海洋油气开发项目用海范围界定关键问题及对策研究

周艳荣赵蓓李静邢聪聪刘莹

(1.国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033;2.自然资源部渤海生态预警与保护修复重点实验室 青岛 266033)

0 引言

石油和天然气作为战略资源,是国家能源安全的重要保障。随着我国经济稳步发展,能源需求不断上升,近年来石油和天然气对外依存度不断攀升[1]。此外,油气资源也是我国国民经济的血液,我国经济发展对石油的需求量正在持续增长,而陆地油气产量呈递减趋势,因此海上油气资源的开发至关重要[2]。我国海域是重要的石油天然气生产基地和勘探领域,自1966年我国第一座固定式海洋石油钻井平台“海1井”钻探以来[3],我国海上石油天然气开发活动快速发展。尤其是随着2019年国家能源建设“七年行动计划”的提出,海上油田增储上产任务面临着严峻的形势与挑战,海上油气开发活动更加活跃。据统计,截至2021年2月,仅渤海海域确权油气开发项目共计280余个。

海洋油气开发项目作为主要用海类型之一,合理界定该类项目的用海范围,成为关乎未来海洋油气开发项目安全运营以及与周边海洋资源协调发展的关键。我国现有《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]对石油平台用海、立管或单点系泊浮式生产储油装置用海、油气开采用引桥及栈桥、油气开采用电缆及管道用海的宗海范围界定基本原则及方法有明确规定,但是新型油气开采设施的出现、多个邻近油气开发项目重叠用海区界址界定、用海单元之间排他性用海空间归属和界址点密集区的优化等问题,导致在实际工作中油气开发项目宗海范围界定与海域管理需求出现脱节。为此,本研究基于渤海海域海洋油气开发项目用海情况,根据海洋油气开发项目特点,梳理了海洋油气开发项目宗海范围界定过程中存在的问题,探讨了相关解决对策措施,以期为我国海洋油气开发项目海域管理提供技术支撑。

1 海洋油气开发项目特点

1.1 海洋油气田开发模式多样化

经过50余年的发展,我国海洋油气田的开发模式逐步呈现多样化。目前,我国常用的海洋油气田开发模式主要有固定平台生产系统、浮式生产系统和水下生产系统等[5]。

(1)固定平台生产系统为当前广泛采用的油气田开发方式。固定式平台设计完善、使用多样化,不仅能用于钻井、修井、生产,还能用于生活居住和动力平台。目前,渤海海域大部分海上油田采用固定式导管架平台进行开发生产。

(2)浮式生产系统是近期发展较快的新型采油方式,主要适用于深水油田和边际油田。渤海海域常见的浮式生产系统主要为单点系泊与浮式生产储油装置的组合,如渤中25-1油田的HYSY113单点及浮式生产储油装置、曹妃甸油田的HYSY112单点及浮式生产储油装置等。

(3)水下生产系统主要适用于深水油田的开发。我国第一个采用水下生产系统的油田是1996年3月投产的南海流花11-1油田[6]。目前,渤海海域正在开展浅海水下生产系统的示范研究。

1.2 海上石油平台实施改扩建越来越普遍

目前渤海部分油田逐渐步入开发的中后期,增产、稳产面临重大挑战[7]。目前大部分新油田的开发采用依托老油田进行滚动开发的方案对油田实施高效开发。在滚动开发过程中,现有海上石油平台的生产和生活设施需要进行不同规模和形式的改造,以满足新建油气设施依托的需要,最终达到稳产、增产和节能减排的目的。尤其近几年,国家能源建设“七年行动计划”提出后,海洋油气田工程建设规模将不断扩大,海上石油平台改扩建项目越来越多。

1.3 海底电缆管道路由制约因素多、路由较复杂

海底电缆管道是海洋油气田开发中的关键部分,其路由选择受制因素较多,一般情况下,路由应顺直、平缓,最大限度地缩短线路长度;在地质构造上,海底电缆管道路由一般应选择在工程地质稳定的区域,应避开地震多发带、断裂构造带、海底沉积环境不稳定及不良地质区;在地形地貌上,海底电缆管道路由一般应选择在海底地形平坦的沉积区,应避开海底地形急剧起伏变化的地区,尽量避开岛礁、暗礁、砾石沉积区和基岩裸露区;在交越方面,海底电缆管道路由应尽量减少与天然和人工障碍物交叉,尽量不穿越现有的海底电缆管道,无法避免时应采取有效的保护措施。

