中石化石油工程機(jī)械有限公司總工程師吳漢川演講——非常規(guī)壓裂裝備的研制現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（壓裂與鉆完井技術(shù)的革新專場(chǎng)）
各位代表下午好，我跟大家交流的題目是非常規(guī)壓裂裝備的研制現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，我來自中石油第四機(jī)械廠，我一直從事壓裂的裝備的研制的工作。我探討的工作有兩個(gè)方面，一個(gè)是壓裂裝備的現(xiàn)狀和應(yīng)用，第二個(gè)就是壓裂裝備的發(fā)展趨勢(shì)。近年來國(guó)內(nèi)非常規(guī)油氣，尤其是水平井的油氣，使我們的工程和數(shù)量都在增加，這點(diǎn)從國(guó)內(nèi)的壓裂迅速的增長(zhǎng)可以看出來，另外國(guó)營(yíng)企業(yè)也進(jìn)入這個(gè)工程服務(wù)領(lǐng)域，頁巖氣壓裂施工成為未來發(fā)展的趨勢(shì)，尤其中國(guó)跟國(guó)外有很大的區(qū)別，就是高壓力的開發(fā)。
國(guó)內(nèi)已經(jīng)有研發(fā)的體系，我們知道北美的都是脫裝，因?yàn)榈缆范急容^好，中國(guó)的道路都不太好，所以就是車裝，所以這個(gè)結(jié)構(gòu)這幾年已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)的水平。壓力裝備里邊關(guān)鍵的技術(shù)就是壓裂棒混合技術(shù)和控制核心方面取得了進(jìn)，會(huì)展上也可以看到這方面收到的成績(jī)。
那么壓裂裝備產(chǎn)業(yè)化能力我們可以看到已經(jīng)有700臺(tái)和40套壓力裝備的生產(chǎn)能力，那么從12年的規(guī)模上來看從小到大基本上達(dá)到了三百多臺(tái)的能力，大壓裂車是兩百多臺(tái)。
另外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，因?yàn)楹饬恳粋�(gè)國(guó)家你在這個(gè)裝備制造業(yè)的水平，還有一點(diǎn)就是你的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，經(jīng)過幾年的發(fā)展國(guó)內(nèi)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已經(jīng)嚴(yán)建立了三個(gè)。第一個(gè)就 高效基礎(chǔ)上建立的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)一些材料和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)建立的實(shí)驗(yàn)。另外針對(duì)壓裂裝備的關(guān)鍵部件以及檢測(cè)方面建立了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)，尤其建成了六千匹馬力的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。另外國(guó)內(nèi)建立的最大的已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際最高水平了，可以進(jìn)行混合實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的建立是為了設(shè)備的更可靠更完善的提供給用戶打下的基礎(chǔ)。
然后國(guó)內(nèi)在大型壓裂裝備已經(jīng)有了突破性的進(jìn)展，尤其是2500型壓裂機(jī)組在國(guó)內(nèi)的施工中收到了很好的效益，另外就是降低了作業(yè)成本，但是我們國(guó)家在壓裂裝備上的基礎(chǔ)研究，我們可以看看這樣的場(chǎng)合有多少研究機(jī)構(gòu)或者高校有展臺(tái)，也就是我們的研發(fā)的創(chuàng)新，另外配套也有諸多的問題。
