胜利埕岛油田海上平台弃置监理过程中的几点思考

2021-03-31 04:35李伟钰山东胜利建设监理股份有限公司山东东营257000
建设监理 2021年1期
关键词:泥面胜利油田

李伟钰(山东胜利建设监理股份有限公司, 山东 东营 257000)

0 引 言

随着我国海上油田开发进程的推进,大量的海上平台设计服役期限已到,海上平台的弃置拆除将成为今后海上油气开发的一项重要工作。胜利埕岛油田自开发至今,海上建成各类海洋平台多座,部分平台开展延寿工作,部分平台则开展弃置工作,并且按照总体规划,埕岛油田未来几年还将有大量平台需要开展弃置工作[1]。胜利监理公司作为国内为数不多的能够开展海洋工程项目监理的企业,参加了胜利埕岛油田的第一批海上平台弃置监理,圆满地完成了建设单位的任务委托。笔者有幸参与了项目的监理工作,回顾项目运行过程,总结提出几点建议。

1 胜利埕岛油田到期平台弃置的必要性

(1)《中华人民共和国海上交通安全法》第二十六条规定:“设施的搬迁、拆除,沉船沉物的打捞清除,水下工程的善后处理,都不得遗留有碍航行和作业安全的隐患。”

(2)《防治海洋工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》第二十八条规定:“海洋工程需要在海上弃置的,应当拆除可能造成海洋环境污染损害或者影响海洋资源开发利用的部分,并按照有关海洋倾倒废弃物管理的规定进行。”

(3)《海上油气生产设施废弃处置管理暂行规定》第三条规定:“海上油气生产设施废弃处置应坚持安全第一,保障人身和财产安全;须采取有效措施避免对海洋环境造成污染和损害;应消除或有效降低对其他海洋资源的开发利用和海上交通安全的影响。”第十二条规定:“海上油气田终止生产后,如果没有新的用途或者其他正当理由,作业者应当自终止生产之日起一年内开始废弃作业。”

(4)《海洋石油平台弃置管理暂行办法》第四条规定:“进行海洋石油平台弃置活动,应当按照国家海洋行政主管部门的要求采取有效措施,保护海洋环境,防止对海洋环境造成有害影响。平台所有者在海上石油平台弃置活动中,应拆除可能造成海洋环境污染的设备和设施。”

(5)《中华人民共和国水上水下活动通航安全管理规定》第二十二条指出:“建设单位、主办单位或者施工单位应当及时清除水上水下活动过程中产生的碍航物,不得遗留任何有碍航行和作业安全的隐患。”

(6)《中华人民共和国航道管理条例实施细则》第三十二条规定:“任何单位在通航水域进行工程建设,施工完毕必须按通航要求及时清除遗留物,如围埝、残桩、沉箱、废墩、锚具、沉船残体、海上平台等,并经航道主管部门验收认可。没有清除的,航道主管部门有权责成其限期清除,或由航道主管部门强制清除,其清除费用由工程施工单位承担。”

(7)《铺设海底电缆管道管理规定》第十条规定:“铺设在中国大陆架上的海底电缆、管道的维修、改造、拆除活动时,除履行本第一款规定的程序外,还应当依照中国法律的规定,报经中国有关机关批准。”第十一条规定:“海底电缆、管道的路由调查、勘测和铺设、维修、拆除等施工作业,不得妨害海上正常秩序。海底电缆、管道的铺设或者拆除工程的遗留物,应当妥善处理,不得防害海上正常秩序。”

(8)《海洋石油平台弃置管理暂行办法》第五条规定:“海洋石油平台弃置可分为原地弃置、异地弃置和将平台改做他用三种方式。”第十二条规定:“废弃的平台妨碍海洋主导功能使用的必须全部拆除。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当切割至海底表面 4 米以下。在领海以外残留的桩腿等设施,不得妨碍其他海洋主导功能的使用。”

(9)SY 6983—2014《海上石油生产设施弃置安全规程》第 6.4.4 条指出:“原地弃置的海底管道应进行清扫、清洗和封堵。”

以上法律法规、标准规范都对海上平台及配套管缆的弃置拆除提出了要求。胜利埕岛油田海上固定平台位于埕北矿产与能源、黄河三角洲北部海洋保护区、农渔业区,考虑到到期平台可能对海上油气生产、船舶通航以及海洋环境产生影响,按照国家法律法规、行业规范要求,需要对废弃平台进行弃置拆除。

