轻量化：FPSO之变

将目光瞄准海上石油储藏的浮式钻井装置数量正在快速增长。多家石油公司已经批准了许多新型浮式生产储卸油船 (FPSO) 并为其编制预算，所有这些船舶将在未来五到七年内上线。另外还有十几艘此类船舶将紧随其后。

顶部设备的重量对开发FPSO的成本有着很大的影响。随着建造活动的高涨，更轻便的设备将为行业带来巨大的成本节约。

但是，使用更轻的设备往往意味着使用较新的技术，而这些技术在FPSO中很少被采用。长期以来，为了使轻质技术能够适应海上开发的严格要求，同时达到节约成本的目标，运营商一直在努力平衡其中的竞争风险。

水处理系统是帮助运营商在减少重量的同时保持性能方面获得成功的一个方面。目前，运营商正在转向全膜系统以实现这些目标。

对全膜系统的关注，来自于石油行业一项不断增长的需求，即寻求FPSO标准化设计以加快建造速度。全膜系统是在传统FPSO设计基础之上的转变，它由老式油船改装而成，并根据项目具体情况进行装备。

与此同时，石油公司仍然对2014年的油价暴跌保有警惕，因而更容易接受那些承诺能够降低资本支出或运营支出的新设计。

一个新项目，说明了膜技术如何适用于脱氧和硫酸盐去除，从而减轻FPSO重量并降低其成本。

硫酸盐去除

在FPSO需要硫酸盐去除装置 (SRU) 以减少硫酸钡或锶结垢风险的情况下，纳滤 (NF) 成为了海上石油行业的首选解决方案。

纳滤系统的孔径设计为1 nm，该系统需要在注入NF膜之前进行预处理，以去除悬浮固体和污染物。直到最近，大多数的FPSO仍然依赖着介质过滤器或筒式过滤器。

超滤系统的膜标称孔径<0.1μm，是一项经过验证的技术。作为预处理步骤，这项技术受到了FPSO设计人员以及制造商的极大关注，因为它比传统的介质过滤器更加坚固，而且重量更轻。这些因素可以显著提高NF系统的使用寿命，并降低停机的总体风险。

脱氧塔

海水在注入之前通常会进行脱氧，以减少腐蚀的可能性，并创造一个抑制微生物生长的厌氧环境。用于对注入水进行脱氧的真空塔通常非常高，并且需要将超过250吨的重量集中在相对较小的占地面积中。其重量通常导致需要对甲板进行额外加固。一些真空塔穿过几层甲板，因此还需要特殊的结构工程。然而，为了确保适当的泵性能，塔在结构之中的设置位置不能过低，这意味着塔会显著高于甲板，并且需要多层钢制走道。

所有这些因素结合起来，给FPSO增加了巨大的重量，大大增加了整体结构的材料成本，同时也衍生出了一个问题，即脱氧塔是否构成了有效的空间利用。真空塔的位置和高度影响到船舶的重心和在风暴当中的表现，同时也限制了船舶起重机摆臂的位置。

几十年来，陆上作业当中一直使用膜对注入水进行脱氧，该过程对于微电子和半导体制造商而言十分常见，其流速可与海上设施相似。

同时，膜脱氧系统具有明显的重量和高度优势。膜系统最多可比同等容量的真空塔轻80%。

基于膜的SRU和脱氧设备搭配在一起，可以实现模块化建造，正如Equinor的Johan Castberg FPSO的情况一样，该油船将在2022年生产第一桶油的同时部署世界上第一个全膜注水厂。结合了膜脱氧的SRU模块可以带来广泛的益处。从单一层面上来看，其设计之中可以消除狭窄、笨拙的通道，给维护人员带来熟悉感。从更广泛的角度而言，这种组合还能提供更大程度的操作稳定性。

不断变化的客户期望

与能够提供从技术专长到化学和监控解决方案的解决方案供应商合作，能够帮助运营商实现更高的效率。运营商正在从那些对FPSO海水注入系统的膜厂操作和维护有着深入了解的供应商当中寻找有意愿的合作伙伴。这些合作伙伴将为FPSO的化学品供应提供单点联系。

与其他重工业生产商一样，石油和天然气生产商越来越倾向于签订合同服务协议。这不仅使他们能够专注于自身的核心业务，还能将变动成本转化为固定成本，从而提高项目的可预测性。

在可预见的未来，新FPSO的巨大产量和生产需求将有能力改变整个商业模式。提供膜与注水厂服务合同配对的可能性，对于一些希望保证正常运行时间和可预测注水成本的运营商而言将是极具吸引力的。这种合同可以包括化学品供应、数字监测和签约维修人员。

许多现有数据表明，从资本角度考虑，基于膜的系统在价格方面将极具竞争力。更重要的是，它们在运营费用方面也将具有极大的优势。

膜系统已经在陆上和海上应用中使用了几十年。这套技术有着卓越的跟踪记录，FPSO只是现在才开始利用而已。在解决了海上石油和天然气行业的竞争性优先事项后，随之而来的将是全新的业务方式，这种方式将使该行业的运营商和服务公司都能从中受益。