受制于油气藏资源分布及油气开发项目特点,油气田之间的海底电缆管道一般距离较长,受上述制约因素的影响,路由往往较曲折;登陆海底电缆管道路由一般在几十千米至上百千米,受近岸用海活动、各类敏感区的制约,路由较为复杂;油气田内部的海底电缆管道分布一般比较密集,管缆之间的交越现象比较普遍。

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2 用海范围界定存在问题与分析

2.1 海上石油平台外缘线归整缺少尺度约束,影响用海范围界定的准确性

海上石油平台一般布置多层甲板,在各层甲板的外缘往往布置卸货区、楼梯和防风墙等,造成每层甲板的外轮廓线比较曲折。海上石油平台用海范围以平台外缘线向四周平行外扩50 m距离为界,平台外缘线需要依据轴线对各层甲板的外轮廓线进行叠加确定。按照方便行政管理的原则,往往需要对各层甲板外轮廓线垂直投影叠加后的外缘线进行归整,进而确定平台外缘线。然而在实际工作中,对归整程度的把握不一致,往往导致界定的用海范围和实际用海范围存在一定差别(图1和图2),甚至不能真实地反映平台的实际位置和实际用海面积。尤其是当通过栈桥相连的两个平台同时界定用海范围时,平台外缘线的归整程度对界定用海范围影响较大(图3和图4)。

图1 海上石油平台外缘线界定方法1

图2 海上石油平台外缘线界定方法2

图3 通过栈桥相连的海上石油平台外缘线界定方法1

图4 通过栈桥相连的海上石油平台外缘线界定方法2

2.2 水下生产系统等新型用海设施用海范围界定缺少技术依据

《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]规定了石油平台、浮式生产储油装置的用海范围界定方法,而对于水下生产系统用海范围的界定没有明确规定。在缺少明确的用海范围界定方法时,一般可结合用海方式参考同类项目用海范围的界定方法进行界定。然而,水下生产系统的用海方式在《海域使用分类》(HY/T 123—2009)[8]中也没有明确规定。根据《海域使用分类》(HY/T 123—2009)[8]中的术语定义,“用海方式”是指根据海域使用特征及对海域自然属性的影响程度划分的海域使用方式。

(1)从项目用海特征来看,水下生产系统可参照石油平台及浮式生产储油装置(含立管和系泊系统)等,其用海方式可以界定为平台式油气开采;依据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4],“石油平台用海,以平台外缘线向四周平行外扩50 m距离为界”。

(2)从对海域自然属性的影响程度上看,水下生产系统可参照水下发电设施等,其用海方式可以界定为透水构筑物;依据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4],“有安全防护要求的透水构筑物用海在透水构筑物及其防护设施垂直投影的外缘线基础上,外扩不小于10m保护距离为界”。

因此,水下生产系统作为平台式油气开采和透水构筑物两种不同的用海方式,其用海范围界定方法完全不同,据此量算出的用海面积差别较大。

2.3 海上石油平台改扩建部分申请用海要求不明确,不利于海域管理

当新开发油田依托老油田进行滚动开发时,一般需要对依托的平台进行改造。改造的类型一般包括工艺管道系统改造、机械设备改造、结构改造和电仪改造等[9]。其中结构改造涉及的甲板改扩建可能会引起平台用海范围发生变化。平台确权用海范围包括了平台直接占用的海域和四周50 m宽的保护水域。一般情况下,甲板改扩建部分尺度较小,实际占用的海域位于原平台确权用海范围内。若以甲板改扩建部分外缘外扩50 m进行用海范围界定,则会超出原平台确权用海范围(图5)。

图5 甲板扩建部分的用海范围与平台原确权用海范围叠置

遵照《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]中用海范围界定要针对“海域使用的排他性及安全用海需要”的规定,当甲板改扩建部分超出原平台外缘线较小且位于原平台确权用海范围内时,一般不会增加对周边通航环境、敏感目标和资源开发利用活动等的影响,可以考虑不申请用海。

