基于數字化變革的鉆井遠程支持班組建設實踐

和鵬飛，陳波，韋龍貴，于忠濤，袁則名，李明明

中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司（天津 300452）

0 引言

班組是企業的最基本單元，是實現企業生產任務的基礎，是重中之重。班組建設承載著所在企業的愿景。班組建設依托企業當下和未來的戰略目標，存在多重變革要求，比如企業的轉型或者生產調整要求班組技術要素的變革，班組技術要素的變革直接要求班組成員的技術結構、知識結構的變革。石油行業是一個傳統的行業，傳統的石油班組建設是典型的技術密集型班組，具有濃厚的“師帶徒”傳承，隨著信息化、數字化技術的發展，石油行業的班組不僅僅局限于石油技術相關性，以鉆井工程為例，依托信息化和數字化手段的遠程支持和決策模式正在各大油田形成，這種生產方式催生了新的生產班組形式，班組的內涵和知識結構明顯有別于傳統鉆井工程技術班組。

傳統鉆井工程班組建設主要集中在兩個范疇，分別是提高安全建設和提高生產效能。翟仲成[1]開展了基于班組定位的班組建設研究，從鉆井隊生產運行方式定位班組，開展班組建設。吳應松[2]以石油工程特點出發建立班組長能力勝任模型，以此開展班組長的選擇、培訓等方面的研究以促進班組建設。岑曉倩[3]通過建立科學實用的班組安全氛圍測評體系，確定安全范圍維度構建量化指標，以科學地評價石油生產班組的安全性能，以促進整改提高安全度。蔡昭娟[4]從班組長選配、團隊精神和制度完善角度分析了石油企業班組建設的要求。張少杰[5]通過闡述石油班組安全文化，基于人本安全形成班組安全機理模型，建立了評價體系。董德權[6]從生產工藝要求角度設計班組規劃，然后建立班組成員晉升路徑和考核模型。史忠華[7]通過對勝利油田基層班組情況及存在問題的分析，給出了班組完善和改進措施意見，旨在提高班組業務水平能力。

通過上述調研可以看出，傳統的鉆井工程相關班組建設知識結構單一，行為要求主要以提高生產效能和促進安全建設為出發點。隨著信息化和數字化的發展，對于班組知識結構的要求，不僅僅局限于單一的鉆井工程專業或者傳統的IT專業知識，實現信息化和數字化的必然路徑是為鉆井工程一線提供服務和技術支持，因此鉆井工程遠程支持班組建設的重點是知識結構的變革轉型。

1 基于數字化變革的鉆井遠程支持班組建設

1.1 班組鉆井數字技術業務建設

由于油氣勘探開發成本投入巨大，鉆井投資控制是企業管控成本、提高資產收益的關鍵一環[8-10]。但是由于鉆井工程受到地質等方面多變性和復雜性影響，工程實踐和發展中不僅需要經典理論指導，還需要對當前和歷史的鉆井數據進行深入分析，形成規律性的認識，不斷完善和優化鉆完井工藝技術，達到降低事故率、提高生產效率的目的，進而降低生產成本。傳統的海洋鉆完井作業模式，更多基于經驗法，而對應的傳統的鉆完井決策支持模式也是基于經驗法。中海油系統早在2000 年左右實現了井場錄井參數傳輸到陸地指揮辦公室的遠程監控和鉆完井參數可視化，這種初期的遠程支持完全依賴于經驗法，也就是能夠讓陸地經驗豐富的老專家和老技術人員看到現場參數，進而做出一些判斷和支持。

基于數字化變革的鉆井遠程支持班組建設，整合后以油田作業者所需或者鉆完井工程所需為服務目標，服務內容完全依托并針對工程中涉及的井筒對象、地層對象和管柱對象，涵蓋靜動態水力學、鉆具力學、摩阻扭矩、地層壓力等學科，避免了傳統服務技術主要以單線條軟件系統為主體的情況。基于這個服務目標，將基礎數據庫整合成數據層，各類工程商業化軟件及自主開發軟件整合為算法層，所有技術服務內容整理為服務層，形成線上業務體系架構，如圖1所示。在這個架構基礎上，后續開展各層拓展和服務增項均簡便易行。算法層區別于目前流行的遺傳算法、深度學習算法等內容，主要以經典工程軟件算法為依托，主要考慮鉆完井工程的高風險、高投入和零試錯現狀，給作業者提供較為經典且公認的算法依據。

