包括低碳能源在内的石油和天然气工业 海底生产系统的设计和操作 第1部分一般要求和建议标准立项发展报告

石油和天然气工业（包括低碳能源）海底生产系统设计和操作第1部分：一般要求和建议标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ISO13628-1:2025Oilandgasindustriesincludinglowcarbonenergy—Designandoperationofsubseaproductionsystems—Part1:Generalrequirementsandrecommendations摘要随着全球能源结构向低碳化转型，海洋石油和天然气工业正面临前所未有的挑战与机遇。海底生产系统作为深水及边际油气田开发的核心技术，其设计、操作和维护的标准化对于确保作业安全、提升运营效率、降低环境影响具有至关重要的意义。本标准立项发展报告以国际标准化组织（ISO）于2025年1月发布的最新版标准ISO13628-1:2025《包括低碳能源在内的石油和天然气工业海底生产系统的设计和操作第1部分：一般要求和建议》为核心研究对象。报告系统阐述了该标准的修订背景，深入分析了其相较于前版在适用范围上的重大拓展，即明确纳入了低碳能源（如海上风电、海洋能、碳捕集与封存（CCS）等）的相关要求和经验。报告重点解读了标准在系统设计原则、安全屏障、材料选择、操作完整性管理及退役规划等方面的关键技术内容与核心要求。结论指出，该标准的发布不仅巩固了其在海底生产系统设计领域的国际权威地位，更为油气行业与新兴海洋能源技术的融合提供了统一的技术框架，对于推动未来海洋能源的可持续、安全、集约化开发具有里程碑式的指导意义和实用价值。关键词：ISO13628-1；海底生产系统；石油天然气；低碳能源；设计与操作；标准化；安全完整性；海洋工程Keywords:ISO13628-1;SubseaProductionSystem(SPS);OilandGas;LowCarbonEnergy;DesignandOperation;Standardization;SafetyIntegrity;OffshoreEngineering正文1.标准修订背景与研发意义海洋，尤其是深水区域，依然是全球石油和天然气资源的重要接替区。然而，随着“双碳”目标的全球共识形成，传统油气工业正加速向低碳、零碳能源体系融合。这一转变对海底生产系统提出了全新的要求：系统不仅要处理传统的油、气、水混合物，还需集成碳捕集与封存（CCS）、海底电力分配、海上风电与海洋能接口、以及氢气等新型低碳能源的输送与处理功能。在这一背景下，国际标准化组织（ISO）对原ISO13628-1标准进行了系统性修订，于2025年1月27日正式发布了ISO13628-1:2025版。本次修订的标准编号明确标注为“包括低碳能源在内的石油和天然气工业”，这并非简单的术语添加，而是标准适用范围的根本性扩展。它标志着海底生产系统的设计与操作标准正式从单一油气场景向“油气+新能源”多场景共生迈出了关键一步。该标准的立项与发展，旨在解决传统设计与操作规范在面对新兴能源形态时存在的适用性、安全性和兼容性问题，为构建综合性、多功能的海洋能源岛或海底枢纽提供统一的技术语言与安全准则。2.标准核心内容分析ISO13628-1:2025作为整个ISO13628系列（海底生产系统设计和操作）的基础性文件，为系统选择、设计、制造、测试、安装、操作、维护和退役提供了总体框架和通用要求。相较于前版（如ISO13628-1:2005或更早的APIRP17A），新版标准主要呈现出以下技术演进与核心内容：2.1适用范围与术语的扩展新版标准最显著的变化是明确了将“低碳能源应用”纳入其范围。这要求系统设计必须考虑以下因素：-碳捕集与封存（CCS）：涵盖将捕获的CO2注入海底地层所需的海底注入系统，包括模块、阀门、管汇、监控设备等。-海上可再生能源：为海上风电、波浪能、潮流能等提供电力输送至陆地的海底电缆及变电、控制设备的设计与集成要求。