王潔 劉冰

中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司

難動(dòng)用儲(chǔ)量是一個(gè)相對(duì)概念，指在目前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下開發(fā)成本高，經(jīng)濟(jì)效益差以及產(chǎn)能規(guī)模與儲(chǔ)量規(guī)模不匹配以至于難以開采或不具有工業(yè)開采價(jià)值的可探明儲(chǔ)量［1］。我國油氣資源中難動(dòng)用儲(chǔ)量比例較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)“邊小低”、復(fù)雜斷塊油氣田、含油氣構(gòu)造共有難動(dòng)用三級(jí)儲(chǔ)量25×108m3，其中氣量占國內(nèi)天然氣三級(jí)儲(chǔ)量的30%～40%。若難動(dòng)用儲(chǔ)量長時(shí)間擱置，隨著工程造價(jià)水平的上漲，原本通過其他手段可以增加動(dòng)用率的儲(chǔ)量將徹底不具有開采價(jià)值，因此應(yīng)加大對(duì)難動(dòng)用儲(chǔ)量的開發(fā)利用機(jī)會(huì)。而先進(jìn)的開采技術(shù)無疑是提高單井儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益的必然選擇，但開發(fā)模式、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方式、管理模式和稅費(fèi)政策也是制約難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)的主要因素，因此本文將從這些方面尋找突破。

FLNG的生產(chǎn)流程如圖1所示。

近年來，集海上天然氣液化、儲(chǔ)存和裝卸為一體的新型浮式生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸裝置（FLNG）技術(shù)已為多個(gè)難動(dòng)用儲(chǔ)量氣田的開發(fā)帶來希望。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上難動(dòng)用儲(chǔ)量氣藏約有2 500個(gè)，儲(chǔ)量規(guī)模在0.1～5TCF（萬億立方英尺，Trillion Cubic Feet，1TCF＝2.83×1010m3，下同），這些氣田都可通過FLNG開發(fā)模式獲得收益。而且可采用如下手段進(jìn)一步降低對(duì)油氣藏經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)量的要求：①通過設(shè)備國產(chǎn)化降低FLNG開發(fā)成本；②在整體開發(fā)方案未確定或天然氣生產(chǎn)設(shè)施未建成之前，小型FLNG可作為先導(dǎo)式開發(fā)方案對(duì)氣田進(jìn)行早期開發(fā)，之后再滾動(dòng)帶動(dòng)一片氣田儲(chǔ)量的開發(fā)；③由于FLNG裝置的目標(biāo)市場(chǎng)選擇靈活，中國海油在廣東省可以承受的LNG到岸價(jià)已經(jīng)超過政府對(duì)管道氣的指導(dǎo)價(jià)格，因此，目標(biāo)市場(chǎng)可定位于工業(yè)用戶、汽車加注等高端消費(fèi)群體；④配合管理模式、政策及稅費(fèi)扶持等手段，在企業(yè)內(nèi)建立上下游一體化公司，上游上市公司可以將難動(dòng)用儲(chǔ)量以出售、租賃或入股的方式轉(zhuǎn)交給下游公司，避免因追求各自利益最大化而無法獲得最低開發(fā)成本，進(jìn)而導(dǎo)致下游風(fēng)險(xiǎn)堆積的現(xiàn)象，提高下游公司開發(fā)難動(dòng)用儲(chǔ)量的積極性［1－2］。本文將綜合上述方法，重點(diǎn)分析小型FLNG開發(fā)方案的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性。通過具體案例說明小型FLNG方案的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)性，以及在促使上、下游一體化開發(fā)、有效盤活一批難動(dòng)用儲(chǔ)量中的應(yīng)用前景。

圖1 FLNG技術(shù)方案流程圖

1 小型FLNG技術(shù)可行性分析

1.1 小型FLNG技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國際上針對(duì)建成世界第一座FLNG裝置的激烈競(jìng)爭已經(jīng)展開，超過15個(gè)項(xiàng)目已進(jìn)入商業(yè)開發(fā)階段。國際上主流設(shè)計(jì)規(guī)模集中于1～2MTPA（Million Tons Per Annum，即106t／a，下同）的中型設(shè)計(jì)，適合1～2TCF規(guī)模的氣田開發(fā)。其中Shell項(xiàng)目屬于大型FLNG，設(shè)計(jì)規(guī)模為3.5MTPA，適合3～4TCF的大型油氣田，目前已到EPC階段，設(shè)計(jì)、建造及安裝合同由Technip公司和三星重工聯(lián)手取得。

