海上平台也能“功成身退”

文章来源:中国海洋石油集团有限公司  发布时间:2018-05-04

4月20日,在中国海油所属海洋石油工程股份有限公司的施工场地,油田弃置工程部的员工正围着一个“庞然大物”紧张地进行调试。

这个“庞然大物”正是公司新引进的高压水研磨料切割设备,主要用于海上废弃平台拆除作业。设备调试完毕后,计划用于泰国湾、渤海等海域的导管架桩腿切割作业。“这个大家伙很先进,具有自动调节功能,工作压力相当于7个人的重量,能够一次切割10厘米厚的钢铁结构。”油田弃置工程部经理陶杰介绍道。

这家公司近七年投入精力发展海上平台拆除业务,是因为看中其可以从中国海走向海外。

为啥要弃置?

一般海上平台的设计寿命在20年左右,按照相关规定,若没有其他用途,作业寿命到期后必须进行废弃拆除。这对保障作业区域的海洋环境、通航和渔业生产等具有重要意义。

1989年,国际海事组织(IMO)发布《大陆架和专属经济区海上设施和结构物的拆除标准和准则》,规定凡1998年1月1日及其后置放于海床上的废弃或不再使用的设施或结构物,其水下深度不足100米的,除甲板和上层建筑以外,在空气中重量不足4000吨的,应全部拆除。

2002年,国家海洋局颁布了《海洋石油平台废弃管理暂行办法》(下称办法),根据规范要求,海上平台废弃处置可分为原地弃置、异地弃置和改作他用三类,废弃的平台妨碍海洋主导功能使用的必须全部拆除。办法规定,在领海以内海域进行全部拆除的平台,其残留海底的桩腿等应切割至海底表面4米以下。

海洋工程技术服务公司总经理袁汝华说:“一般海洋石油平台的设计寿命在20年左右。按照相关的国际条约和国内法律法规规定,海上平台作业寿命到期后,如果没有其他用途,必须进行废弃拆除。拆除废弃的海上平台对于保障作业区域的海洋环境、通航和渔业生产等具有重要意义。”

目前,我国拆除的平台处理方式为异地弃置,即在海上拆除完成后运输至陆地进行后续处理,将导管架部分或者全部弃置在原地作为人工岛礁。这种做法不仅降低了拆除费用,同时给当地的鱼类提供了人工暗礁,有利于当地海洋生态。由于会对通航造成影响,在中国渤海湾等浅水区这一做法并不适用,但该做法在美国、文莱、马来西亚等地已经有了先例。在美国,超过420座弃置平台已经作为永久岛礁存在于墨西哥湾,这一数量超过了总弃置平台数量的10%。

在美国等一些国家还采用过原地弃置和改作他用的方式处理海上平台。比如,在较深的海域,导管架可进行部分拆除,剩余部分可原地弃置或运输至其他海域作为渔礁。还有些公司经过相关部门批准后,把弃置的海上采油平台改造为旅游观光景点。

海上平台弃置市场有多大?

近60年来,全球共建设了7270多座海洋石油生产设施。从1973年墨西哥湾外大陆架第一座废弃平台拆除开始,到1999年全球外大陆架有记录的平台拆除已有1800多次。

自1960年开始至今,全球共建设了7270多座海洋石油生产设施,分布在53个国家和地区。从1973年墨西哥湾外大陆架第一座废弃平台拆除开始,到1999年全世界外大陆架有记录的平台拆除已有1800多次。根据相关资料,在进行石油开发的海域中,墨西哥湾的海上平台拆除数量最多。在中国,2018年至2021年到期要拆除的平台就有26座。

国外废弃海上平台的拆除工作已有30多年历史,积累了比较丰富的施工和现场经验。10年前,海上油田弃置业务几乎被国际先进的海上油田设施弃置公司垄断。

面对这么大的市场,海洋工程技术服务公司2011年积极涉足海上油田弃置业务。然而海上平台的拆除不比建造容易,不但要考虑到安全风险,更要考虑海域的环保,同时设备和技术必须过硬。

“拆除的平台往往是运行多年后退役的老旧平台,设施结构安全性低,结构腐蚀严重部分存在很大的吊装风险。井口平台管线密布,必须要确保在拆除前将管线中的残留油气清洗彻底。另外,导管架的水下排泥切割也是拆除作业的大难题。”回忆起拆除国内首例导管架曹妃甸1-6油田设施和整装平台锦州21-1WHPA的场景,陶杰感慨良多。

