油船改造與新建FPSO差異性分析

(中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司，天津 300452)

目前，南美、北海、西非及東南亞等海域有大量已探明的深海油氣田，這些探明的石油和天然氣資源為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置(FPSO)提供了良好的發(fā)展空間[1-2]。根據(jù)Offshore Magazine統(tǒng)計(jì)，全球舊油船改造FPSO占比約70%[3-4]。在國際低油價(jià)環(huán)境下，考慮到時(shí)間和成本問題，舊油船改造FPSO的市場空間很大[5]。中海油曾有6例舊油船改造FPSO先例[6]，但這些改造FPSO都是由國外作業(yè)者主導(dǎo)設(shè)計(jì)建造，我國卻沒有相應(yīng)的改造設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。目前，已有的研究[7-9]很少涉及改造與新建FPSO差異性分析研究。為了掌握油船改造FPSO關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)我國石油公司開拓FPSO海外市場，有必要分析研究舊油船改造FPSO與新建FPSO的差異，為我國石油公司選擇FPSO設(shè)計(jì)方案提供技術(shù)參考。

1 規(guī)范差異

1.1 船體結(jié)構(gòu)評(píng)估豁免權(quán)分析

對(duì)于舊油船改造FPSO項(xiàng)目，由于改造后的FPSO船體要滿足新的作業(yè)場的要求，故最主要的問題是根據(jù)新的載荷及裝載條件進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估。

基于法國必維船級(jí)社NI 593-2012規(guī)范，若要免除船體結(jié)構(gòu)的屈服及屈曲再評(píng)估，需同時(shí)滿足以下條件：新的結(jié)構(gòu)吃水≤初始吃水，新的最大貨物密度≤初始貨物密度，新的靜水船體梁載荷<初始許用極限，新的波浪載荷<無限航區(qū)值或低于初始現(xiàn)場條件值，船體結(jié)構(gòu)的腐蝕<許用損耗。

免除船體結(jié)構(gòu)疲勞分析的條件：浮體新的設(shè)計(jì)壽命+已使用年限≤初始設(shè)計(jì)壽命，且滿足結(jié)構(gòu)評(píng)估免除條件。

1.2 改造與新建FPSO船體厚度分析

在船體改造再利用項(xiàng)目開展之初，NI 593-2012規(guī)范推薦作法：先通過迭代計(jì)算獲得再評(píng)估最小厚度，也稱為更新厚度Trenew；再進(jìn)行實(shí)船測厚檢驗(yàn)，以確定板的測量厚度Tm；最后對(duì)比計(jì)算的更新厚度Trenew和測量厚度Tm，若Tm≥Trenew，則現(xiàn)有結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求，不需要更新鋼板；若Tm

圖1 更新厚度的計(jì)算方法流程

(1)

(2)

Trenew=Tsub+Tc+Ti

(3)

Tnew=Treass+Tc+Ti

(4)

式中：TG為鋼板毛厚度，mm；Treass為鋼板再評(píng)估凈厚度，mm；Tc為腐蝕余量，mm，艙室腐蝕余量，見表1；Ti為鋼板附加厚度，mm；Tsub為實(shí)際腐蝕后鋼板厚度，mm；Tmin為FPSO常規(guī)服役周期的最小可接受鋼板厚度，mm；W為根據(jù)NI 593規(guī)范確定的FPSO可接受損耗的最大百分比，%；Trenew為改造FPSO鋼板更新厚度，mm；Tm為測量鋼板厚度，mm；Tnew為新船建造鋼板厚度，mm；

表1 艙室腐蝕余量

2 工期對(duì)比

在作業(yè)海域環(huán)境條件相對(duì)溫和的地區(qū)，如西非、東南亞和巴西等，這些地區(qū)的開發(fā)項(xiàng)目主要選擇舊油船改造FPSO。對(duì)于同時(shí)經(jīng)營油船和FPSO的公司而言，由于FPSO相比油船產(chǎn)生的價(jià)值高十倍，故將油船轉(zhuǎn)換為FPSO是優(yōu)化資產(chǎn)管理的一種有效方式，也是給舊油船最好的延長服役期限的方式。許多造船廠具有改裝FPSO的能力，而只有少數(shù)船廠具有新建FPSO的生產(chǎn)能力，造船廠的可選性不但對(duì)成本有影響，而且影響到交付時(shí)間。FPSO建造工期的長短也是采用舊油船改造FPSO還是新建FPSO的重要影響因素。新建FPSO工期見圖2，油船改造FPSO工期見圖3。

