鉆井裝置的成本因素

秦 琦

近10年來，包括新加坡、韓國、中國和阿聯酋等國家在內的亞洲主要海洋工程建造國接獲和建造了大量鉆井裝置。比如2000～2012年間，韓國船廠建造了世界90.2%的鉆井船、20.9%的半潛式鉆井平臺和1.4%的自升式鉆井平臺；新加坡建造了世界40.3%的半潛式鉆井平臺和61.8%的自升式鉆井平臺；中國建造了世界3.9%的鉆井船、14.9%的半潛式鉆井平臺和15.3%的自升式鉆井平臺。由此可見，新加坡、韓國和中國基本上占據了世界三大主力鉆井裝置的建造市場，其中韓國基本壟斷了鉆井船建造市場，新加坡在自升式和半潛式鉆井平臺均具備絕對的市場實力，中國則在半潛式和自升式鉆井平臺建造市場稍占有一席之地。

日前，路易斯安那州立大學能源研究中心的Mark J.Kaiser和Brian F.Snyder對三大主力鉆井裝置的成本因素進行了分析，其中市場環境、設計型式和鉆井技術規格、船廠特點等是主要影響因素，而合同型式、規模經濟性、匯率等也會影響建造成本。

市場環境

原材料價格。鉆井裝置建造需要鋼鐵，鋼鐵的價格隨市場變化而變化，進而影響裝置價格。并且，不同類型鉆井裝置的鋼鐵成本比例不同，比如自升式鉆井平臺的鋼鐵成本約占總成本的10%～20%，而浮式鉆井裝置的鋼鐵成本比例不大于10%。由于大多數鉆井裝置建于亞洲，因此亞洲的鋼鐵價格指數可以作為鉆井裝置價格變化的衡量指標之一，特別是鋼鐵價格指數變化可以解釋70%的自升式鉆井平臺平均價格變化，不過浮式鉆井裝置與鋼鐵價格指數之間不存在明顯的變化關系。

勞動力成本和勞動力效率。不同國家在這兩方面的條件不同，比如美國和韓國船廠的勞動力成本都較高，高于新加坡，而韓國船廠的生產率高于新加坡和美國船廠。以中國、新加坡和韓國為例，將建造成本進行優劣勢比較。

中國勞動成本較低，只占總成本約10%。韓國勞動力高于新加坡，而韓國船廠的生產率高于新加坡。過去十年，韓國和新加坡船廠的勞動力成本和生產率均出現了增加，一美元勞動力大約可以產生7～10美元的收入。總體來看，中國的勞動力成本具有極大的優勢，但是受生產率較低的影響而抵消。

設備價格。發動機、起重機、發電機、鉆井設備、動力定位系統等設備的成本是鉆井裝置成本的主要部分。鉆井設備包是最大的裝備支出，對于自升式平臺而言一般需耗費2000～7000萬美元，對于浮式鉆井裝置而言一般需耗費1～2億美元，約占總成本的20%～30%。如果再加上其他設備，則占總成本約30%～60%。鉆井設備及其他相關設備受鋼鐵價格、油氣需求、運輸成本和勞動力成本等影響。

油氣田機械設備指數和產成品指數可作為移動式鉆井裝置的鉆井設備成本的衡量指標。這兩種指數雖然都基于美國產品，但這些指數仍適用于作為全球海洋移動式鉆井裝置價格的衡量指標，這是因為大部分鉆井設備產自美國。2005年中期之后，油氣田機械指數快速增大，這意味著鉆井裝置成本的提高一部分源于鉆井設備成本的增加。

相比鋼鐵價格指數，設備指數能夠更準確衡量浮式鉆井裝置價格的變化，它可以解釋平臺成本變化的82%。

設計型式和鉆井裝置性能

對于新建自升式鉆井平臺而言，工作水深在70～150米，可變甲板載荷能力在3750～7000噸之間的鉆井平臺價格約為1.59～5.30億美元，采用同一級別設計的平臺價格一般相差不大。最常見的自升式鉆井平臺設計型式是KFELS B級、LeTourneau Super 116級 和Friede&Goldman JU-2000E級。LeTourneau Super116E級平臺的價格較低，主要因為它專門用于波斯灣市場，在這個水域工作水深能力并不是主要的要求。