從理論上講，氣田規(guī)模越大，F(xiàn)LNG經(jīng)濟(jì)性越好，但面臨技術(shù)難度及不確定性風(fēng)險(xiǎn)也更大。因此很多公司開發(fā)了1MTPA以下規(guī)模的小型FLNG方案。Harmworthy的設(shè)計(jì)規(guī)模為0.5～1MTPA，所采用工藝和相關(guān)設(shè)備已在陸上和類似海上航運(yùn)中獲得驗(yàn)證。Teekay公司也開發(fā)了類似規(guī)模的小型FLNG，正處于概念設(shè)計(jì)階段。TGE公司設(shè)計(jì)規(guī)模為0.5MTPA，F(xiàn)PSO（Floating Production Storage and Offloading）采用C型艙設(shè)計(jì)，極大降低投資成本。中國在小型FLNG技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速，中國惠生海洋工程有限公司已獲得EPCIC總承包合同，為比利時(shí)Exmar集團(tuán)提供浮式LNG液化再氣化存儲(chǔ)裝置（FLRSU）從設(shè)計(jì)、采購、建造到安裝和調(diào)試的一站式服務(wù)。此浮式裝置液化能力為0.5MTPA，計(jì)劃于2014年第四季度開始商業(yè)運(yùn)營。此類小型FLNG方案將瞄準(zhǔn)0.5TCF規(guī)模以下難動(dòng)用儲(chǔ)量，憑借技術(shù)難度低、投資成本小、建造周期短等優(yōu)勢(shì)，將在小型油氣藏中迅速推廣［3］。

1.2 小型FLNG關(guān)鍵技術(shù)

國際上FLNG技術(shù)發(fā)展已基本成熟，部分工藝和關(guān)鍵設(shè)備也已獲得類似海上工程應(yīng)用驗(yàn)證，影響FLNG方案可行性的關(guān)鍵點(diǎn)也已明確，主要集中在FPSO設(shè)計(jì)、系泊系統(tǒng)、工藝適用性、LNG卸料系統(tǒng)等核心領(lǐng)域。本文針對(duì)某海外區(qū)塊A設(shè)計(jì)了0.5MTPA以下規(guī)模的小型FLNG方案，具體設(shè)計(jì)規(guī)模如表1所示，同時(shí)介紹了方案特點(diǎn)，并結(jié)合相關(guān)技術(shù)的海上類似應(yīng)用案例分析了小型FLNG方案的技術(shù)可行性［3－5］。

表1 小型FLNG方案生產(chǎn)規(guī)模表

1.2.1 FPSO設(shè)計(jì)

小型FLNG裝置的FPSO選用具有C型獨(dú)立液艙的船體設(shè)計(jì)，不僅突破大中型FLNG裝置船體造價(jià)高的限制，而且可以國產(chǎn)化，極大地降低投資成本。C型獨(dú)立液艙是最常用的貨物圍護(hù)系統(tǒng)，液艙通常為球形或筒型壓力容器。液艙內(nèi)儲(chǔ)罐帶壓儲(chǔ)存，晃蕩效應(yīng)可以忽略、無裝載液位限制，不需要設(shè)置次屏壁，安全性高，減小了對(duì)海上LNG儲(chǔ)存的負(fù)面影響。而且C型獨(dú)立艙技術(shù)成熟，已在中國制造的多艘LPG運(yùn)輸船上獲得應(yīng)用。中國已經(jīng)可以自主建造4×104m3及其以下規(guī)模的小型LNG運(yùn)輸船，由上海船舶研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、江南造船集團(tuán)建造的國內(nèi)首艘中小型LNG運(yùn)輸船建成后也將是世界上艙體最大的C型LNG運(yùn)輸船。小型FLNG裝置的FPSO設(shè)計(jì)可完全參照LNG運(yùn)輸船設(shè)計(jì)，因此國內(nèi)完成4×104m3小型FPSO的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營具有可行性，通過國產(chǎn)化手段還可降低項(xiàng)目總投資，同時(shí)縮短建造周期。

