钻井装置的成本因素

秦 琦

近10年来，包括新加坡、韩国、中国和阿联酋等国家在内的亚洲主要海洋工程建造国接获和建造了大量钻井装置。比如2000～2012年间，韩国船厂建造了世界90.2%的钻井船、20.9%的半潜式钻井平台和1.4%的自升式钻井平台；新加坡建造了世界40.3%的半潜式钻井平台和61.8%的自升式钻井平台；中国建造了世界3.9%的钻井船、14.9%的半潜式钻井平台和15.3%的自升式钻井平台。由此可见，新加坡、韩国和中国基本上占据了世界三大主力钻井装置的建造市场，其中韩国基本垄断了钻井船建造市场，新加坡在自升式和半潜式钻井平台均具备绝对的市场实力，中国则在半潜式和自升式钻井平台建造市场稍占有一席之地。

日前，路易斯安那州立大学能源研究中心的Mark J.Kaiser和Brian F.Snyder对三大主力钻井装置的成本因素进行了分析，其中市场环境、设计型式和钻井技术规格、船厂特点等是主要影响因素，而合同型式、规模经济性、汇率等也会影响建造成本。

市场环境

原材料价格。钻井装置建造需要钢铁，钢铁的价格随市场变化而变化，进而影响装置价格。并且，不同类型钻井装置的钢铁成本比例不同，比如自升式钻井平台的钢铁成本约占总成本的10%～20%，而浮式钻井装置的钢铁成本比例不大于10%。由于大多数钻井装置建于亚洲，因此亚洲的钢铁价格指数可以作为钻井装置价格变化的衡量指标之一，特别是钢铁价格指数变化可以解释70%的自升式钻井平台平均价格变化，不过浮式钻井装置与钢铁价格指数之间不存在明显的变化关系。

劳动力成本和劳动力效率。不同国家在这两方面的条件不同，比如美国和韩国船厂的劳动力成本都较高，高于新加坡，而韩国船厂的生产率高于新加坡和美国船厂。以中国、新加坡和韩国为例，将建造成本进行优劣势比较。

中国劳动成本较低，只占总成本约10%。韩国劳动力高于新加坡，而韩国船厂的生产率高于新加坡。过去十年，韩国和新加坡船厂的劳动力成本和生产率均出现了增加，一美元劳动力大约可以产生7～10美元的收入。总体来看，中国的劳动力成本具有极大的优势，但是受生产率较低的影响而抵消。

设备价格。发动机、起重机、发电机、钻井设备、动力定位系统等设备的成本是钻井装置成本的主要部分。钻井设备包是最大的装备支出，对于自升式平台而言一般需耗费2000～7000万美元，对于浮式钻井装置而言一般需耗费1～2亿美元，约占总成本的20%～30%。如果再加上其他设备，则占总成本约30%～60%。钻井设备及其他相关设备受钢铁价格、油气需求、运输成本和劳动力成本等影响。

油气田机械设备指数和产成品指数可作为移动式钻井装置的钻井设备成本的衡量指标。这两种指数虽然都基于美国产品，但这些指数仍适用于作为全球海洋移动式钻井装置价格的衡量指标，这是因为大部分钻井设备产自美国。2005年中期之后，油气田机械指数快速增大，这意味着钻井装置成本的提高一部分源于钻井设备成本的增加。

相比钢铁价格指数，设备指数能够更准确衡量浮式钻井装置价格的变化，它可以解释平台成本变化的82%。

设计型式和钻井装置性能

对于新建自升式钻井平台而言，工作水深在70～150米，可变甲板载荷能力在3750～7000吨之间的钻井平台价格约为1.59～5.30亿美元，采用同一级别设计的平台价格一般相差不大。最常见的自升式钻井平台设计型式是KFELS B级、LeTourneau Super 116级 和Friede&Goldman JU-2000E级。LeTourneau Super116E级平台的价格较低，主要因为它专门用于波斯湾市场，在这个水域工作水深能力并不是主要的要求。

对于新建半潜式钻井平台而言，工作水深在500～3048米之间，可变甲板载荷在5000～22000吨、作业排水量在42000～62000吨之间的平台价格约为4.60～7.71亿美元。采用同一级别设计的平台价格相差较大，主要根据客户的要求而定。大部分半潜式钻井平台的型式为第六代超深水钻井平台，不过GM4000型适用于中等水深的钻井或超深水域的修井，而GVA 4000 NCS型则适用于中等水深的恶劣环境。

对于新建钻井船而言，可变甲板载荷在15000～24000吨之间、排水量在45000～112000吨之间的钻井船价格约为0.55～1.2亿美元。最常见的设计型式为三星10000型和三星12000型、Gusto P1000型，在早期生产中石油储存能力为14万桶。而Gusto PRD 12000型和Huisman GT-10000型没有储油能力，主要是为了降低船舶尺寸、投资和营运成本。

钻井平台的设计随钻井能力、可变甲板载荷能力、最大工作水深、环境标准而变化。当钻井平台的技术性能提高时，成本也会增加。以下为一些关键因素的影响分析。

结构重量。重量与钻井平台的能力相关联，越大的钻井平台，具备越大的可变载荷，能够支持更大功率的钻井设备，能够在更恶劣的环境下作业。同时，在设计中，重量又与建造成本有关，重量大，需要采用更多的钢材，则材料成本会增加。重量对于成本的影响很难定量计算。

工作水深。对于自升式钻井平台而言，工作水深是成本的主要决定因素。自升式钻井平台的桩腿由昂贵的高强度钢组成，随着工作水深能力和环境要求的增加，建造成本也将增加。由于风力和波浪载荷与桩腿长度成比例，则在一定程度情况下，钻井平台不可能通过延长桩腿而达到更深的水域，相反需要新的、更大的钻井平台。