2 胜利浅海固定平台弃置监理工作要点

对于海上固定平台的弃置,目前国际上主要有以下几种方案[2]。

(1)全部拆除。将废弃海洋平台残留的桩腿等结构物切割至海床泥面 4 m 以下,其他结构和设备则全部被拆除并运至岸上处理。

(2)部分拆除。在不妨碍其他海洋主导功能的条件下,将废弃海洋平台残留的桩腿等结构物切割至距水面 55 m以下,其他结构和设备则全部被拆除并运至岸上处理。

(3)倾覆。在原安装地将废弃海洋平台倾倒在海里。

(4)留在原地。海上结构物退役后,经过必要的清洗、标记和登记,仍然置于原安装地。

考虑到胜利埕岛油田海域水深较浅,渔船、工程船舶航行密集,且部分平台靠近环境保护区,结合设计要求,采用泥面以上 4 m 构筑物全部弃置的施工方案。海上平台弃置施工内容包括:平台上部组块弃置、导管架弃置、海底电缆弃置、海底管线弃置、井口弃置、独立桩弃置。

弃置工程与常规的海上新建、改建、扩建工程项目不同,不产生实体工程,因而工程管理重点倾向于施工安全、环保以及弃置施工的依法合规。总结胜利埕岛油田海上弃置拆除施工的重点、难点如下。

2.1 平台上部组块结构拆除

胜利油田海上固定平台上部组块,多采用浮吊吊装安装工艺,拆除施工遵循逆安装原则,即按照原来平台施工的顺序,逆向进行拆除施工。

海上平台拆除,船舶的选型尤为重要。对于起重船舶的选择,原则上在保证起重能力、经济可靠的前提下,尽可能选择大吨位浮吊。一是考虑到平台新建时,重量较轻,后期的设备安装、维修改造等施工会增加平台重量,按照原设计重量选型浮吊,可能存在风险。二是考虑到平台结构的锈蚀老化,若拆除过程中结构坍塌脱落,则大型浮吊能保证施工安全。

此外,由于弃置平台的年久失修、锈蚀严重,拆除施工过程中也难免遇到问题。例如,拆除平台外扩平台与主平台间的连接锈蚀严重,外扩平台与主平台整体吊装拆除可能发生从中间断裂的风险。又如,锈蚀平台的甲板、损坏的劳动保护栏杆是拆除施工过程中的潜在风险,会导致施工人员受伤。此外,平台吊耳承载力不够、主梁结构的完整性受损,也可能导致吊装过程中的结构整体垮塌、坠落,造成设备损失、人员伤害。

由此可见,上部组块拆除施工的监理要点是,在进行上部组块结构拆除之前,必须要全面评估平台结构的完整性,结合平台的锈蚀、受损程度,确定详细的拆除施工顺序;必须要检测、加固吊装吊耳,加强施工过程中的劳保防护和安全监护。

2.2 导管架拆除

船舶选型对于导管架的拆除吊装也同样重要,选择的原则与上部组块拆除相同。如何切割导管加桩腿到设计深度,是导管架拆除的一项要点、难点。导管架桩腿内部打入固定桩,桩腿和固定桩之间加水泥浆填缝固定。从外部清理到泥面 4 m 以下,再进行切除,受水下能见度低、水下切割只能在平流期间时间较短、短气象后桩腿淤泥回淤切割前需再清理等因素的影响,桩腿外切割难度较大。

目前,胜利埕岛油田的导管架桩腿切割倾向于内切割。内切割难点在于桩内的淤泥清理,如何能在桩腿狭小的空间内将淤泥以及黏土等清除到泥面以下 4 m,需要专用的设备。高压水冲泥+气举吸泥泵改造后的排泥设备,在导管架桩腿内排泥效果良好。因此,如何落实好导管架桩腿内部泥面高度以及水泥填缝情况,选择可靠的排泥设备、切割设备,通过有效的施工措施降低海况影响,延长施工时间,是导管架拆除的一个重点、难点。

2.3 海底管缆拆除

海底管道、海底电缆的拆除,一是保证施工满足环保要求,杜绝管道内的油污泄露,污染海洋环境;二是杜绝因拆除施工而损伤在用的海底管线、电缆,即管缆交叉点施工过程中,不损坏在用管缆。所以,对于海底管线的拆除,重点要保证海底管线的切断尽可能在船上进行,并配备容器以防油污泄漏。此外,早期海底管缆铺设后,常采取水下支撑桩、仿生水草、抛填沙袋治理悬空,管线拆除施工前,重点应充分调查海底管线路由,预先清除、切断相关障碍物,必要时进行挖沟处理,保证拆除施工时浮吊能顺利提起管缆。

