ISO 13628-12025 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

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》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Oilandgasindustriesincludinglowcarbonenergy—Designandoperationofsubseaproductionsystems—Part1:Generalrequirementsandrecommendations摘要随着全球能源转型加速推进以及海洋油气资源开发向深远海持续拓展，海底生产系统作为海洋油气开发的核心装备之一，其标准化建设面临新的更高要求。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》由国际标准化组织（ISO）于2025年1月27日正式发布，标准状态为现行，属于勘探和钻采设备分类。该标准是ISO13628系列标准的基础性文件，全面规定了海底生产系统设计和操作的一般要求、推荐做法及指导原则。相较于前一版本，本次修订首次将"包括低碳能源"纳入适用范围，体现了国际海底油气装备标准对全球能源结构转型和碳中和发展趋势的主动响应。本报告系统梳理了该标准的立项背景、主要技术内容、修订要点及其与我国现行国家标准和行业标准的关系，分析了该标准发布对我国海底油气装备设计制造及标准体系建设的启示，并提出了我国相关领域标准化工作的对策建议。报告认为，该标准的发布实施将对全球海底油气装备设计理念和技术路线产生深远影响，也对我国海洋油气装备制造业的国际化发展和"双碳"目标下海洋能源装备的绿色转型具有重要的参考价值和指导意义。关键词：海底生产系统；低碳能源；ISO13628；标准化；海洋油气装备；设计与操作；国际标准Keywords:SubseaProductionSystems;LowCarbonEnergy;ISO13628;Standardization;OffshoreOilandGasEquipment;DesignandOperation;InternationalStandard1引言海洋蕴藏着丰富的油气资源，随着陆地油气资源日趋枯竭和深海勘探开发技术的不断进步，海洋油气开发正加速向深水、超深水区域延伸。海底生产系统作为连接水下井口与海上水面设施的关键装备体系，集成了采油树、管汇、分离设备、增压设备、控制系统等一系列复杂子系统，其设计质量和操作水平直接关系到油气田开发的安全性、可靠性和经济性。国际标准化组织（ISO）自20世纪90年代起便着手建立海底生产系统国际标准体系。ISO13628系列标准作为该领域最重要的国际标准体系之一，涵盖了海底生产系统的设计、操作、材料、设备等全方位技术要求。其中，ISO13628-1作为该系列标准的第一部分，发挥着总纲性和基础性的指导作用。在全球应对气候变化、推动能源绿色低碳转型的大背景下，海上风电、海洋能、海底碳封存（CCS）等低碳能源技术快速发展，海底生产系统的应用场景从传统油气开采向低碳能源领域不断延伸。ISO13628-1:2025的发布，正是在这一时代背景下对原标准的重大修订和功能扩展。深入分析和研究该标准的发展脉络和技术内容，对于我国海洋油气装备制造业的技术进步、标准体系建设和国际化发展战略具有重要的现实意义。2标准立项背景2.1国际标准化形势与技术发展趋势海底生产系统技术自20世纪60年代首次应用于墨西哥湾以来，经历了半个多世纪的发展演变。根据国际能源署（IEA）的统计，全球海洋油气产量约占全球油气总产量的30%，其中深水油气产量占比持续攀升。随着水下生产系统向更长回接距离、更大水深、更高压力和温度工况方向发展，系统集成度不断提高，多学科交叉融合特征日益凸显，对标准的系统性、协调性和前瞻性提出了更高要求。ISO13628系列标准由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）下属的SC4（钻井和生产设备分技术委员会）负责制定。截至2025年，该系列已发展成为一个包含十余个部分的庞大标准族，覆盖海底生产系统的设计、材料和操作等多个维度。2.2低碳能源发展对传统标准的挑战在全球碳中和目标驱动下，低碳能源技术正以前所未有的速度发展。联合国气候变化框架公约缔约方大会第二十八届会议（COP28）达成的"阿联酋共识"明确提出"转型脱离化石燃料"的目标，进一步加速了全球能源结构的调整步伐。海底生产系统的应用场景正在发生深刻变化：-海底碳封存（CCS）：北海、墨西哥湾等地区的碳封存项目中，大量借鉴和应用海底油气生产系统的装备技术和操作经验；-海底氢能储运：海底管道输氢、海底储氢等技术方案逐步从概念走向工程示范；-海上风电与油气融合：油气平台供电由燃气轮机向海上风电供能转变，实现油气生产平台的低碳化运营；-海洋能开发利用：潮流能、波浪能等海洋能装备的设计与海底油气装备存在大量技术共性。这些新场景对原有海底生产系统标准提出了扩展和修订的迫切需求。