長距離海底管道干燥惰化新技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險評估及項目管理模型

傅健 王軍 李友行 鄭松賢

1海洋石油工程股份有限公司

2中海石油氣電集團有限責(zé)任公司

當前，國內(nèi)海洋石油工程產(chǎn)業(yè)不斷向深水油氣田及邊際油田開發(fā)等高難度、新領(lǐng)域方向發(fā)展，常規(guī)的海洋工程工藝技術(shù)往往不能解決現(xiàn)有問題，需要開發(fā)或引進新的工藝技術(shù)。大型海洋工程項目通常會投入大量的船組等資源，直接投資達到數(shù)十億甚至上百億人民幣，高投入、高風(fēng)險、高科技的特點在海洋石油工程項目中得到了充分體現(xiàn)。因此，新技術(shù)能否在海洋工程項目中成功應(yīng)用，成為決定項目成敗的關(guān)鍵。

1 工程概況

1.1 項目簡介

東方13-2 氣田開發(fā)項目需要2 座生產(chǎn)平臺，鋪設(shè)4 條海底管道及多條海底電纜。其中新建的東方13-2 CEPB 平臺位于海南省東方市以西約132 km 的南海西部海域，平均水深70～90 m。為保證東方13-2 氣田能夠按時投產(chǎn)，在東方13-2 CEPB 導(dǎo)管架安裝后、組塊安裝前，必須完成2 條海底管道的排水干燥惰化作業(yè)，一條為東方13-2 CEPB 平臺與崖城13-1 AWA 平臺間195 km 長的24 in 海底管道，另外一條為海底管道水下三通到樂東22-1 CEP平臺1.5 km 長的18 in 海底管道，如圖1 所示。

圖1 東方13-2 氣田海管示意圖Fig.1 Submarine pipeline sketch of Dongfang 13-2 Gas Field

1.2 項目難點分析

（1）該項目是國內(nèi)首次自主開展平臺間、超百千米、大管徑且存在T 型三通支路的海底管道干燥惰化作業(yè)，如何快速、高效地完成海底管道干燥惰化作業(yè)是項目的關(guān)鍵。

（2）國內(nèi)尚無任何大變徑且存在T 型三通支路的海底管道干燥惰化作業(yè)的經(jīng)驗，T 型三通篦子結(jié)構(gòu)，支路無法通過清管器，支路海管干燥惰化效果將影響整條海管干燥惰化能否達標，技術(shù)難度極大。

（3）作業(yè)期間，協(xié)調(diào)東方13-2 CEPB 平臺、崖城13-1 AWA 平臺、樂東22-1 CEPB 平臺及施工船組多點協(xié)同作業(yè)，是三通支路海底管道干燥惰化成功的保障。

（4）作業(yè)海域為中國南海開闊海域，作業(yè)周期處于南海臺風(fēng)季和季風(fēng)季節(jié)期間，作業(yè)現(xiàn)場常常有6～7 級大風(fēng)，有義波高常處于2 m 左右，如何保障作業(yè)的連續(xù)性，是提高整體項目施工效率的關(guān)鍵。

綜上所述，主路海管如果采用傳統(tǒng)的干空氣干燥法，施工周期長，干燥效率低。同時，樂東22-1 平臺至水下三通支路海管由于篦子結(jié)構(gòu)無法采用傳統(tǒng)的發(fā)射清管球的方法進行排水。

1.3 項目新工藝介紹

為解決支路海管排水難題，項目組創(chuàng)新性采用“三新三化”成果凝膠封堵技術(shù)。將瓜爾膠聚合物溶液和凝膠交聯(lián)劑按照一定比例注入海管，配置出具有良好穩(wěn)定性、耐壓、封堵性能優(yōu)良的凝膠段塞，凝膠段塞可以替代傳統(tǒng)的清管球排出支路海管中的海水，同時凝膠具有良好的黏彈性，可順利通過水下三通的篦子結(jié)構(gòu)。

針對主路海管，項目組采用清管列車+干燥劑的方法替代傳統(tǒng)的干空氣干燥法。用乙二醇藥劑和直板清管球組成干燥藥劑段塞，實現(xiàn)了長距離管道的快速干燥，解決了傳統(tǒng)方法周期長、干燥效率低的難題。