1.2.2 上部工藝模塊技術(shù)方案

FLNG上部工藝模塊主要由天然氣進(jìn)氣模塊、天然氣預(yù)處理模塊、天然氣分餾模塊、天然氣液化模塊、BOG處理模塊、產(chǎn)品儲(chǔ)存和卸料系統(tǒng)、公共工程模塊、火炬和壓力釋放系統(tǒng)等組成。針對(duì)海上作業(yè)的特殊環(huán)境條件，工藝方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮了海上適用性、復(fù)雜程度、緊湊性、能耗、可靠性及安全性等關(guān)鍵因素，參考國外FLNG工藝流程的推薦方案，初步確定工藝方案如表2所示。其中，天然氣的液化工藝直接影響整個(gè)裝置運(yùn)行的合理性和適用性，液化設(shè)備投資占FLNG上部模塊總投資的30%左右。目前，世界上1～2MTPA規(guī)模的FLNG以氮膨脹工藝為主，氮膨脹工藝技術(shù)成熟，工藝結(jié)構(gòu)簡單，海上適應(yīng)性強(qiáng)，冷劑種類少，安全性高，唯一不足是在能耗上高于混合制冷劑工藝。但針對(duì)0.5MTPA及其以下規(guī)模的小型液化裝置，功耗影響較弱。因此氮膨脹制冷工藝是首選。此外，在裝置模塊的布置方面，應(yīng)考慮安全、環(huán)保和人員健康等要求，同時(shí)綜合考慮工藝流程設(shè)計(jì)的合理性和操作維修的方便性，所有模塊設(shè)計(jì)應(yīng)易于建造［6－7］。

表2 上部工藝模塊技術(shù)方案表

1.2.3 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)

單點(diǎn)系泊系統(tǒng)可采用潛式內(nèi)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)（STL）。目前已安裝的潛式內(nèi)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)水深范圍在80～350m之間，適用范圍廣。單點(diǎn)系泊系統(tǒng)技術(shù)成熟，初期投資少，操作成本低，可適用于惡劣環(huán)境，在5～6m浪高的海況條件下仍能保持連接。潛式內(nèi)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)目前已經(jīng)應(yīng)用于美國3個(gè)海上LNG項(xiàng)目，在中國南海FPSO上也有很多應(yīng)用案例，安全性高，在過去10年里使用記錄良好。初步判斷國內(nèi)難動(dòng)用儲(chǔ)量氣田水深，海況（風(fēng)、浪、流）條件完全適合潛式內(nèi)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)的應(yīng)用。若實(shí)際海況條件惡劣，在船體設(shè)計(jì)時(shí)可實(shí)施內(nèi)轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)系泊能力強(qiáng)化方案來增強(qiáng)船體的穩(wěn)定性，使裝置在惡劣海況條件下仍能正常工作。

1.2.4 LNG卸料系統(tǒng)

FLNG的裝卸技術(shù)是FLNG核心技術(shù)中的難點(diǎn)。在開放海域中（特別是環(huán)境條件比較惡劣的海域），由于晃蕩所導(dǎo)致的FLNG船體與運(yùn)輸船之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)比常規(guī)岸基裝置復(fù)雜得多，兩船之間卸料設(shè)備的連接、緊急脫離、包絡(luò)范圍計(jì)算等問題比陸上裝卸要困難。目前已有工程應(yīng)用的卸料方式有旁靠剛性臂卸料系統(tǒng)和旁靠低溫軟管卸料系統(tǒng)。世界上多數(shù)FLNG項(xiàng)目，如Shell（設(shè)計(jì)、采購、建設(shè)）、Hoegh LNG（完成FEED前端工程設(shè)計(jì)），F(xiàn)LNG的卸料系統(tǒng)全部選擇旁靠剛性臂。旁靠剛性臂卸料系統(tǒng)技術(shù)成熟，性能可靠，至今已有300多套用于實(shí)際工程（包括陸上和海上），絕大多數(shù)已建海上接收終端都選擇剛性卸料臂。如在迪拜LNG接收終端，剛性卸料臂安裝在FSRU上，從LNG運(yùn)輸船向FSRU上卸料。