对于钻井船和半潜式钻井平台而言，其工作水深能力与成本的关联度就不那么强，因为这些浮式平台没有太多的设备与水接触，除隔水管和锚泊操作系统之外。随着工作水深的增加，与之相关的隔水管、隔水管张紧器、泥浆泵、起锚绞车、钻杆、泥浆储存设施的成本会增加。

工作环境。能够在恶劣环境中作业的钻井装置比在中等环境中作业的装置更重和更昂贵。恶劣环境中的自升式钻井平台采用更长的桩腿以增加气隙。随着桩腿长度增加，桩腿之间的距离和平台主体的尺寸也必须增加。同样，工作在恶劣环境中的半潜式钻井平台的立柱比在中等环境中作业的平台立柱更长且更厚，这都将增加成本。而钻井船一般不用于恶劣环境作业，但随着北极油气开采的热情增大，将会产生适合于恶劣环境的船舶设计。建造这样的钻井船需要耗资十亿美元以上，比一般中等环境中等钻井船成本增加几亿美元。

设备性能。随着钻井装置的工作水深的增加，要求采用更加强有力的泵装置和安全系统，以应对更高的压力和温度，这将增加成本。动力、储存能力、可变甲板载荷能力决定了安装在钻井装置上的最大钻井设备。设备性能决定钻井装置成本，重要的设备性能包括钩载、隔水管压力、防喷器的额定压力和直径、脱机接钻杆能力、储存能力、泥浆泵数量和功率、泥舱容量、钻井筛的数量和流速、除泥器、除砂器、固井装置的工作压力、防喷器操作系统能力。

从平台设计型式来看，新加坡在自升式钻井平台的设计上已经具有自己独立的品牌，其中吉宝船厂的KFELS B已建造了20座，KFELS Super A级建造了5座，胜科海事PPL船厂的Pacific 400级目前已建造过3座。KFELS B级和Pacific 400级这两级平台的工作水深相差不大，都不能在恶劣环境下作业，不过KFELS B级的可变载荷略高一点。而KFELS Super A级能够在恶劣环境中作业，且可变甲板载荷远高于KFELS B级和Pacific 400级，因此价格也高于后者10%～20%。新加坡在自升式钻井平台上的技术发展主要源于并购和技术引进，1971年吉宝船厂收购吉宝远东Levingston造船公司（FELS）的前身——远东造船有限公司（FESL）的40%股份，后者负责钻井平台的建造，当时拥有大量订单。1974年，吉宝船厂再度收购FELS的51%股份。胜科海事的PPL船厂于1995年收购了美国自升式钻井平台设计公司Baker Marine。对于钻井船，新加坡船厂目前尚未有自己独立的设计型式。对于半潜式钻井平台，吉宝船厂和Marine Structure Consultants公司共同设计了3000米工作水深的DSS系列半潜式钻井平台。需要指出的是，吉宝船厂和PPL船厂还拥有其他自升式钻井平台型式，而且它们还建造采用其他公司设计型式的平台。

图1 吉宝船厂自主开发的自升式钻井平台设计型式——KFELS Super A级

图2 PPL船厂自主开发的自升式钻井平台设计型式——Pacific Class 400

韩国船厂目前主要在钻井船领域拥有自己独立的设计型式，比如大宇造船公司的DSME10000型和DSME12000型设计，三星重工拥有Samsung10000型和Samsung12000型、Stena/Samsung型设计。DSME10000、DSME12000、Samsung1000、Samsung12000型主要根据设备配置的不同而有所变化，而Stena/Samsung型由于需要采用极地环境设计，结构和设备都需加强和优化，因此价格约为一般钻井船的2倍左右。韩国船厂主要通过引进技术与合作，消化技术后再推出自己的设计型式，比如1998年三星船厂还采用MST III型和Conoco/R&B型设计建造钻井船，而到2008年就采用Samsung 1000型设计为Stena Drilling公司建造钻井船。

图3 大宇造船自主开发的钻井船设计型式——DSME 10000

图4 三星重工自主开发的钻井船设计型式——Samsung 10000

图5 三星重工和Stena联合开发的钻井船“Stena drillmax ICE”号

目前中国在自升式钻井平台、半潜式钻井平台和钻井船方面均还没有自己独立的设计型式，基本采用其他公司的设计进行建造。

船厂特点

钻井装置的建造成本与船厂的建造经验、劳动力成本、供应链管理、税收结构、政府补贴、建造方法、声誉和一体化程度有关。许多大型的钻井装置建造厂商拥有具有自主知识产权的平台设计型式，比如Letourneau船厂拥有自主知识产权的自升式钻井平台设计，同时这些船厂还从事其他平台设计，可以通过相关经验的积累降低成本。同样许多船厂与钻井装置运营商保持长期的协议关系，这样运营商偏好某一特定的设计级别或企业，通过订购相同的平台型式或向相同的船厂订购平台，可以降低成本。

船厂建造平台装置方法的区别主要集中在自动化程度、子承包商和可利用生产线的程度。每个船厂的组装方法是特定的，取决于可利用空间和设备。

韩国和新加坡由于较早进入了国际海洋工程建造市场，更善于维护与船东或运营商的关系，进而保持相互之间的长期合作。而中国在这方面相对而言会显得稍缺乏相关经验。

在平台建造空间方面，中国海岸线较长，空间广阔，可利用空间相对于新加坡和韩国具有优势。新加坡船厂可利用空间极有限，韩国船厂的可利用空间也有限，常采用复杂的巨型分段建造法。它们相对于中国船厂而言，一方面受到空间制约，但是也常通过工艺创新而降低了空间需求。