ISO13628-1:2025在此背景下修订发布，率先在系列标准中将"包括低碳能源"纳入标准适用范围，体现了国际标准对能源转型趋势的敏锐把握和前瞻性响应。2.3原标准实施中的经验和不足原ISO13628-1:2005版本自发布以来已在全球范围内广泛应用十余年。在实施过程中，业界积累了大量实践经验，也发现了若干有待改进的问题：部分技术条款未能充分反映深水技术的最新进展，对数字化、智能化技术在海底生产系统中的应用缺乏系统性指导，标准中的一些技术要求与后续发布的其他部分之间存在衔接不畅的情况，此外原有标准在表述上聚焦于传统油气领域，其适用范围和技术要求也需要在内容和结构上加以扩展，以适应包括低碳能源装备在内的更广泛的海底作业需求。上述问题的存在，使得对ISO13628-1进行全面修订成为必要。2.4标准修订的必要性与紧迫性首先，从技术层面看，近年来海底生产系统在材料技术、密封技术、水下电力系统、水下数据处理与传输、远程监控与智能运维等方面取得了长足进展，原标准的技术要求需要同步升级。其次，从产业层面看，全球深水油气投资持续回暖，据RystadEnergy数据，2024年全球深水油气项目投资规模超过2000亿美元，海底生产系统市场规模稳步扩大，市场对统一规范的需求日益迫切。第三，从合规层面看，各国海上油气安全监管法规不断更新，标准需要与法规协同演进。综合上述因素，对ISO13628-1进行系统修订不仅是必要的，而且是紧迫的。3标准主要内容3.1标准定位与适用范围ISO13628-1:2025作为ISO13628系列标准的第1部分，在整个系列中发挥着总纲性和框架性的指导作用。该标准在ISO13628系列中的定位与作用，与GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》所规定的标准结构框架和编写规则具有内在一致性，体现了标准制定中基础通用原则的规范作用。标准明确规定了海底生产系统设计和操作的一般要求和建议，适用于石油和天然气工业中海底生产系统的全生命周期管理，包括概念设计、详细设计、制造、安装、调试、运行、维护和废弃处置等各阶段。本次修订将低碳能源领域相关内容纳入适用范围，使得该标准不仅适用于传统油气开采场景，也适用于海底碳封存、海底氢能储存与输送以及其他海洋低碳能源开发中涉及海底装备的设计和操作。标准的适用对象涵盖海底生产系统的业主方、设计方、制造方、安装承包商、运营方以及监管机构和认证机构等各相关方。3.2标准框架结构ISO13628-1:2025在结构上延续了国际标准的典型编排方式，包括：-前言：说明标准制定的技术委员会、起草过程及与其他标准的关系；-引言（Introduction）：阐述标准修订的背景、主要变化及与低碳能源的关系；-范围（Scope）：明确标准的适用领域和边界条件；-规范性引用文件（NormativeReferences）：列出实施本标准所必需引用的其他标准文件；-术语和定义（TermsandDefinitions）：统一海底生产系统领域的基本术语和定义；-缩略语（AbbreviatedTerms）：列出标准中使用的缩略语及其含义；-正文部分：系统阐述一般要求和推荐做法；-附录：提供补充性的技术指导或参考信息；-参考文献：列出标准编制过程中参考的文献资料。与前版相比，2025版在术语和定义部分进行了大幅扩充，新增了大量与低碳能源相关的术语。3.3核心技术要求3.3.1系统设计一般要求标准规定，海底生产系统的设计应基于明确的设计基础，包括环境条件、流体特性、水深、离岸距离、设计寿命、可靠性要求等关键参数。设计过程中应遵循以下原则：-全生命周期设计理念：从设计初始阶段即统筹考虑制造、安装、操作、维护和最终弃置的全过程需求；-风险导向设计方法：基于风险评估结果确定设计要求和安全等级；-人因工程考虑：在设计中充分考虑操作人员的能力限制和人机交互需求；-标准化的系统和组件选择：优先选用经过验证的标准产品和成熟技术；-可维护性设计：在设计阶段即为后续检测、维修和更换提供必要条件。3.3.2材料和腐蚀控制材料选择是海底生产系统设计的关键环节。标准对材料要求的规定涵盖：-材料应适用于设计寿命期内的预期服役工况，包括压力、温度、腐蚀介质等；-应考虑海水腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀开裂等腐蚀机制；-对弹性体材料和密封材料的适用性需进行专门评估；-对材料在富氢环境下的适用性评估要求，包括氢脆敏感性测试和选材准则，为海底氢能装备的设计提供了材料层面的技术依据；-低碳能源场景下的特殊材料要求，包括碳封存环境中CO₂-H₂S协同腐蚀等新型腐蚀工况的考量。3.3.3载荷与结构完整性标准要求设计过程中须对海底生产系统承受的各种载荷进行全面分析和评估，包括：-功能载荷：内压、温度载荷、操作载荷等；-环境载荷：波浪、海流、冰载荷（极地/寒冷地区）等；-安装载荷：吊装、下放、连接过程中的动态载荷；-意外载荷：渔网拖挂、船舶锚击、落物等偶然性载荷。针对以上各类载荷工况，设计应通过极限状态设计方法和疲劳设计方法确保结构完整性。