對于新建半潛式鉆井平臺而言，工作水深在500～3048米之間，可變甲板載荷在5000～22000噸、作業排水量在42000～62000噸之間的平臺價格約為4.60～7.71億美元。采用同一級別設計的平臺價格相差較大，主要根據客戶的要求而定。大部分半潛式鉆井平臺的型式為第六代超深水鉆井平臺，不過GM4000型適用于中等水深的鉆井或超深水域的修井，而GVA 4000 NCS型則適用于中等水深的惡劣環境。

對于新建鉆井船而言，可變甲板載荷在15000～24000噸之間、排水量在45000～112000噸之間的鉆井船價格約為0.55～1.2億美元。最常見的設計型式為三星10000型和三星12000型、Gusto P1000型，在早期生產中石油儲存能力為14萬桶。而Gusto PRD 12000型和Huisman GT-10000型沒有儲油能力，主要是為了降低船舶尺寸、投資和營運成本。

鉆井平臺的設計隨鉆井能力、可變甲板載荷能力、最大工作水深、環境標準而變化。當鉆井平臺的技術性能提高時，成本也會增加。以下為一些關鍵因素的影響分析。

結構重量。重量與鉆井平臺的能力相關聯，越大的鉆井平臺，具備越大的可變載荷，能夠支持更大功率的鉆井設備，能夠在更惡劣的環境下作業。同時，在設計中，重量又與建造成本有關，重量大，需要采用更多的鋼材，則材料成本會增加。重量對于成本的影響很難定量計算。

工作水深。對于自升式鉆井平臺而言，工作水深是成本的主要決定因素。自升式鉆井平臺的樁腿由昂貴的高強度鋼組成，隨著工作水深能力和環境要求的增加，建造成本也將增加。由于風力和波浪載荷與樁腿長度成比例，則在一定程度情況下，鉆井平臺不可能通過延長樁腿而達到更深的水域，相反需要新的、更大的鉆井平臺。

對于鉆井船和半潛式鉆井平臺而言，其工作水深能力與成本的關聯度就不那么強，因為這些浮式平臺沒有太多的設備與水接觸，除隔水管和錨泊操作系統之外。隨著工作水深的增加，與之相關的隔水管、隔水管張緊器、泥漿泵、起錨絞車、鉆桿、泥漿儲存設施的成本會增加。

工作環境。能夠在惡劣環境中作業的鉆井裝置比在中等環境中作業的裝置更重和更昂貴。惡劣環境中的自升式鉆井平臺采用更長的樁腿以增加氣隙。隨著樁腿長度增加，樁腿之間的距離和平臺主體的尺寸也必須增加。同樣，工作在惡劣環境中的半潛式鉆井平臺的立柱比在中等環境中作業的平臺立柱更長且更厚，這都將增加成本。而鉆井船一般不用于惡劣環境作業，但隨著北極油氣開采的熱情增大，將會產生適合于惡劣環境的船舶設計。建造這樣的鉆井船需要耗資十億美元以上，比一般中等環境中等鉆井船成本增加幾億美元。

設備性能。隨著鉆井裝置的工作水深的增加，要求采用更加強有力的泵裝置和安全系統，以應對更高的壓力和溫度，這將增加成本。動力、儲存能力、可變甲板載荷能力決定了安裝在鉆井裝置上的最大鉆井設備。設備性能決定鉆井裝置成本，重要的設備性能包括鉤載、隔水管壓力、防噴器的額定壓力和直徑、脫機接鉆桿能力、儲存能力、泥漿泵數量和功率、泥艙容量、鉆井篩的數量和流速、除泥器、除砂器、固井裝置的工作壓力、防噴器操作系統能力。