從整體上看，該項目的施工工藝復(fù)雜，管理和技術(shù)難度都很大，風(fēng)險發(fā)生的概率高，風(fēng)險帶來的不良后果相比普通項目更加嚴重，因此針對該項目特點，需要統(tǒng)籌開展風(fēng)險分析及過程控制。風(fēng)險管理的目的在于通過對項目的不確定因素進行研究，采取風(fēng)險應(yīng)對措施，降低損失，控制成本，最終實現(xiàn)項目管理目標[1]。

2 風(fēng)險評估

2.1 風(fēng)險辨識

在施工風(fēng)險體系中，風(fēng)險因素權(quán)重的確定是集對分析中的一個重要步驟[2]。目前權(quán)重確定主要有基于功能驅(qū)動賦權(quán)、基于差異驅(qū)動賦權(quán)和綜合賦權(quán)三種方法。

風(fēng)險辨識階段經(jīng)常使用的方法為“主要相關(guān)人員集體討論”，其次為“咨詢專家”、“對照問題清單”、“個人判斷”[3]。根據(jù)東方13-2 項目海底管道干燥惰化工程的特點，采用現(xiàn)場調(diào)研、頭腦風(fēng)暴、專家咨詢的方式。在專家咨詢方面，采用建設(shè)工程領(lǐng)域具有很大潛力的德爾菲法。通過多次施工風(fēng)險評估，將本次作業(yè)的重點確定為施工工藝、關(guān)鍵人員、重要材料、關(guān)鍵設(shè)備、質(zhì)量、安全、進度、成本、環(huán)境9 個方面，見表1。

2.2 風(fēng)險評價標準

2.2.1 風(fēng)險發(fā)生可能性等級劃分

根據(jù)海洋工程項目的普遍特點及東方13-2 氣田開發(fā)項目的獨特性，采用風(fēng)險評價指數(shù)法（RAC），將項目風(fēng)險發(fā)生可能性劃分為5 個等級，見表2。

2.2.2 風(fēng)險影響等級

根據(jù)海洋工程項目的普遍特點及東方13-2 氣田開發(fā)項目的獨特性，將風(fēng)險影響對象拓展為成本管理、進度管理、質(zhì)量管理、HSE 管理、顧客管理，并將風(fēng)險影響程度同樣劃分為5個等級，見表3。

2.2.3 確定風(fēng)險評價標準等級

根據(jù)風(fēng)險發(fā)生的可能性等級和風(fēng)險影響等級可以確定評價標準等級，即風(fēng)險因素發(fā)生的可能性等級得分乘以風(fēng)險影響等級得分，公式為：

式中：Ri為第i個施工風(fēng)險因素的評價指數(shù)；Pi為第i個施工風(fēng)險發(fā)生可能性等級；Ai為第i個施工風(fēng)險影響等級。依據(jù)上式，可得到綜合評價指數(shù)范圍（表4），其指數(shù)越大，對應(yīng)的風(fēng)險也越大。

表1 東方13-2 氣田群開發(fā)項目海底管道干燥惰化風(fēng)險辨識清單Tab.1 Risk identification list of submarine pipeline drying and inerting in the development project of Dongfang 13-2 Gas Field Group

表2 施工風(fēng)險發(fā)生可能性等級Tab.2 Possibility level of construction risk

表3 施工風(fēng)險影響等級Tab.3 Construction risk impact level

表4 綜合評價指數(shù)范圍Tab.4 Scope of comprehensive evaluation indicators

2.3 風(fēng)險綜合評價結(jié)果

東方13-2 項目海底管道干燥惰化工程項目組采取專家咨詢的形式，組織專業(yè)技術(shù)專家、項目管理專家、QHSE 高級工程師及高級費控師、經(jīng)濟師共17 人，對項目風(fēng)險清單上的各種風(fēng)險發(fā)生的可能性及影響等級進行測評，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果計算出每個風(fēng)險因素評價指數(shù)Ri。風(fēng)險綜合評價結(jié)果見表5。