3.3.4可靠性和可用性标准强调海底生产系统的设计应满足客户规定的可靠性和可用性目标。为此，设计过程中应开展：-可靠性分配和预计分析；-失效模式与影响分析（FMEA）；-故障树分析（FTA）；-冗余设计：对关键子系统或设备采用冗余配置；-基于可靠性中心的维护策略设计。3.3.5操作和维护要求标准对海底生产系统的操作和维护提出了系统要求，涵盖：操作程序的编制和审批、操作参数的监测和记录、海底设备的检测和状态监测、维护计划和策略的制定、应急响应程序的建立、变更管理以及操作人员的培训和资质认定等环节。对于低碳能源应用场景，还增加了相应的专项操作要求。3.3.6低碳能源相关新增内容本次修订的核心亮点之一是引入了与低碳能源相关的新增要求：-纳入海底碳封存系统的设计考虑，包括CO₂注入管线和井口设备的设计、CO₂相态控制、水合物防止措施；-增加了海底氢能储运相关设计要求，包括氢对材料的影响评估、泄漏检测和监测要求、安全防护措施等；-补充了海洋可再生能源装备与海底生产系统共用基础设施的技术要求。3.4修订的主要内容及要点（与前一版本ISO13628-1:2005的比较）从技术内容角度看，2025版相较于2005版的变化主要体现在以下几个维度：-术语体系更新：新增大量与低碳能源相关的术语和定义，同时对各术语的定义进行了完善和精确化处理；-适用范围扩展：标准名称中明确加入"包括低碳能源"字样，适用范围大幅拓宽；-技术内容升级：系统性更新了设计、材料、操作等方面的技术条款，纳入了近年来技术发展的最新成果；-安全要求强化：加强了对极端工况、意外事件和安全屏障的要求；-数字化和智能化：增加了对数字化设计、智能监测、远程操作等新技术应用的要求；-与系列标准的协调性增强：梳理了与ISO13628系列其他部分（如第2部分柔性管、第4部分水下井口和采油树设备、第5部分水下立管等）的衔接关系，消除了部分条款之间的不一致。3.5与其他相关标准的关系ISO13628-1:2025在ISO13628系列标准中居于基础地位，为系列其他标准提供总括性要求。同时，该标准与以下标准文件体系存在紧密关联：-ISO13628系列的其他部分：如ISO13628-4（水下井口和采油树设备）、ISO13628-5（水下立管）、ISO13628-7（完井或修井隔水管系统）等；-ISO19900系列：涵盖海上结构物的一般要求；-ISO10418：关于海上生产平台基本surface安全系统的标准；-IEC61892系列：关于移动式和固定式海上装置电气安装的标准。此外，我国对应的国家标准和行业标准包括GB/T21412系列（等同采用ISO13628系列的国家标准版本）以及SY/T10049等海洋石油工程行业标准，构成了较为完整的标准体系，为技术规范的落地实施提供了制度保障。4标准修订的主要参与单位ISO13628-1:2025由ISO/TC67/SC4/WG6工作组负责修订，来自全球多个国家的专家参与其中。在参与该标准修订的主要机构中，挪威船级社（DNV）发挥了重要的技术支撑和组织协调作用。挪威船级社（DNV）成立于1864年，总部位于挪威奥斯陆，是一家全球领先的风险管理和质量保证服务机构，在能源领域拥有深厚的技术积淀和广泛的行业影响力。DNV长期深度参与ISO/TC67框架下多项海底装备相关国际标准的制定和修订工作，其在海底生产系统领域的技术实力得到了全球业界的广泛认可。DNV在海事、石油天然气和可再生能源领域拥有丰富的验证、认证和咨询服务经验，每年为全球数千个能源项目提供技术支持。在ISO13628-1:2025的修订过程中，DNV的技术专家团队贡献了在海底管道完整性管理、水下装备可靠性评估、氢能和碳封存技术等方面的专业知识。特别是在低碳能源相关新增内容的起草过程中，DNV利用其在氢能技术（包括其发布的DNV-ST-F101等推荐规范中的相关技术要求）和碳捕集利用与封存（CCUS）领域的技术积累，为标准中新条款的制定提供了关键的技术输入。DNV还通过其在全球设立的多个研究实验室和技术中心，为标准中的技术指标验证提供了大量的实验数据和工程实践案例。其在挪威Høvik总部的研究设施以及在英国、美国、新加坡等地的分支机构，为各技术议题的讨论和验证提供了充足的资源保障。此外，DNV积极推进与我国油气行业的技术交流和标准合作，为我国海洋油气装备制造企业"走出去"提供了重要的标准支持和认证服务，在推动中国海洋装备产业与国际标准接轨方面发挥了桥梁作用。5标准发布意义与影响5.1对国际海底油气装备行业的影响ISO13628-1:2025的发布是海底生产系统标准化进程中的重要里程碑。该标准为全球海底生产系统的设计、制造和操作提供了统一的基准和最佳实践指南。通过将低碳能源纳入适用范围，该标准为传统油气装备向低碳能源领域的转型提供了标准指引，将有力促进海底装备技术在新能源领域的应用和推广。5.2对我国海洋油气装备制造业的启示5.3对"双碳"目标下海洋能源装备绿色转型的支撑在"双碳"目标引领下，我国海洋能源开发正加速向绿色低碳方向转型。ISO13628-1:2025将低碳能源纳入海底生产系统标准体系的做法，为我国海洋领域低碳能源装备标准化工作