我們壓裂裝備真正要突破未來的發(fā)展實(shí)際就要提高我們的技術(shù)效率，顯得尤其的關(guān)鍵。來看看我們國(guó)家的壓裂裝備的能力，截止到12年年底位置，我們國(guó)內(nèi)的壓裂裝備的能力就是12600萬，總數(shù)量是大概九百臺(tái)左右，其中去年新增了45萬匹馬力，也就是2000多臺(tái)的級(jí)別。根據(jù)幾個(gè)廠家今年的定貨來看，2013年我們預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到48萬，就是比去年略有增長(zhǎng)，增長(zhǎng)的過程中有一個(gè)突破，就是2500型、3000型甚至3500型占據(jù)了訂貨量的75%左右。那么在企業(yè)的分布就是制造廠家來看，我們?cè)趶S家在展會(huì)上看到有八個(gè)廠家有這種壓裂車的生產(chǎn)能力了，但是在國(guó)內(nèi)還是主要集中在機(jī)械廠有54的份額，進(jìn)口產(chǎn)品是指國(guó)內(nèi)2007年以前，目前還有很大的份額。
是什么原因早就了我們?nèi)ツ辏踔两衲�，甚至未來壓裂迅猛的增長(zhǎng)呢?實(shí)際上頁巖氣是很小的一部分，我們這幾年的突破，尤其是改造，一個(gè)是以新疆和四川兩個(gè)區(qū)塊為特點(diǎn)的氣層改造，第二就是致密油氣的開發(fā)，以鄂爾多斯為主，包括吉林、松遼盆地等。那么這些致密氣的開發(fā)也使水平井，使壓裂的工作量成倍，甚至有些區(qū)塊從十倍的百倍的概念。有些集中在一些盆地的地方，頁巖氣也有突破，我也有的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤了，目前來講有突破，但是也遇到了很多困難。
我再舉兩個(gè)例子，一個(gè)是超高液體儲(chǔ)存的，目前最高的到136，就是壓力的最高線了。我們國(guó)內(nèi)高端的裝備，這種裝備是適應(yīng)改造的首要的技術(shù)條件。
第二方面就是頁巖氣的，頁巖氣剛才實(shí)際上最新跟蹤的今年一月份參加的水平井頁巖氣是24段，而且工作壓力到94兆帕，這樣已經(jīng)達(dá)到國(guó)際商中等偏上的水平了。所以萬方液千方砂已經(jīng)開始在中國(guó)推廣了，而且也收到了效果，只是后續(xù)管理還存在不足。
那么針對(duì)這些問題，因?yàn)橹袊?guó)的頁巖氣大部分在丘陵和山區(qū)，那么我們的裝備怎么發(fā)展，那么非常規(guī)的開發(fā)就是高效率，低成本。我們總結(jié)了國(guó)內(nèi)非常規(guī)油氣井的情況，基本上壓裂的費(fèi)用占三千萬，就是整個(gè)費(fèi)用的30%左右。然后還包括工具、壓裂液和裝備的費(fèi)用各占三分之一。那么還有就是提高單機(jī)的工作能力，第二就是經(jīng)濟(jì)的選型，第三就是裝備的整體的配套，還有降低使用維護(hù)成本，還有智能化和規(guī)模化開采可以降低成本。
現(xiàn)在真正要發(fā)展的趨勢(shì)是要建立基礎(chǔ)的研究，第二個(gè)要工程服務(wù)商提供壓裂裝備整體配套方案，我們一定要有輔助配套的裝備進(jìn)行整個(gè)的配套。第三就是提升關(guān)鍵部件的質(zhì)量，保證施工作業(yè)安全，有的時(shí)候設(shè)備裝備出現(xiàn)問題說明我們的質(zhì)量不可靠，造成施工成本的增加。另外要減少現(xiàn)場(chǎng)安裝和維護(hù)時(shí)間，真正的提高作業(yè)效率，我們的研發(fā)還是以成倍的增加為效率，呈逐漸的減少成本的成本來發(fā)展。
中石化就是承擔(dān)了國(guó)家的3000型這個(gè)重大裝備，這個(gè)不是車位上我們展的一臺(tái)壓裂車，實(shí)際上我們提高兩個(gè)滿足和兩個(gè)解決。一個(gè)是滿足大功率作業(yè)的安全性和可靠性的問題。第二就是滿足壓裂工藝的高劑量和自動(dòng)化的問題，都是我們的弊端。解決中國(guó)的特殊的道路的情況下的運(yùn)輸，怎么適應(yīng)于山區(qū)，還有集成裝備的群控和適應(yīng)性的問題，這就是3000型真正研制要達(dá)到的最終目標(biāo)。目前大家都在走一種加法的格局，大家都是有加，因?yàn)檠b備并不是越大越好，規(guī)模增大需要裝備，需要更高效率的壓裂裝備，但并不是簡(jiǎn)單的加法。我們看壓裂裝備工作能力的提升不僅是設(shè)備減少，另外連接管減少費(fèi)用，這個(gè)能力提升只是一方面。