对于存在交叉点的管缆拆除施工,如何采取有效的施工控制手段,保证拆除海底管缆时不损伤在用管缆,是海底管缆拆除施工的一个重点、难点。

2.4 井口管柱拆除

目前,胜利埕岛油田弃置平台涉及的油气井,都已进行永久性封井,但部分井口的表层套管、技术套管、隔水管等未进行拆除,需要与平台同时拆除。由于拆除施工涉及油气井口,必须重点考虑防火、防爆、防溢油等安全措施。施工前,相关的应急预案应审批完成,防爆检测工具必须现场准备齐全。

内切割设备为井口切割的首选设备。由于弃井作业存在水泥上返情况,如果水泥上返层高于泥面 4 m 以上,就无法直接使用内切割设备的切割工艺,应改用其他施工工艺。所以,测量弃置井口内水泥层返高是弃置井拆除的一项重点。

2.5 独立桩拆除

胜利埕岛油田海上有很多单井桩、海底管线立管桩、栈桥支撑桩等。对于一般的井口桩,由于桩管径较大,且与内部井口管组间常会有水泥,一般内切割设备切割能力无法一次性切除切断。采用外切割工艺时,如何在有限的良好海况下排泥到泥面以下 4 m 再断开桩是一个难题。所以,确定独立桩的施工方案并保证现场能按照方案有效实施,是独立桩拆除的一项难点。

3 关于弃置项目实施的几点建议

通过参与胜利埕岛油田海上弃置项目的监理工作,笔者切实感受到胜利油田在海上平台弃置领域还处于一个探索实践阶段,项目实施过程中仍有很多不足之处,通过梳理总结,提出以下几点建议。

3.1 关于施工承包商的选择

国内外关于海上平台拆除的施工队伍虽不多,但也有技术水平较高、设备较为先进的承包商。其中,打捞局、港航局、海洋工程服务公司等专业从事海上施工的企业,都有较为成熟的施工工艺和施工设备,但目前胜利埕岛油田海上拆除施工的承包商,还局限在胜利油田内部的几家企业,选择余地不大。降低进入油田市场门槛,引入高水平企业的新技术、新工艺、新设备,是目前提升胜利埕岛油田海上弃置项目施工水平的一项重要工作。

3.2 关于优化设计方案

海上油气设施弃置处置有不同的方案和方法,方案的选取需要进行技术上、经济上和社会影响等诸多方面的综合考虑。因此,弃置方案的相关技术要综合考虑环境的可行性、技术经济的可行性,以及弃置方案本身的安全性和可靠性。与此同时,弃置必须遵守法律法规且会受社会等因素的制约,只有综合关注以上问题后,此技术方案才可行[3]。

3.2.1 海上平台的弃置拆除设计

海上平台及配套构筑物等的拆除,按照国家法律法规及国际通常做法,有多种做法,前文已有介绍。随着全社会环保意识的增强,我国对海上固定平台停止生产后的处理提出了更高的要求。早期设计、建造的平台未充分考虑平台的废弃处置,导致平台拆除工作复杂且费用不确定[4]。建议在海上油气田工程开发设计阶段,研究平台服役期满拆除的可行性,平台结构设计过程中也要考虑后期拆除需求。例如:在导管架吊点设计过程中,增加一定的设计余量,在满足当前安装要求的同时,满足后续导管架连同内部钢桩整体拆除的吊装要求;在导管架安装完成后,做好吊点维保工作,后期拆除时可以直接使用原安装吊点吊装,以节省时间和费用[5]。

3.2.2 海底管缆的弃置拆除设计

海底管线的弃置分为异地弃置和原地弃置两种。异地弃置一般流程为:海管内介质置换、清洗→海底管线路由勘察→挖沟→水下切割、装船、运输→立管拆除。原地弃置一般流程为:海管内介质置换、清洗→海管充填防腐剂→原地封存。

目前,胜利埕岛油田的海底管缆弃置,按照设计要求须全部拆除。在实际实施过程中,部分待拆除的管缆与在用的管缆存在很多交叉点,且由于时间久远,交叉点的情况比较复杂,拆除旧管缆可能对在运行管缆产生未知影响。此外,胜利埕岛油田海域的海底管缆位于油田施工工区,原设计要求一般为埋入海底泥面 1.5 m,处理得当的话不会对船舶通航以及海洋环境产生影响,设计可以将海底管缆的部分路由原地弃置。原地弃置的情形包括:已挖沟填埋,且随时间推移相对稳定的海底管道;未挖沟填埋,在一定时间内有回淤覆盖,且能达到足够高度的海底管道;对暴露部分的挖沟填埋能达到足够高度,且长期稳定的海底管道;未挖沟填埋,经评估表明原地弃置是最佳处置方案的海底管道;因结构损坏和变质等特殊和意外情况而不能安全和有效回收的海底管道[6]。

