海上天然氣輸出新裝備 （下）
時間：2015-12-01 16:57
來源：
作者:方華燦
海上運(yùn)送 CNG 的運(yùn)輸船通常配備自身的動力定位系統(tǒng)，可與停泊于海面上的 FPSO 或其它浮式生產(chǎn)平臺相連接，接收處理后的天然氣；也可在固定式、自升式等生產(chǎn)平臺上，接收天然氣；還可直接連接到與深水水下采氣系統(tǒng)相連的水面浮體上裝載進(jìn)氣，待船裝載完畢后又可與浮體解除連接，航行至陸地終端或其它海上設(shè)施。目前，國外幾家研發(fā)運(yùn)輸 CNG 技術(shù)及其裝備的公司，在 CNG 運(yùn)輸船的設(shè)計與建造方面不盡相同，以下舉出部分實(shí)例說明。
CNG 運(yùn)輸船建造方式與組合方式
從建造方式來看，CNG 運(yùn)輸船可以有新建與改建之分。加拿大采用的臥式圓盤型 CNG 容器的運(yùn)輸船基本上都是由標(biāo)準(zhǔn)的散貨船改建而成。美國研發(fā)出的 VOTRANS 運(yùn)輸船，則是采取全新設(shè)計與建造，如 V800 型運(yùn)輸船就是由 EnerSea 公司負(fù)責(zé)天然氣壓縮存儲艙和天然氣流程系統(tǒng)設(shè)計，現(xiàn)代重工負(fù)責(zé)船體、動力系統(tǒng)和相關(guān)功能系統(tǒng)設(shè)計，然后進(jìn)行建造。目前，國外又提出了一種新建造方式，就是將現(xiàn)有的單殼體油輪改造成為可運(yùn)輸8.5~34×10 4 m 3 CNG 的運(yùn)輸船，可降低成本、減少建造周期。CNG 運(yùn)輸船的組合指的是被壓縮的天然氣儲存系統(tǒng)與船舶的組合。
目前，國外主要采用兩種組合方式。首先是儲氣系統(tǒng)與船體分立組合。這種方式是將一個 CNG 儲存系統(tǒng)和一個傳統(tǒng)的運(yùn)輸船分別建造，然后將兩者在船的甲板上組合在一起。運(yùn)輸船的甲板上設(shè)有分離/ 結(jié)合系統(tǒng)，可以很方便地裝拆，從而增加了船體建造的靈活性。圖 1 為挪威建造的這種組合方式的 CNG 運(yùn)輸船，圖 2 為該船上可裝拆的儲存 CNG 系統(tǒng)。其次是將儲氣系統(tǒng)與船體做成一體。這種運(yùn)輸船是在船的主甲板上，建造一個完全封閉的貨艙。 貨艙內(nèi)放置儲氣容器。這種運(yùn)輸船在設(shè)計上，根據(jù)儲罐放置方式的不同，有兩種可供選擇的方案，一種是橫式儲罐船， 另一種是豎式儲罐船。其中，橫罐的容積要比豎罐大些。容量大的船舶裝載的產(chǎn)品多，其經(jīng)濟(jì)效益也較高。
目前，國外對于運(yùn)送 CNG 運(yùn)輸船的設(shè)計，也趨向于多功能化。除了單純作為 CNG 運(yùn)輸船之外，有的運(yùn)輸船還具有多種用途，它不僅可以從生產(chǎn)平臺或 FPSO 上接收處理過的氣體，而且還可以在運(yùn)輸船的甲板上對氣體進(jìn)行初步處理；此外，運(yùn)輸船上儲存的氣體也可以通過一個裝載 / 卸載系統(tǒng)，裝到其它船上。這種多功能運(yùn)輸船有的更進(jìn)一步設(shè)計了專門的連接機(jī)構(gòu)，可以不借助生產(chǎn)平臺直接連接到與深水水下采氣系統(tǒng)相連的水面浮體上裝載進(jìn)氣，待船裝載完畢后與浮體解除連接，然后航行至陸地終端或其它海上設(shè)施。挪威 CETech公司研發(fā)過這樣的船，不僅可以用于運(yùn)輸 CNG，也可用于運(yùn)輸石油，因而除氣田外，其還可用于海上油田及油田伴生氣的開發(fā)。
打造中國式 CNG 運(yùn)輸船