如果老平台甲板改扩建部分随新建项目申请用海,则会出现平台用海权属“打补丁”的现象,造成同一个平台权属分散在两个项目上。如果对平台所在的原油田确权用海范围进行调整,则需要重新论证,这样不仅延长了新项目的审批周期,也增加了管理部门的审批负担。

2.4 海底电缆管道密集分布导致用海范围界定混乱

2.4.1 海底电缆管道宗海内部单元划分不利于海域管理

一个海上石油平台往往连接多条海底电缆管道。从海上石油平台的同一桩腿或相邻桩腿接出的两条及以上海底电缆管道在靠近平台端往往出现用海范围重叠或相接的情况,根据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4],宗海内部用海方式相同用海范围相接的海域应划为同一宗海内部单元,平台附近用海范围重叠或相接的各条海底管缆应作为一个宗海内部单元。这种宗海内部单元的划分方式,将连接不同平台的管缆放在一个内部单元内,将通往不同平台的海底电缆管道用海范围在该平台端合并(图6),不能清楚地表示出每条海底电缆管道的用海范围,不利于后期的用海监管。

图6 宗海内部单元划分

2.4.2 海底电缆管道交越处用海范围界定观点不一致

海底电缆管道交越主要分为以下几种情况:①拟申请用海的管缆与同时申请用海的管缆(同宗海)之间出现交越;②拟申请用海的管缆与已确权管缆之间出现交越;③拟申请用海的管缆与同时申请用海的平台(同宗海)用海范围出现重叠;④拟申请用海的管缆与已确权平台用海范围出现重叠;⑤拟申请用海的管缆与其他用海活动(如,航道、桥梁等)用海范围出现重叠。

当拟申请用海的海底电缆管道与同宗海中的平台用海范围重叠时,根据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]中5.3.6.3用海方式重叠范围的处理,“重叠部分的用海方式按照现行海域使用金征收标准较高的确定”。依据《关于调整海域、无居民海岛使用金征收标准的通知》(财综〔2018〕15号)[10],平台式油气开采用海海域使用金征收标准高于海底电缆管道用海,因此重叠部分纳入平台用海范围,在海底电缆管道用海范围中不再体现。当拟申请用海的海底电缆管道与同宗海中的电缆管道交越、与已确权的其他项目交越时,应保证海底电缆管道的完整性,在海底电缆管道申请用海中不需要扣除重叠部分。根据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]“宗海界址界定应保障海域使用权人的正常生产活动,避免毗连宗海之间相互重叠,避免将宗海范围界定至公共使用的海域内”,未明确交越处用海具体界定方法。

部分专家学者认为,海域使用权是一种民事权利,具有物权特性,具有排他性[11-12]。也就是说,依法在一宗海域设立的海域使用权,不容许在该宗海域上设立与之同一内容或相排斥的海域使用权。基于上述观点,拟申请用海的海底电缆管道与同宗海的海底电缆管道、平台以及与其他项目确权用海范围重叠部分不应设立不同的海域使用权,在用海范围界定时,针对重叠部分应做扣减处理。但是依据《宗海图编绘技术规范》(HY/T 251—2018)[13]示例四,应保证海底电缆管道的完整性,在海底电缆管道申请用海中不需要扣除重叠部分。

2.4.3 海底电缆管道间距过大形成的封闭区域申请用海要求不明确

由于交流腐蚀防护要求、铺设施工船舶定位精度不高、外力作用等因素的影响,相邻海底电缆管道的间距往往较大。对于间距为20 m的海底电缆管道,其用海范围根据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]的要求进行界定时,能够实现无缝衔接,可以界定为1个宗海内部单元。当间距超过20 m时,相邻的两条海底电缆管道界定的用海范围与两端连接的平台之间会形成1条狭长的封闭空间。

从海域资源的空间排他性上看,这条狭长的封闭海域空间潜能发挥将受到限制,从维护国家利益的角度考虑,为避免海域空间资源浪费,用海单位宜将该区域作为海底电缆管道申请用海的一部分,一并缴纳海域使用金。从用海单位的角度考虑,将该区域申请用海将会增加用海单位的负担,尤其是管缆较长、狭长空间较宽时,该区域面积较大,用海单位额外缴纳的海域使用金也会大幅增加,并且该区域申请用海无相关政策文件及技术规范的要求。