陶杰说:“近年来,公司加大技术研发、设备设施购置和人才培养的力度。目前公司购置了排泥、切割等近80台(套)设备,完成9个项目的单点、平台、导管架的拆除,总重量超过了一万吨。”

通过这些项目的历练,海洋工程技术服务公司的平台弃置能力也日趋成熟,已具备浅水桩基式平台的拆除能力。在卸船上岸技术方面,公司对大型结构物卸船进行初步分解,采用小型浮吊的吊装方式,提高卸船安全性,避免船舶费用过高。此外,研究采用的滚装卸船方式减少了浮吊资源的投入,成本大幅度下降。

针对排泥难题,公司自行研制出了水泥清理装置,有效解决了桩内存在水泥情况下的清除难问题。与国内厂家联合,公司成功实现高压水研磨料切割设备的国产化,作业水深可达320米,在打破国外公司对设备垄断的同时,设备的性能参数进一步优化,内切割最大切割直径由1500毫米增加至2000毫米。

凭借过硬的装备实力、技术能力及项目管理能力,公司不但在国内站稳了脚跟,而且去年还首次走出国门,仅用了12天时间就完成了泰国湾4座平台的拆除,并以完美表现获得了雪佛龙公司最高级别的安全奖,实现了该领域海外市场的重要突破,还有望再获业务。

如何实现平台高标准弃置?

根据规范要求,在平台周边500米范围内的杂物均要清除,并且对海底地貌进行恢复,包括对裸露出海床面的海管进行挖沟处理,将其弃置于海床以下。

海上平台弃置可不像拆房子那样简单,直接把平台拆走就完成了,前后有大量的工作要做。

首先,作业者应当根据国家海洋主管部门批准文件的要求编制设施废弃处置实施方案,进行环境影响评价、通航评估等,并报国家能源主管部门备案,批准后方能进行下步的平台弃置作业。接下来是弃井、清洗。弃井目的是封隔住已经钻开的油、气、水层,防止发生油气泄漏等危害。清洗是清除平台生产系统及海底管线内残存的油气及其他有害物质,防止在拆除作业中发生油气或有害物质泄漏,污染环境或引发其他灾害。然后是设施拆除。拆除通常按逆向安装过程进行,也就是说当时按什么顺序安装,现在就按其倒序进行拆除。

当然,在拆除过程中对于污染物的排放有严格的要求。比如,在管线清洗方面,按照我国相关规定要求,排海污染物浓度不得高于20ppm(百万分率)。如果设施运输至陆地进行处理,则还要满足《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》等相关法律法规的要求。平台拆除后还要对施工区域进行清理调查,打捞海底遗漏的垃圾,减少对海洋环境的影响。根据规范要求,在平台周边500米范围内的杂物均要清除,并且对海底地貌进行恢复,包括对裸露出海床面的海管进行挖沟处理,将其弃置于海床以下。

如何更加高效地进行平台弃置作业,也是各海洋工程公司考虑的重点方向。其中提升船舶的作业能力无疑是一个重要砝码。对于拆除墨西哥湾和北海这些深水区里万吨级以上平台,大型船舶资源必不可少,而拥有了超大型船舶资源无疑在平台拆除市场上拥有更强劲的竞争力。瑞典船东Allseas拥有目前世界上最大的平台拆除船舶“PioneeringSpirit”号。与此同时,井口结构及平台桩腿的切割作业也是决定项目成功与否的关键。目前世界上绝大多数公司采用的是高压水研磨料切割技术,经过几十年不断发展,该技术的适用范围也由单层管发展到多层套管,切割效率不断提高。

与油田开发不同,平台弃置本身并不会给平台所有者带来直接效益,这就要求不断降低其支出成本。再加上平台弃置受工程量大、运用设备船只多、技术难度高等因素影响,导致拆除工程费用高。

各大石油公司采取最直接有效的方法就是对海上平台进行批量拆除,即一次拆除同区域内多个平台。此举降低了船舶资源的动复员费用,优化资源分配,大幅降低拆除总体成本。2014年康菲石油公司在北海南部的弃井项目,采用多个平台一起弃井的方式,使得单个平台工期缩短100余天。

“专业设备数量较少,弃置业务链不够全面,深水水下设施弃置能力欠缺……”今年以来,海洋工程技术服务公司已进行了两次自检。接下来,公司将加强与国际知名海洋工程公司对标,在专业化、产业化上下功夫,持续提升管理、技术、装备能力,把海上油田弃置业务做强做优做大,助力国家高质量绿色发展。