建議與 FPSO 配合應(yīng)用于中國已發(fā)現(xiàn)的深水氣田。如前所述，中國南海已投產(chǎn)的荔灣 LW-31 氣田離岸 335公里，水深 1,480 米；新發(fā)現(xiàn)的陵水17-2 氣田離岸 150 公里，平均作業(yè)水深 1,500 米，均位于深水。雖然它們離岸不遠(yuǎn)，可采用海底管道輸出天然氣，但鑒于海底管道在深水海域施工的復(fù)雜性及高成本性，還是以采用 FPSO與 CNG 的運(yùn)輸船配合，來輸送天然氣為最佳方案。氣田產(chǎn)出的天然氣通過水下生產(chǎn)系統(tǒng)直接送到 FPSO 上，經(jīng)初步處理加壓后再裝載到 CNG 運(yùn)輸船上運(yùn)出。建議與 FPSO 配合應(yīng)用于中國離岸遠(yuǎn)的待探氣田。中國南海的遠(yuǎn)海油氣資源豐富，以南沙群島為例，估計蘊(yùn)藏石油及天然氣約 230~300 億噸，其中石油約為 140 億噸，余下的為天然氣，被稱為“第二波斯灣”。近三十年來，越南已在中國南海開發(fā)油氣田，獲利高達(dá) 250 億美元，因此從保護(hù)海洋權(quán)益、保衛(wèi)國家領(lǐng)土來看，中國必將進(jìn)一步勘探開發(fā)南沙群島的油氣田。南沙群島的曾母暗沙盆地油氣地質(zhì)儲量高達(dá)126~137 億噸，將是未來勘探開發(fā)的首選。由于該區(qū)離岸較遠(yuǎn)，距離廣東省湛江市約 2,000 公里，不宜采用海底管道輸氣，但正處于 CNG 船最佳適用距離 1,100~4,500km 之中間，故應(yīng)用 CNG 的運(yùn)輸船與 FPSO 配合是最佳方案。建議與生產(chǎn)平臺配合應(yīng)用于中國各海域的邊際氣田。
海上邊際氣田是指那些儲量小、分散的小氣田，它們的開發(fā)處于可獲利潤與不可獲利潤的邊界。中國邊際油氣田較多，據(jù)油氣資源評價報道，中國邊際油氣田的油氣資源量約占全國油氣總資源量的 50%，以渤海為例，已發(fā)現(xiàn)的中小油氣田近 50 個，之中一半以上屬于邊際油氣田。邊際氣田的得以開發(fā)，主要取決于創(chuàng)新驅(qū)動，采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與裝備。邊際氣田的天然氣輸出應(yīng)采用生產(chǎn)平臺與 CNG 運(yùn)輸船配合方式，無論是遠(yuǎn)海還是近海，無論是深水還是淺水，都是邊際油田輸出天然氣的最佳方式。生產(chǎn)平臺可以是鄰近依托的固定中心平臺或浮式FPSO，也可以是井口的各種型式的生產(chǎn)平臺，非常機(jī)動靈活。
中國設(shè)計建造 CNG 運(yùn)輸船時應(yīng)采用先進(jìn)技術(shù)。首先中國首艘 CNG 運(yùn)輸船，以由標(biāo)準(zhǔn)的散貨船改建為宜，實(shí)現(xiàn)“上得快”。其次船上的儲氣容器宜采用復(fù)合材料或采用纖維強(qiáng)化塑料，以減輕重量；儲氣容器的型式宜采用六面體柱型，以提高容器的體積利用率及容器和運(yùn)輸船的容積效率，以及運(yùn)輸船的載重系數(shù)；初建造 CNG 的運(yùn)輸船時，宜采用在常溫狀態(tài)下儲存被壓縮的天然氣，以節(jié)省冷卻設(shè)施的投資；運(yùn)送 CNG 的運(yùn)輸船宜采用儲氣系統(tǒng)與船體分立組合的方式，以便于裝拆儲氣容器；盡量使改建運(yùn)送 CNG 運(yùn)輸船具有天然氣初步處理以及裝載和卸載等多項(xiàng)功能。
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