油船改造与新建FPSO差异性分析

(中海油能源发展股份有限公司 采油服务分公司，天津 300452)

目前，南美、北海、西非及东南亚等海域有大量已探明的深海油气田，这些探明的石油和天然气资源为浮式生产储卸油装置(FPSO)提供了良好的发展空间[1-2]。根据Offshore Magazine统计，全球旧油船改造FPSO占比约70%[3-4]。在国际低油价环境下，考虑到时间和成本问题，旧油船改造FPSO的市场空间很大[5]。中海油曾有6例旧油船改造FPSO先例[6]，但这些改造FPSO都是由国外作业者主导设计建造，我国却没有相应的改造设计经验。目前，已有的研究[7-9]很少涉及改造与新建FPSO差异性分析研究。为了掌握油船改造FPSO关键技术，推动我国石油公司开拓FPSO海外市场，有必要分析研究旧油船改造FPSO与新建FPSO的差异，为我国石油公司选择FPSO设计方案提供技术参考。

1 规范差异

1.1 船体结构评估豁免权分析

对于旧油船改造FPSO项目，由于改造后的FPSO船体要满足新的作业场的要求，故最主要的问题是根据新的载荷及装载条件进行船体结构强度评估。

基于法国必维船级社NI 593-2012规范，若要免除船体结构的屈服及屈曲再评估，需同时满足以下条件：新的结构吃水≤初始吃水，新的最大货物密度≤初始货物密度，新的静水船体梁载荷<初始许用极限，新的波浪载荷<无限航区值或低于初始现场条件值，船体结构的腐蚀<许用损耗。

免除船体结构疲劳分析的条件：浮体新的设计寿命+已使用年限≤初始设计寿命，且满足结构评估免除条件。

1.2 改造与新建FPSO船体厚度分析

在船体改造再利用项目开展之初，NI 593-2012规范推荐作法：先通过迭代计算获得再评估最小厚度，也称为更新厚度Trenew；再进行实船测厚检验，以确定板的测量厚度Tm；最后对比计算的更新厚度Trenew和测量厚度Tm，若Tm≥Trenew，则现有结构满足规范要求，不需要更新钢板；若Tm

图1 更新厚度的计算方法流程

(1)

(2)

Trenew=Tsub+Tc+Ti

(3)

Tnew=Treass+Tc+Ti

(4)

式中：TG为钢板毛厚度，mm；Treass为钢板再评估净厚度，mm；Tc为腐蚀余量，mm，舱室腐蚀余量，见表1；Ti为钢板附加厚度，mm；Tsub为实际腐蚀后钢板厚度，mm；Tmin为FPSO常规服役周期的最小可接受钢板厚度，mm；W为根据NI 593规范确定的FPSO可接受损耗的最大百分比，%；Trenew为改造FPSO钢板更新厚度，mm；Tm为测量钢板厚度，mm；Tnew为新船建造钢板厚度，mm；

表1 舱室腐蚀余量

2 工期对比

在作业海域环境条件相对温和的地区，如西非、东南亚和巴西等，这些地区的开发项目主要选择旧油船改造FPSO。对于同时经营油船和FPSO的公司而言，由于FPSO相比油船产生的价值高十倍，故将油船转换为FPSO是优化资产管理的一种有效方式，也是给旧油船最好的延长服役期限的方式。许多造船厂具有改装FPSO的能力，而只有少数船厂具有新建FPSO的生产能力，造船厂的可选性不但对成本有影响，而且影响到交付时间。FPSO建造工期的长短也是采用旧油船改造FPSO还是新建FPSO的重要影响因素。新建FPSO工期见图2，油船改造FPSO工期见图3。

改装FPSO的船厂改造施工期限一般为8～15个月，新造FPSO为15～20个月。由图2和图3可知，采用改造FPSO项目周期明显少于采用新建FPSO的周期，平均缩短交付周期为25.8个月，因而改造相比新建FPSO更快产生经济收益，有利于业主减少投资回收期，增大经济收入。

图2 新建FPSO工期

图3 油船改造FPSO工期

对于开采寿命较长的油田，新建FPSO工期也满足工程要求，新建FPSO具有较长的使用期限，尤其当油船的结构改建费和维修费超过了新建船体的费用时，新建优于旧油船改造。

3 工程造价差异

3.1 新建FPSO造价影响因素

新建FPSO造价的影响因素包括设计费、建造费、钢材费、安装费、项目管理费、保险费和入级费等。其中，影响设计费和建造费的因素主要是船体选型，如果选用常规船型，甚至有母型船，则可大大降低设计费用；若选用特殊船型，比如复杂型线的船体或者特殊船体，也会显著增加船体设计费和建造费。钢材费为建造船体主要费用，影响钢材量的因素分别是船体的主尺度和所服役海域的环境条件。

3.2 油船改造FPSO造价影响因素

油船改造FPSO的工程特点是改造工程复杂、边设计边施工，所以改造成本费用控制显得非常重要。油船改造FPSO费用主要包括：系泊系统费用、油船购买费和船体改造费、上部模块建造费。改造与新建FPSO费用主要差异为旧油船购买费和船体改造费，不同船龄的油船价格见表2[10]，油船购买费可根据旧油船的船龄与原船价关系粗略估算其基本价，再参考同一时期国际船舶交易市场的旧油船成交价，修正该估算价格后，得到符合市场行情的参考船价，Vessels Value于2018年统计世界不同船龄油船的交易价格见表3。根据表4中船体改造费构成要素进行船体改造估价。

表2 不同船龄的油船价格

注：以新船价格是100%为计算基础。

表3 世界二手油船交易价格 万美元

注：新船和旧油船交易价为2018年均价。

表4 油船船体改造FPSO费用构成

3.3 改造与新建FPSO总费用对比

统计2010年至2017年期间的巴西、西非和东南亚等地区的FPSO工程投资案例，其中旧油船改造FPSO时的船龄为10～16年，可得5万t、10万t、15万t、30万t等4个载重吨级别的FPSO投资估算，见表5。

表5 改造与新建FPSO投资估算 万美元

由表5可知，载重吨越大，改造和新建FPSO投资越大。对于相同载重吨级FPSO，油船改造FPSO比新建FPSO具有一定的成本优势。

4 结论

1)在船级社规范方面，改造FPSO需进行船体结构评估的豁免权分析，改造比新建FPSO的船体厚度要求标准较低。

2)在项目工期方面，改造比新建FPSO可大大缩短交付周期，能早产生经济收益，有利于业主减少投资回收期。

3)在工程造价方面，相同载重吨级FPSO，改造比新建FPSO具有一定的成本优势；不同载重吨级FPSO，FPSO吨位越大，改造比新建FPSO的成本优势会越大。