第二就是經(jīng)濟(jì)的選型和應(yīng)用，一個(gè)壓裂的選型一定要根據(jù)不同的區(qū)塊，鄂爾多斯的區(qū)塊很多地方買2500到那個(gè)地方作業(yè)，我個(gè)人認(rèn)為是浪費(fèi)，我們一定要用經(jīng)濟(jì)的手段來選擇，看看是適應(yīng)什么樣的體系的，來進(jìn)行不同的配制，所以不要一味追求大，而要追求合適。
另外降低成本方面，實(shí)際上使用維護(hù)成本對(duì)壓裂來說最大的就是壓裂棒，以前我們有各種各樣的棒，有一個(gè)整體的概念，參展也可以看到很多商家做。那么現(xiàn)在我們提到降低成本，第一個(gè)是降低沖刺就是我最根本的目標(biāo)，提高它的工作壽命，來滿足施工作業(yè)的需要。第二就是材料的研究，目前國(guó)內(nèi)正在從事這方面的研究，現(xiàn)在普通的棒頭就是兩三百的小時(shí)，那么能否把棒頭壽命提高20%、50%，這樣也就是工廠化作業(yè)，連續(xù)作業(yè)幾十個(gè)小時(shí)能夠面前施工作業(yè)的要求，所有的費(fèi)用就會(huì)降低。
第三個(gè)就是剛才上午講的，我們的壓力棒能不能適應(yīng)國(guó)外工廠化作業(yè)連續(xù)作業(yè)十幾個(gè)小時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到了十六七的小時(shí)的連續(xù)作業(yè)，所以我們做了兩種棒的百萬沖刺實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)是工認(rèn)的驗(yàn)證棒的可靠性和成形的產(chǎn)品，我們做過兩次實(shí)驗(yàn)。那么這個(gè)基礎(chǔ)上我們形成了3000型，3000型不是重，而是有一定的技術(shù)含量的，3500比2500的還輕，我們的配制有各種配制，為什么說世界上第一套或者最先進(jìn)的，我們的動(dòng)力配制是全世界沒有任何國(guó)家占用的都是中國(guó)第一制造使用，而且國(guó)外的廠家也格外重視，進(jìn)行全程的跟蹤。所以3000型體現(xiàn)了壓裂裝備在國(guó)際上的先進(jìn)的水平。
為了驗(yàn)證這一點(diǎn)國(guó)外的動(dòng)力廠家，我們的高校和合作單位都全程進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，包括一些數(shù)據(jù)。第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)圍繞壓力裝備就是混砂，這點(diǎn)我們要注意自主創(chuàng)新，另外就是自動(dòng)化發(fā)展，中石油和中石化都提出這一點(diǎn)，現(xiàn)在壓裂廠家很多，無法實(shí)現(xiàn)信息傳輸，我們希望有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸和實(shí)施。最關(guān)鍵一點(diǎn)就是連續(xù)配套的能力，配套能力包括連續(xù)配液和輸砂，這在中國(guó)是短板，國(guó)際上很多成形的東西在中國(guó)不難用，這一點(diǎn)也是未來的發(fā)展方面。
另外就是國(guó)產(chǎn)化的工作，所以希望在這一點(diǎn)國(guó)內(nèi)廠家能有所突破。多動(dòng)力和模塊的問題今天中行的也專門來看了我們的，也專門跟我們有合作的意向，將渦輪動(dòng)力，更小體系，或者更新的東西實(shí)現(xiàn)。另外就是海上的工作，真正的壓裂裝備的技術(shù)先進(jìn)性體現(xiàn)在壓裂船上，所以我們合作開發(fā)壓裂船的工作。
總之我們壓裂工作的開展是圍繞著未來非常規(guī)油氣的開發(fā)來未來的方案上進(jìn)行大系統(tǒng)的研究，包括裝備、控制系統(tǒng)以及技術(shù)和服務(wù)整個(gè)的。希望通過技術(shù)的發(fā)展在三到五年內(nèi)真正的提升我們國(guó)內(nèi)壓裂裝備的技術(shù)水平，謝謝各位。
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