低溫軟管卸料系統(tǒng)雖然具有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償能力，但對(duì)低溫軟管的材料性能要求較高。截至2012年底，世界上第一個(gè)也是唯一一個(gè)采用旁靠低溫軟管卸料的項(xiàng)目中卸船操作的驗(yàn)證次數(shù)為330次，且應(yīng)用終端所在地海況條件良好。小型FLNG選擇卸料系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮到卸料系統(tǒng)作為FLNG方案的薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)做具體分析和慎重的決策。因此，需根據(jù)具體項(xiàng)目的環(huán)境條件，全面分析風(fēng)、浪、流等海況條件對(duì)LNG運(yùn)輸船旁靠、卸料臂連接及解脫的影響。若海況條件惡劣，在操作上需選擇合適的靠泊和卸料時(shí)段，由此可能會(huì)影響FLNG的運(yùn)營時(shí)間及LNG運(yùn)輸船的調(diào)配［8］。盡管串靠卸料方式更適合風(fēng)大惡劣的海況條件，但是串靠卸料方式與低溫軟管卸料技術(shù)目前仍處于研發(fā)和中試階段，需進(jìn)一步關(guān)注技術(shù)發(fā)展情況以增強(qiáng)FLNG裝置卸料方案的備選性。

2 小型FLNG開發(fā)模式的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)——以某海外氣田A區(qū)塊為例

某海外A區(qū)塊單個(gè)構(gòu)造規(guī)模小，儲(chǔ)量品質(zhì)差，而且該區(qū)域天然氣售價(jià)較低（折合1.5～1.8元／m3）。A區(qū)塊曾嘗試單獨(dú)開發(fā)、依托周邊區(qū)塊開發(fā)等多種開發(fā)模式，但經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)效果遠(yuǎn)低于10%的內(nèi)部收益率水平，而且經(jīng)過多年開發(fā)已暴露出穩(wěn)產(chǎn)困難和難動(dòng)用儲(chǔ)量不能有效接替等突出難題，若無解決方案，中方將被迫退出該區(qū)塊，同時(shí)也將面臨巨大的經(jīng)濟(jì)損失。該區(qū)塊的配產(chǎn)情況如圖2所示。

圖2 A區(qū)塊最大動(dòng)用儲(chǔ)量配產(chǎn)圖

2.1 小型FLNG裝置成本投資

小型FLNG裝置的工程投資主要包括固定資本和運(yùn)營成本投資［9］。固定資本主要包括上部工藝模塊、FPSO、系泊系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)等。由于本方案是首次實(shí)施，因此投資估算時(shí)應(yīng)留有較大余量。運(yùn)營成本主要包括上部裝置操作運(yùn)營費(fèi)用及FPSO的操作運(yùn)營費(fèi)用等［10］。

2.2 小型FLNG與海上傳統(tǒng)開發(fā)模式的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)對(duì)比

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型中計(jì)算了3種開發(fā)模式：①水下井口＋綜合處理平臺(tái)＋水下管道＋陸上終端；②水下井口＋綜合處理平臺(tái)＋租用其他公司管道；③水下井口＋FLNG裝置。在模式③中，由于FLNG的成本回收期設(shè)計(jì)為25年，對(duì)于此類0.5TCF及其以下規(guī)模氣田，在A區(qū)塊生產(chǎn)8年后需尋找其他類似規(guī)模氣田接替生產(chǎn)17年，若接替氣田儲(chǔ)量更加優(yōu)質(zhì)，將縮短接替年限或獲得更高的收益。在A區(qū)塊的8年經(jīng)濟(jì)年限中，若實(shí)現(xiàn)10%的內(nèi)部收益，采用不同開發(fā)模式所獲得的上游售氣價(jià)格見表3。

表3 A區(qū)塊在不同開發(fā)模式下的售氣價(jià)格表

可見常規(guī)開發(fā)模式所帶來的高氣價(jià)使A區(qū)塊長期陷入難動(dòng)用困境已成必然，而小型FLNG開發(fā)模式可盤活此類困境氣田，使上、下游同時(shí)滿足收益要求成為可能。盡管目前1.4元／m3的井口濕氣價(jià)格導(dǎo)致LNG的到岸價(jià)格較高（LNG到岸價(jià)＝井口濕氣價(jià)格＋FLNG液化成本＋LNG運(yùn)輸費(fèi)用），但目前國內(nèi)對(duì)非民用天然氣價(jià)已有上漲調(diào)整，廣東省某些天然氣工業(yè)用戶、汽車加注等高端用戶所能承受的氣態(tài)天然氣消費(fèi)水平都較高，若由小型FLNG裝置加工得到的LNG銷售給此部分下游用戶，可緩解較高井口濕氣價(jià)格給下游帶來的壓力。而且，此評(píng)價(jià)方式中仍存在經(jīng)濟(jì)效益提升的空間，可有效緩解LNG到岸價(jià)壓力［11－12］。