2.4.4 长距离管缆宗海界址点过多,不便于海籍管理

海底电缆管道路由确定制约因素较多,需结合路由区地形地貌特征、海底浅层土分布及工程地质特性以及海底土体稳定性等要素,需避开港口、航道、锚地、保护区和养殖区等敏感目标区域。一般情况下,路由距离越长,曲折度越大。对于已经铺设的海底电缆管道,在铺设过程中受水文动力条件、地形地貌特征、施工精度以及铺设完成后外力因素的影响,铺设完成的海底电缆管道实际路由较设计路由更为曲折。以一条已经铺设的10 km的海底电缆管道为例,其拐点数量一般在200个左右。一个项目往往有多条海底管缆,依据《海籍调查规范》(HY/T 124—2009)[4]的界定方法,一个用海项目最终界定的宗海界址点个数往往达到上千个。宗海界址点数量过多,一方面不够清楚简洁,不能直观地反映宗海形状和范围;另一方面也使得过多的界址点不能清晰地呈现在宗海界址图上,不利于海籍登记和管理。

3 对策与建议

针对海洋油气开发项目用海范围界定存在的问题,本研究提出相关的对策建议。

3.1 完善技术规范,为合理界定用海范围提供依据

适时修订《海籍调查规范》,充分考虑各类用海项目的特征,对过于琐碎的界址线进行归整处理的原则进行细化,明确归整约束尺度,确保归整后的用海范围能够满足项目实际用海需要;补充水下生产系统等新型用海设施的用海范围界定方法,确保各类用海项目合法合规用海。

完善宗海内部单元划分依据,引入具体用途作为宗海内部单元划分的二级判定指标,使绘制出的宗海界址图能更清晰地表示用海项目各部分的用海范围和用海面积,为后期项目用海监管提供清晰明了的基础资料,确保海域管理工作的连续性和有效性。

3.2 规范管理,明确平台改扩建用海范围界定方法

从法制化层面进行设计,出台相关管理办法,明确平台改扩建用海范围界定原则,满足项目实际用海需求;依据改扩建造成的平台用海面积变化比例,分类明确平台改扩建项目申请用海程序,为精准海域监管提供支撑。

3.3 开展海洋油气项目立体确权研究,探索三维海籍管理模式

结合海域空间自然特征与开发利用特点,根据海上石油平台和海底电缆管道等油气设施的海域使用特征,开展各类油气设施之间,以及与其他用海活动之间立体分层使用海域的适宜性研究,提出能够在立体空间上与各类油气设施相适宜的用海活动清单[14];探索实施海洋油气项目海域使用权立体分层设权,结合海洋油气开发特点,绘制海域立体分层设权示意图,从技术层面助力三维海籍管理模式的建立,从而解决海上油气项目用海重叠时用海范围界定问题。

3.4 强化集约节约用海,杜绝海洋空间资源浪费

将集约节约用海作为海洋石油平台平面设计、海底电缆管道路由选划的重要原则,从源头上强化海洋油气项目生态用海理念。严格审批程序,在进行海洋油气项目用海审批以及海底电缆管道铺设路由调查勘测审批时应将同路由铺设的海底电缆管道间距或拟铺设海底电缆管道与相邻已铺设海底电缆管道的间距作为审查重点。海上油气项目建设完成后,应强化监管手段,采取多种方式对海上油气设施位置进行复勘,对照用海批复,进行用海范围监管。从技术层面和政策层面,强化集约节约用海理念,为用海范围界定提供支撑。

3.5 探索建立新方法,合理绘制宗海图

结合抽稀法在GIS矢量数据处理、图形数据压缩处理中的应用[15-16],研究各类抽稀方法(步长法、线段过滤法、道格拉斯-普克算法、垂距限值法)在宗海图绘制中的适用性,探索建立基于抽稀法的适用于长距离、路由曲折的海底电缆管道的宗海图绘制方法,以期在确保海底电缆管道的宗海范围与实际用海范围一致、宗海面积与实际用海面积差别不大的前提下,能够最大限度减少宗海界址点个数,方便海域管理。