從平臺設計型式來看，新加坡在自升式鉆井平臺的設計上已經具有自己獨立的品牌，其中吉寶船廠的KFELS B已建造了20座，KFELS Super A級建造了5座，勝科海事PPL船廠的Pacific 400級目前已建造過3座。KFELS B級和Pacific 400級這兩級平臺的工作水深相差不大，都不能在惡劣環境下作業，不過KFELS B級的可變載荷略高一點。而KFELS Super A級能夠在惡劣環境中作業，且可變甲板載荷遠高于KFELS B級和Pacific 400級，因此價格也高于后者10%～20%。新加坡在自升式鉆井平臺上的技術發展主要源于并購和技術引進，1971年吉寶船廠收購吉寶遠東Levingston造船公司（FELS）的前身——遠東造船有限公司（FESL）的40%股份，后者負責鉆井平臺的建造，當時擁有大量訂單。1974年，吉寶船廠再度收購FELS的51%股份。勝科海事的PPL船廠于1995年收購了美國自升式鉆井平臺設計公司Baker Marine。對于鉆井船，新加坡船廠目前尚未有自己獨立的設計型式。對于半潛式鉆井平臺，吉寶船廠和Marine Structure Consultants公司共同設計了3000米工作水深的DSS系列半潛式鉆井平臺。需要指出的是，吉寶船廠和PPL船廠還擁有其他自升式鉆井平臺型式，而且它們還建造采用其他公司設計型式的平臺。

圖1 吉寶船廠自主開發的自升式鉆井平臺設計型式——KFELS Super A級

圖2 PPL船廠自主開發的自升式鉆井平臺設計型式——Pacific Class 400

韓國船廠目前主要在鉆井船領域擁有自己獨立的設計型式，比如大宇造船公司的DSME10000型和DSME12000型設計，三星重工擁有Samsung10000型和Samsung12000型、Stena/Samsung型設計。DSME10000、DSME12000、Samsung1000、Samsung12000型主要根據設備配置的不同而有所變化，而Stena/Samsung型由于需要采用極地環境設計，結構和設備都需加強和優化，因此價格約為一般鉆井船的2倍左右。韓國船廠主要通過引進技術與合作，消化技術后再推出自己的設計型式，比如1998年三星船廠還采用MST III型和Conoco/R&B型設計建造鉆井船，而到2008年就采用Samsung 1000型設計為Stena Drilling公司建造鉆井船。

圖3 大宇造船自主開發的鉆井船設計型式——DSME 10000

圖4 三星重工自主開發的鉆井船設計型式——Samsung 10000

圖5 三星重工和Stena聯合開發的鉆井船“Stena drillmax ICE”號

目前中國在自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺和鉆井船方面均還沒有自己獨立的設計型式，基本采用其他公司的設計進行建造。

船廠特點

鉆井裝置的建造成本與船廠的建造經驗、勞動力成本、供應鏈管理、稅收結構、政府補貼、建造方法、聲譽和一體化程度有關。許多大型的鉆井裝置建造廠商擁有具有自主知識產權的平臺設計型式，比如Letourneau船廠擁有自主知識產權的自升式鉆井平臺設計，同時這些船廠還從事其他平臺設計，可以通過相關經驗的積累降低成本。同樣許多船廠與鉆井裝置運營商保持長期的協議關系，這樣運營商偏好某一特定的設計級別或企業，通過訂購相同的平臺型式或向相同的船廠訂購平臺，可以降低成本。

船廠建造平臺裝置方法的區別主要集中在自動化程度、子承包商和可利用生產線的程度。每個船廠的組裝方法是特定的，取決于可利用空間和設備。

韓國和新加坡由于較早進入了國際海洋工程建造市場，更善于維護與船東或運營商的關系，進而保持相互之間的長期合作。而中國在這方面相對而言會顯得稍缺乏相關經驗。

在平臺建造空間方面，中國海岸線較長，空間廣闊，可利用空間相對于新加坡和韓國具有優勢。新加坡船廠可利用空間極有限，韓國船廠的可利用空間也有限，常采用復雜的巨型分段建造法。它們相對于中國船廠而言，一方面受到空間制約，但是也常通過工藝創新而降低了空間需求。