改善，提高水平，做到无疏漏无差错，形成规范化规模化，为中海油在深水钻探作业的探索道路上提供最好的后勤支持。