表5 風(fēng)險綜合評價結(jié)果Tab.5 Comprehensive risk assessment result

3 東方13-2 氣田開發(fā)項目管理模型

風(fēng)險應(yīng)對階段最常使用的方法為減少風(fēng)險后果/可能性[4]。綜合考慮風(fēng)險評價結(jié)果，東方13-2氣田開發(fā)項目海底管道干燥惰化在實施風(fēng)險應(yīng)對的階段，綜合多種科學(xué)管理方法[5-10]，建立了東方13-2氣田開發(fā)項目管理模型，對9個作業(yè)重點進行管控。

3.1 施工工藝設(shè)計與管理

（1）創(chuàng)新工藝方法，解決支路排水難題。項目組創(chuàng)新性采用“三新三化”成果凝膠封堵技術(shù)，通過開展陸地凝膠配比及通過性試驗，確保凝膠達到最佳效果，成功解決了支路海管無法通球的難題。

（2）應(yīng)用“清管列車+干燥劑”組合技術(shù)，保證干燥一次合格。項目組采用“清管列車+干燥劑”的方法，保證了195 km 海管排水干燥一次性合格。

（3）建適臨時作業(yè)支持平臺，提高作業(yè)效率。東方13-2 項目海管排水干燥惰化海上施工前，東方13-2 CEPB 平臺上部組塊尚未安裝。項目組設(shè)計并建造了臨時作業(yè)支持平臺，用于擺放排水干燥惰化設(shè)備，施工人員在臨時平臺上開展排水干燥作業(yè)，降低了惡劣天氣船舶靠泊平臺作業(yè)的風(fēng)險，保證了施工的連續(xù)性，大大提高了作業(yè)效率。

3.2 人員、設(shè)備與材料管理

（1）項目在成立初期，考慮到技術(shù)難度大、施工協(xié)調(diào)責(zé)任及安全風(fēng)險高等特點，挑選技術(shù)、安全與協(xié)調(diào)方面經(jīng)驗豐富及配合默契的項目人員，根據(jù)項目各個階段的任務(wù)要求和人員特點，進行人力資源管理的有效授權(quán)，將人力資源管理實踐與項目的具體要求緊密結(jié)合起來，圍繞團隊協(xié)作、文化建設(shè)、績效評估激勵、團隊成員退出機制等進行團隊建設(shè)。

（2）編制設(shè)備三級調(diào)試計劃，設(shè)備出海前完成設(shè)備保養(yǎng)，裝船前完成單體調(diào)試，裝船后完成整體聯(lián)調(diào)，確保海上施工期間設(shè)備“零待機”。

（3）對主要材料進行完整的閉環(huán)管理，安排專人對材料采購、進度管理、材料運輸、材料使用及剩余情況進行追蹤。

3.3 成本與進度管理

項目組集中開展多次頭腦風(fēng)暴，最終確定選用贏得值法（EVM），對項目的成本與進度進行控制管理。該方法將工程量轉(zhuǎn)化為貨幣量表示工程的進度計劃，以轉(zhuǎn)化完成工程量為資金量進行衡量，是一種直觀有效的管理方法。

3.3.1 指標計算

EVM 評價指數(shù)主要有進度偏差(SV)、成本偏差(CV)、進度績效指數(shù)(SPI)及成本執(zhí)行指數(shù)（CPI）。評價指數(shù)的計算需要3 個基本參數(shù)：計劃工作的預(yù)算費用(PV)、已完工作的預(yù)算費用(EV)、已完工作的實耗費用(AC)。

SV=EV-PV，SV＞0 表示實際進度提前；SV=0 表示實際進度與計劃相符；SV＜0 表示實際進度滯后。

在白頭葉猴的社會中，只有猴王擁有交配權(quán)，一個猴群由一個猴王和一群雌猴以及它們的幼猴組成，猴王會盡可能多地占有雌猴，繁衍自己的后代。方東升的行為，放在猴群社會中，是再正常不過的事，但人類社會文明的發(fā)展，已經(jīng)不再容許。同樣是靈長類動物，人類也依舊殘存著許多動物性本能，對動物性本能的克制與約束，是人類所達到的文明層次對自身的要求。

