数字化赋能固井工程造价的成本节约路径

前言

在“双碳”与高质量发展背景下，油气工程面临“提质增效、降本控费”的双重压力。固井作为油气钻完井过程中的重要技术环节，其设计合理性、施工精度与结算规范性直接关系到单井经济性与项目整体利润率。传统造价管理依赖经验判断和人工统计，效率低、误差大，亟需借助新一代数字化技术实现转型升级。在油气田建设过程中，固井工程作为关键环节，其造价管理水平直接影响整体工程效益。

1.设计阶段：从“经验估算”到“精准预测”

在固井工程项目中，设计阶段对成本控制起着决定性作用。传统设计多依赖工程师的经验估算，存在预算误差大、设计不够经济合理等问题。随着数字化技术的深入应用，BIM 与 AI 技术成为提升设计精度、优化方案成本的关键手段。引入BIM（建筑信息模型）与造价系统的深度集成，实现从“二维图纸”向“信息模型”的转变[1]。设计人员在BIM 模型中嵌入关键造价属性，例如为套管构件附加壁厚—单价关联参数，为水泥材料配置水灰比—用量关系，系统可自动关联材料市场数据库，形成准确的材料成本清单。设计完成后，系统可即时生成“初步预算报告”，其误差控制在±3%以内，远优于传统人工估算的 ± 10%～15% 。例如，在某油田井筒设计中，通过模型自动识别井身结构、固井层段、水泥浆体积等参数，快速测算出材料、人工、机械、运输等全周期费用，为投资决策提供精确依据。系统支持“多目标优化”分析，可在“最低造价”“最短工期”“风险可控”多个维度上协同寻优。例如：通过遗传算法筛选 1000 组组合方案，最终推荐“二级注水泥 + 本地预拌水泥 + 智能自动混配系统”的综合解决方案，在满足工期不延误的前提下，整体成本降低 8% ，且风险评分控制在优等级。

2.施工阶段：从“粗放管控”到“精准提效”

固井施工阶段是控制成本的关键时期。传统模式下，材料浪费、信息滞后、调度低效等问题普遍存在，造成大量隐性成本。通过引入物联网、数字孪生、AI 识别等先进技术，实现从“粗放管控”向“精准提效”的转型，是实现造价节约的重要路径。材料消耗是固井工程中的重要成本组成，尤其是水泥、外加剂、缓凝剂等材料在高温高压环境中易发生波动，若控制不当极易超耗[2]。通过部署物联网传感器于混浆系统、水泥泵、计量罐等关键节点，可实时采集水泥泵送量、添加剂混配比例等数据，并同步上传至中央系统进行对比分析。系统将“实时消耗量”与“施工预算量”进行智能比对，若发现超出设定阈值（如 5% ），立即推送“预警 + 优化建议”。例如：某井段注水泥过程中系统提示：“当前水泥累计用量已超预算 8%，建议减少注水量并优化排量参数”，现场技术人员随即调整泵速，避免后续浪费，有效将偏差控制在合理范围内。在作业效率方面，数字孪生技术为施工提供了强大支撑。系统通过历史数据、工程参数和作业逻辑建立“注水泥工艺数字模型”，对整个固井流程进行虚拟仿真，包括泵车布置、人员路径、管线铺设等关键环节。同时，AI 视觉识别系统也广泛用于质量控制环节。通过在关键节点部署高精度摄像头，系统可实时识别管串连接过程中的细节问题，如“螺纹未完全拧紧”“接头倾斜”等质量隐患。相比传统人工巡检，该系统具有更高的准确率和时效性。

3.结算阶段：从“人工核价”到“智能审计”

固井工程结算阶段是成本控制的“最后一公里”，也是项目造价纠纷、延误和审计反复的高发环节。传统模式依赖人工核算与纸质凭证，存在数据滞后、标准不一、主观误差等问题[3]。数字化技术的引入，特别是 BIM 平台、智能审计系统和区块链技术的融合应用，使得结算过程趋于自动化、智能化，显著提升效率和准确性，实现真正意义上的“以算促管”。依托 BIM 模型，结算平台可自动提取设计与施工过程中的关键量化数据，包括套管长度、水泥浆体积、外加剂配比、井段深度等，精准生成“材料量清单”与“工程量清单”。系统还接入实时更新的材料价格数据库，涵盖钢材、水泥、添加剂等主要物资的区域市场价格。例如，平台自动匹配施工当日水泥出厂均价，结合使用量快速核算对应成本，生成误差率低于 2%的“结算总价清单”。在结算数据处理流程中引入区块链技术，是固井项目数字化审计的一大创新。通过“结算上链”，所有工程量、材料采购记录、现场变更信息等数据均可在链上形成“不可篡改”的时间戳记录。审计人员或管理单位无需逐项翻阅纸质台账，只需通过系统调用“智能合约”，即可自动验证结算逻辑。例如：合约设置为“水泥结算用量 σ:=σ 设计量 + 已备案变更量”，当实际申报量高于逻辑值，系统即自动拦截并要求补充说明或审批依据，减少人工核查环节中的争议。原本需较长的人工审核流程，经由区块链自动验证及数据可视化接口，结算周期缩短，大大提升了资金回流效率，同时也提升了工程单位在业主方的诚信评分。

结语

综上所述，固井工程的成本节约不是简单的压缩费用，而是通过科学设计、智能施工与透明结算，构建一套全流程、可闭环的数字化管理体系。随着 BIM、AI、物联网、区块链等技术的不断成熟，固井造价管理正从“事后核算”走向“全过程控制”。推动平台集成与数据互联，构建跨部门、跨专业的一体化造价管理生态，为油气行业的智能化发展注入新动能。

参考文献：

[1]朱娜.工程造价管理中成本控制的关键要素与策略[J].中国商界,2025,(13):122-123.

[2]毛亚玲.数字技术驱动下企业工程造价管理体系构建与效能提升研究[J].上海企业,2025,(06):105-107.

[3] 蔡勰.做好工程造价与成本控制一体化管理的探析[J].活力,2024,(13):67-69.