1）運(yùn)輸成本的降低：國內(nèi)氣田到LNG接收終端運(yùn)距較小，若接替氣源選擇國內(nèi)資源，則LNG到岸價(jià)格將有所降低。

2）上游開發(fā)成本的降低：若上游井口開發(fā)方案采用新型技術(shù)或跟其他相關(guān)項(xiàng)目共用施工資源，將獲得更低的投資，進(jìn)而降低井口濕氣售價(jià)，減小對(duì)LNG到岸價(jià)格的壓力。

3）上游開發(fā)合同的變化：對(duì)于國外區(qū)塊，外方的分成合同較為苛刻，若開發(fā)國內(nèi)氣田，上游開發(fā)費(fèi)用會(huì)降低。

4）其他成本的降低：若開發(fā)國內(nèi)難動(dòng)用儲(chǔ)量，人力成本、FPSO的動(dòng)復(fù)員費(fèi)用等運(yùn)營成本將減小。

5）申請(qǐng)優(yōu)惠政策：若能申請(qǐng)到國家強(qiáng)有力的政策允許降低項(xiàng)目的內(nèi)部收益水平，LNG到岸價(jià)和液化成本將有所降低。

通過經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)對(duì)比分析，若采用小型FLNG裝置滾動(dòng)開發(fā)國內(nèi)0.5TCF及以下規(guī)模的難動(dòng)用儲(chǔ)量氣田，將極大程度地降低油氣藏的經(jīng)濟(jì)界限要求，提升國內(nèi)難動(dòng)用儲(chǔ)量的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

在目前高油價(jià)形勢(shì)下，將難動(dòng)用儲(chǔ)量變?yōu)榻?jīng)濟(jì)可動(dòng)用儲(chǔ)量，對(duì)確保油氣產(chǎn)量的穩(wěn)定和增長，緩解國內(nèi)油氣資源的供需矛盾具有重要意義。本文通過闡述小型FLNG方案在難動(dòng)用儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)性提升方面的優(yōu)勢(shì)性，并配合實(shí)際案例得出如下主要結(jié)論。

1）FLNG開發(fā)方案憑借投資成本低、重復(fù)利用率高、目標(biāo)市場(chǎng)選擇靈活等優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前海上難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)的熱點(diǎn)方式。

2）針對(duì)國內(nèi)外眾多處于擱置狀態(tài)的難動(dòng)用儲(chǔ)量，A區(qū)塊經(jīng)濟(jì)性估算對(duì)比說明小型FLNG方案可極大程度地提升油氣藏經(jīng)濟(jì)效益，而且有可能成為現(xiàn)階段難動(dòng)用儲(chǔ)量的唯一解決方案。若配合上、下游一體化管理模式的創(chuàng)新，尋求國家政策稅費(fèi)扶持，小型FLNG方案將使一系列邊際零散氣田的開發(fā)成為可能，一定程度上緩解中國能源供給緊張的局面。

3）FLNG關(guān)鍵核心技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，與大型FLNG相比，小型FLNG方案實(shí)施難度低，大部分的上部工藝設(shè)備可國產(chǎn)化。4×104m3小型FPSO采用獨(dú)立C型艙結(jié)構(gòu)，技術(shù)難度相對(duì)較小，可國內(nèi)生產(chǎn)，從而有利于降低項(xiàng)目投資。

4）面對(duì)海上LNG資源爭奪激烈的現(xiàn)實(shí)局面，中國企業(yè)在開發(fā)小型FLNG方案時(shí)，應(yīng)充分考慮首座LNG浮式生產(chǎn)裝置可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，重點(diǎn)關(guān)注FPSO創(chuàng)新性應(yīng)用及LNG卸料系統(tǒng)的適應(yīng)性等問題，保障FLNG方案的順利實(shí)施。

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