原地弃置的海底管道必须进行清洁和填埋,以保证其无害,尤其不能影响通航安全,挖沟填埋的最低深度为管顶距泥面 0.6 m。因此,部分路由原地弃置的设计方案在一定程度上更适合胜利埕岛油田的海上管缆弃置施工。

3.3 关于施工方案的确定

海上施工情况复杂,平台拆除施工更要面对锈蚀严重的平台结构以及水下、泥下结构难以详细调查的情况。经过施工实践发现,弃置项目变更施工方案的情况时有发生。因此,关于弃置项目的施工方案,应根据已知弃置平台情况以及推测可能出现的特殊情况,在制定主方案的同时,还应制定多套备选方案以应对突发状况。例如:独立装拆除施工时,可确定桩内排泥+设备内切割(或人工切割)桩管方案,或桩外排泥+绳锯切割(或人工切割)桩管方案,或泥面位置切断后打桩入泥面以下 4 m 方案。海底管道拆除时,确定全面异地拆除方案,或交叉点路由原地弃置、其余路由异地弃置方案。多套方案的设置是为了应对施工过程中的各种不确定因素,但一定需要确定一套主方案。一是提高方案的针对性,二是避免施工过程中变更方案的随意性。只有在主方案确定无法实施情况下,才能启动备选方案。这种弃置平台多方案备选的做法在国内施工水平较先进的海工施工队伍中较为常见。中海油海上边际油田设施弃置项目桩管水下切割实施过程中,采用了以内切割方式为主要技术方案、以外切割方式为备用方案的做法。由于弃置结构情况无法预先全面得到排查,水下状况也无法预见,所以切实需要预备多种方案,但前提是拆除方案必须满足现行国家法律法规的要求。

3.4 关于海上定位

尽管目前海上定位的准确性已经很高,一般定位设备的定位误差也能在 3 m 以内,但在施工实践过程中发现,通过海上定位很难搜寻埋藏在地面以下的结构物、海底管线、海底电缆。对于海上定位,笔者有以下几点建议。

(1)拆除构件工作尽可能一次性完成。如不能一次拆完,须安装牢固的钢制浮漂,避免船舶航行过程中切断浮漂缆。

(2)安装水下型号发射定位装置。尽管钢缆浮漂强度较高,但如果施工周期较长,大型船舶从浮漂处航行,钢缆也会因锈蚀或船舶拖挂而断开;同时,海上偷盗情况也时有发生,且安装大型航道专用浮漂的成本非常高。因此,安装在水下具有型号发射功能的定位装置是不错的选择。

(3)利用在用海上构筑物定位。部分弃置构件位于在用海上平台侧,如不能一次性拆除完成,拆除前应充分测量弃置构件到在用平台的相对位置。这样即使拆除构件不做标记,也能通过相对位置的测量精确找到。

目前,国内在海洋工程领域能精确寻找泥面以下构筑物的机具设备尚无成功的应用案例。对于海上弃置平台,若不能一次性拆除完成,务必要做好定位工作,避免后期“海底寻物”的情况发生。

3.5 关于施工创新

国内的海洋工程建设本就属于新兴行业,而平台弃置更被视为新兴产业,胜利油田的海上弃置更处于探索起步阶段,因而创新对于平台弃置施工具有重要意义。例如:高压水冲泥+气举吸泥泵改造后的排泥设备,在桩腿内排泥应用中取得了良好效果;另辟蹊径的“打桩拆除”,很好地解决了下规格桩管水面以下难以拆除的问题;排泥+切割套筒的方案,为潜水员提供了安全的水下作业空间,减少了海况对水下施工的影响。

一方面,通过实践摸索,能够获得最优施工工艺,形成成熟的拆除施工工艺体系;另一方面,针对胜利埕岛油田海上平台拆除平台特点,改造、创新施工设备,能够形成高效的拆除施工设备体系。此外,不断地学习创新,在一定程度上能够为胜利油田海上平台弃置施工水平的提升起到良好的促进作用,为今后类似拆除项目的施工提供成熟的经验积累。

4 结 语

胜利油田在浅海海洋工程建设方面,已经初步形成了完善的建设模式和管理体系,单在海上平台弃置工程领域,胜利油田才刚刚起步,处于摸索、实践阶段。在项目运行过程中,出现了诸多问题,如弃置施工的自动化程度较低、海上施工受海况影响严重、对泥面以下弃置部分的处理缺乏有效手段等,但我们坚信,在众多胜利油田海洋工程项目建设者的共同努力下,按照设计和法律法规的要求,每座弃置平台都将被顺利拆除。随着施工承包商拆除施工工艺和胜利浅海平台拆除用设备机具体系的成熟,胜利油田海上平台弃置施工水平必将以一种探索成长的姿态逐渐得到提升和完善。

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