圖1 基于數字化變革的鉆井遠程支持班組業務架構

1.2 班組數字業務質量控制建設

1）建立度量及確定目標。分析數據質量的原因，明確數據質量提升改進的標準、評估指標，建立度量方法，為后續工作的開展提供一個數據質量目標和評估基線，如圖2所示。

圖2 數據質量控制路線

2）根據確定的目標，建立質量考核標準，明確實時采集數據質量監測規則。

1.3 班組復合知識結構人才隊伍建設

傳統的技術路線分割造成工程師之間的差異化明顯，而在新型的鉆完井數字業務中，工程師作為具體實施者及技術承擔者，如果繼續保持雙線并行模式，將出現責任主體不清、技術進展緩慢的問題[11]。鉆完井數據中心業務初期，保持了工程軟件工程師和鉆完井技術工程師（監督）的雙崗配合模式，但面對作業量增速變化、工程師成長慢的問題，以打破工程師界限，建立基于數字化變革的鉆井遠程支持班組建設的主體思路，開展了“工程軟件+監督技術”的人才培養模式探索[12-13]。具體做法是：以精熟軟件工程師和精熟鉆完井工程師結對簽訂相互為師的協議，按照階段推進，穩步實施，長期深化的策略，通過二者的固定搭班，軟件工程師學習鉆完井工程師的鉆完井知識，鉆完井工程師學習軟件工程師的軟件操作技能和軟件知識。第一階段學習3 個月，掌握基本；第二階段邊干邊學，深化應用推廣；第三階段成果固化，保持學習常態模式。最終將兩個小團隊合二為一，建立統一的重點井跟蹤團隊，實踐證明，此模式不僅解決了作業量劇增的難題，更是建立了全能數據分析團隊。

1.4 班組現代績效管理建設

量化管理直接解決組織架構及部門工作職責與目標之間的關聯問題。同時，在目標分解過程中，將公司每個員工的工作與產業目標之間建立起清晰的量化關系，績效考核解決了員工薪酬與企業目標和個人工作之間的難題，真正做到了薪資的公平、公正。

在班組和員工兩個層面的考核中，主要采用關鍵績效指標（Key Performance Index，KPI）技術手段，按照SMART 原則開展具體工作。S（Specific）代表“具體”，指績效指標要切中特定的工作目標，不是籠統的，而是應該適度細化，并且隨情境變化而發生變化；M（Measurable）代表“可度量”，指績效指標是數量化或者行為化的，驗證這些績效指標的數據或者信息是可以獲得的；A（Agreement）代表“取得認同的”，指績效指標是上級和下級經過協商一致認同的；R（Reality）代表“現實性”，指績效指標是付出努力后能夠實現的，要避免設立過高或過低的目標；T（Timed）代表“有時限”，指在績效指標中要使用一定的時間單位，即設定完成這些績效指標的期限，這也是關注效率的一種表現。

基于SMART 模型的績效考核評價方式的建立。第一步，選定評價因素，建立因素集，根據班組工作特點將工作態度、綜合能力、工作業績、其他項目列為一級評價指標。因此評價因素集為A={A1工作態度，A2 綜合能力，A3 工作業績，A4 其他項目}。再將一級評價指標分解為若干二級指標，比如：A1工作態度={A11 責任心，A12 積極性，A13 執行力，A14團隊協作，A15 QSHE，A16遵紀守法}；A2綜合能力={A21 自主學習能力，A22 創新能力，A23 溝通能力，A24總結分析能力，A25表達能力}；A3工作業績={A31 崗位職責完成情況，A32 工作質量，A33 工作效率，A34 工作持續改進}；A4 其他能力={A41 金點子、論文發表等，A42技術交流、參加外部交流會，A43安全行為觀察卡提交，A44 節假日加班、獲得表揚信，A45 科研項目}。如此將難以直接獲得的一級指標準轉換為可獲得的二級指標。第二步，建立評價等級，每個指標按照0≤E≤1，對應劃分E評價等級的備選集{優秀，良好，合格，不及格}。第三步，建立對應關系的評價集：30%為優秀，40%評定為良好，20%評定為合格，10%為不及格，即對一級因素評價為A={0.3，0.4，0.2，0.1}，基于此建立評價矩陣R。第四步，建立權重集，將一級因素按照高低權重劃分，被賦予的權重分別為B={0.3，0.3，0.2，0.2}。計算得到最終評價結果U=A×B。在最終結果中采用自評U1+班組長評定U2，方法均采用上述方式，U={U1,U2}，權重子集為U={0.4，0.6}。

2 應用效果

2017—2019 年通過基于數字化變革的鉆井遠程支持班組建設，以年用工新聘增長量9%的速度，滿足了年作業量100%以上的增速，質量安全完成率100%。

以2018年為例，平均每口井提供有效技術建議135 條，復雜情況和事故處理時間縮短了70 余天。以某區塊為例，如表1 所示，X2 井和X1 井完鉆層位、地層情況等與X6 區塊勘探井相似，但未使用數字支持技術，可以看出X6區塊9口探井在當量鉆井周期、生產時效以及鉆井復雜情況及事故時間比例等指標均高于X2井和X1井。

表1 渤中區域鉆井指標對比

3 結論

1）數字班組建設的核心目標是提高人工利用率，通過業務整合、質量控制建設、工程師知識結構變革以及有效的績效考核管理，在控制低人員增長率條件下可充分調動人員積極性，提高生產效率。

2）數字化變革下鉆井遠程支持班組的建設，既要考慮鉆井自身零容錯的風險控制要求，又要靈活創新，兼顧安全和高效，尤其在石油勘探開發此類傳統行業，通過數字化變革為石油工程作業提供強有力的支持和保障是必然要求。

3）實踐表明，通過數字化變革的鉆井遠程支持班組建設，能夠為鉆井工程降低事故率，對油氣開發具有深遠意義。