-氢气输送：针对氢气（特别是蓝氢和绿氢）的特殊物理化学性质（如脆化、泄漏性），提出了材料选择、密封设计及安全防护的专门建议。标准在术语部分增加了如“低碳能源模块”、“海底电力中心”、“碳封存注入井口”等全新定义，确保行业沟通的准确性。2.2系统设计和安全原则标准强调了基于风险的设计理念（Risk-BasedDesign），并对安全屏障（SafetyBarriers）的冗余性和可靠性提出了更高要求。主要内容包括：-通用设计原则：强调了设备在极端海洋环境（高压、高温、深水）下的结构完整性、疲劳寿命分析和可靠性设计。-接口管理：针对多能源共存的复杂系统，提出了严格的接口管理要求，包括机械、电气、液压、化学注入及控制系统的兼容性定义与测试。-安全完整性等级（SIL）：明确引用IEC61508/61511系列标准，对关键安全功能（如紧急关断阀）提出了具体的SIL要求。-集成操作与远程控制：随着无人化和自动化水平提升，标准详细阐述了远程控制、状态监测（ConditionMonitoring）及基于数据云平台的运维策略要求。2.3材料与腐蚀控制面对新介质的挑战，标准对材料选择提出了更为细致的指导：-抗氢脆性：评估和选择氢环境下的金属与非金属材料。-CO2腐蚀：针对CCS中的高浓度或超临界CO2，详细规定了抗腐蚀合金（CRA）或缓蚀剂的应用条件。-非金属材料：对海底电缆、软管、密封件等非金属制品在高压、低温和化学暴露下的老化、蠕变和渗透性提出了测试规范。2.4退役与环保要求呼应了全球对海洋环境影响的关注。标准新增了设计阶段即考虑退役（DesignforDecommissioning）的要求。这意味着在设计初期就需要规划如何安全、经济、环保地进行系统回收、井口封堵或原地弃置（如允许），减少对海底生态的长期影响。3.标准涉及的主要参与单位介绍本标准的成功修订离不开众多国际一流企业和科研机构的贡献。在这里，我们重点介绍一家在国际标准化领域具有卓越声誉的技术委员会核心秘书处承担单位——挪威船级社（DNV）。单位概况与地位：DNV（DetNorskeVeritas）成立于1864年，总部位于挪威奥斯陆，是全球领先的独立风险管理与质量保证服务机构。作为ISO/TC67（石油、石化和天然气工业用材料、设备和海上结构技术委员会）中多个工作组的重要成员和召集方，DNV在海底工程标准制定方面拥有无可比拟的权威性。特别是在海洋工程与新能源结合领域，DNV凭借其深厚的技术积累，在该标准的修订中扮演了技术引领与框架整合的关键角色。在标准修订中的具体贡献：-技术框架构建：DNV的技术专家团队深度参与了低能源模块与油气系统接口界面的定义工作。他们基于在CCS和海上风电领域的项目经验，提出了确保系统安全可靠运行的通用设计原则与技术解决方案。-风险分析方法论：DNV将其在风险评估（如定量风险评估QRA、失效模式与影响分析FMEA）方面的领先工具和经验融入标准，指导如何在新混合模式下进行全生命周期的风险识别、评价与管控。-材料与测试验证：DNV下属的多个先进实验室（如材料腐蚀实验室、高压测试中心）为证实氢气对现有金属材料的影响提供了大量实验数据，从而促成了标准中关于“抗氢脆密封及阀门”要求的准确表述。-标准推广与培训：DNV投入大量资源进行标准发布后的宣贯与培训工作。其开发的专业培训课程和认证服务，帮助全球范围内的工程公司和运营商快速理解并应用新版标准，降低了标准落地执行的门槛。通过DNV这样的权威机构深度参与，ISO13628-1:2025不仅继承了原有的严谨性与专业性，更具备了前瞻性和实践的强指导性，确保了标准能够引领行业发展。4.结论ISO13628-1:2025《包括低碳能源在内的石油和天然气工业海底生产系统的设计和操作第1部分：一般要求和建议》的发布，是海洋能源领域标准化进程中的一座重要里程碑。它突破性地将传统油气工业的成熟经验与新兴低碳能源技术的特殊需求进行了融合与规范化，为未来多能源共生的海洋开发模式提供了不可或缺的技术基础。展望未来，随着海底电力整合、深海矿产开采及海洋碳汇技术的进一步发展，该标准自身的更新迭代也将持续。我们有理由相信，该标准将成为推动全