CV=EV-AC，CV＞0 表示實際費用低于預(yù)算；CV=0 表示實際費用與預(yù)算相符；CV＜0 表示費用超出預(yù)算。

CPI=EV/AC，CPI＞1 表示實際費用低于預(yù)算；CPI=1 表示實際費用與預(yù)算相符；CPI＜1 表示費用超出預(yù)算。

SPI＞1 表示進度超前；SPI=1 表示實際進度與計劃相符；SPI＜1 表示進度滯后。

利用上述對4 項指標的定義分別進行計算，并對計算結(jié)果進行列表（表6）。

表6 指標計算結(jié)果Tab.6 Calculation results of indicators

3.3.2 結(jié)果分析

2018 年8—10 月，進度偏差數(shù)值為負，說明項目在此期間實際完工的預(yù)算費用小于計劃工程預(yù)算，同時進度效果執(zhí)行指數(shù)亦小于1，說明實際進度已晚于計劃進度。表6 中的成本偏差值為負，說明項目在此期間內(nèi)已完工部分的成本大于項目預(yù)算費用，如不及時糾偏，項目結(jié)束時很有可能發(fā)生虧損。與此同時，成本執(zhí)行指數(shù)亦小于1，說明實際發(fā)生的成本已大于項目預(yù)算成本，項目處于透支狀態(tài)。

3.3.3 后續(xù)狀態(tài)預(yù)測

為此，項目組制訂了兩種可行的糾偏方案：第一種方案是根據(jù)新工藝的要求增加合理的預(yù)算，并對施工工藝進行改良，壓縮施工工期；第二種方案是在項目實施過程中，針對超出合同工作范圍的內(nèi)容，積極與業(yè)主恰談變更，以獲得工程額外的工期與成本。

3.3.4 跟蹤檢查

在實施上述兩種糾偏方案后，應(yīng)用基本參數(shù)計算方法再次對項目的4項指標進行計算，結(jié)果見表7。

表7 2018 年11 月指標計算結(jié)果Tab.7 Calculation results of indicators in November 2018

進度偏差SV 值變小，表明現(xiàn)場的實際進度與項目制訂的計劃進度之間的偏差開始變??；CV值小于0，表明通過優(yōu)化施工工藝，費用成本控制在計劃值內(nèi)。

根據(jù)SPI、SV、CPI、CV等最終數(shù)據(jù)剖析的結(jié)論制訂下一階段的工作計劃與糾偏計劃，同時對此最終結(jié)論做一定的跟蹤檢測，通過實踐驗證本文方法的有效性。

3.4 質(zhì)量、安全與環(huán)境管理

在質(zhì)量管理方面，嚴格按照質(zhì)量體系要求進行控制，從臨時作業(yè)支持平臺設(shè)計、建造、安裝，至海上排水干燥惰化作業(yè)結(jié)束，沒有出現(xiàn)一起質(zhì)量事故，195 km 長的24 in 海管排水干燥惰化一次合格。

在安全管理方面，項目組制定HSE 作業(yè)計劃和應(yīng)急計劃，并對每個分項制定專項HSE 作業(yè)計劃和分項工作的安全分析，各項施工都按照HSE作業(yè)計劃要求進行。在施工期間，現(xiàn)場管理人員及操作人員嚴格執(zhí)行公司安全管理規(guī)定和作業(yè)規(guī)范，進行設(shè)備操作及工藝流程操作，沒有發(fā)生一起可記錄安全事件。

4 結(jié)束語

通過東方13-2 氣田開發(fā)項目海底管道干燥惰化新技術(shù)成功應(yīng)用的案例，對風(fēng)險評價指數(shù)法及贏得值法等項目管理工具在海洋工程新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進行了分析和歸納。通過使用贏得值法對項目運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)項目管控中存在的問題，得到較為客觀可行的項目管理措施。綜合看來，風(fēng)險評價指數(shù)法及贏得值法對海洋工程新技術(shù)應(yīng)用具有較強的實際意義。