改裝FPSO的船廠改造施工期限一般為8～15個(gè)月，新造FPSO為15～20個(gè)月。由圖2和圖3可知，采用改造FPSO項(xiàng)目周期明顯少于采用新建FPSO的周期，平均縮短交付周期為25.8個(gè)月，因而改造相比新建FPSO更快產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益，有利于業(yè)主減少投資回收期，增大經(jīng)濟(jì)收入。

圖2 新建FPSO工期

圖3 油船改造FPSO工期

對(duì)于開采壽命較長的油田，新建FPSO工期也滿足工程要求，新建FPSO具有較長的使用期限，尤其當(dāng)油船的結(jié)構(gòu)改建費(fèi)和維修費(fèi)超過了新建船體的費(fèi)用時(shí)，新建優(yōu)于舊油船改造。

3 工程造價(jià)差異

3.1 新建FPSO造價(jià)影響因素

新建FPSO造價(jià)的影響因素包括設(shè)計(jì)費(fèi)、建造費(fèi)、鋼材費(fèi)、安裝費(fèi)、項(xiàng)目管理費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)和入級(jí)費(fèi)等。其中，影響設(shè)計(jì)費(fèi)和建造費(fèi)的因素主要是船體選型，如果選用常規(guī)船型，甚至有母型船，則可大大降低設(shè)計(jì)費(fèi)用；若選用特殊船型，比如復(fù)雜型線的船體或者特殊船體，也會(huì)顯著增加船體設(shè)計(jì)費(fèi)和建造費(fèi)。鋼材費(fèi)為建造船體主要費(fèi)用，影響鋼材量的因素分別是船體的主尺度和所服役海域的環(huán)境條件。

3.2 油船改造FPSO造價(jià)影響因素

油船改造FPSO的工程特點(diǎn)是改造工程復(fù)雜、邊設(shè)計(jì)邊施工，所以改造成本費(fèi)用控制顯得非常重要。油船改造FPSO費(fèi)用主要包括：系泊系統(tǒng)費(fèi)用、油船購買費(fèi)和船體改造費(fèi)、上部模塊建造費(fèi)。改造與新建FPSO費(fèi)用主要差異為舊油船購買費(fèi)和船體改造費(fèi)，不同船齡的油船價(jià)格見表2[10]，油船購買費(fèi)可根據(jù)舊油船的船齡與原船價(jià)關(guān)系粗略估算其基本價(jià)，再參考同一時(shí)期國際船舶交易市場的舊油船成交價(jià)，修正該估算價(jià)格后，得到符合市場行情的參考船價(jià)，Vessels Value于2018年統(tǒng)計(jì)世界不同船齡油船的交易價(jià)格見表3。根據(jù)表4中船體改造費(fèi)構(gòu)成要素進(jìn)行船體改造估價(jià)。

表2 不同船齡的油船價(jià)格

注：以新船價(jià)格是100%為計(jì)算基礎(chǔ)。

表3 世界二手油船交易價(jià)格 萬美元

注：新船和舊油船交易價(jià)為2018年均價(jià)。

表4 油船船體改造FPSO費(fèi)用構(gòu)成

3.3 改造與新建FPSO總費(fèi)用對(duì)比

統(tǒng)計(jì)2010年至2017年期間的巴西、西非和東南亞等地區(qū)的FPSO工程投資案例，其中舊油船改造FPSO時(shí)的船齡為10～16年，可得5萬t、10萬t、15萬t、30萬t等4個(gè)載重噸級(jí)別的FPSO投資估算，見表5。

表5 改造與新建FPSO投資估算 萬美元

由表5可知，載重噸越大，改造和新建FPSO投資越大。對(duì)于相同載重噸級(jí)FPSO，油船改造FPSO比新建FPSO具有一定的成本優(yōu)勢。

4 結(jié)論

1)在船級(jí)社規(guī)范方面，改造FPSO需進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)評(píng)估的豁免權(quán)分析，改造比新建FPSO的船體厚度要求標(biāo)準(zhǔn)較低。

2)在項(xiàng)目工期方面，改造比新建FPSO可大大縮短交付周期，能早產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益，有利于業(yè)主減少投資回收期。

3)在工程造價(jià)方面，相同載重噸級(jí)FPSO，改造比新建FPSO具有一定的成本優(yōu)勢；不同載重噸級(jí)FPSO，F(xiàn)PSO噸位越大，改造比新建FPSO的成本優(yōu)勢會(huì)越大。