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（壓裂與鉆完井技術(shù)的革新專場）
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，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方面，一個是壓裂裝備的現(xiàn)狀和應(yīng)用，第二個就是壓裂裝備的發(fā)展趨勢。近年來國內(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)從國內(nèi)的壓裂迅速的增長可以看出來，另外國營企業(yè)也進(jìn)入這個工程服務(wù)領(lǐng)域，頁巖氣壓裂施工成為未來發(fā)展的趨勢，尤其中國跟國外有很大的區(qū)別，就是高壓力的開發(fā)。
國內(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，中國的道路都不太好，所以就是車裝，所以這個結(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)，會展上也可以看到這方面收到的成績。
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)到了三百多臺的能力，大壓裂車是兩百多臺。
另外實(shí)驗(yàn)平臺上，因?yàn)楹饬恳粋�國家你在這個裝備制造業(yè)的水平，還有一點(diǎn)就是你的實(shí)驗(yàn)平臺，經(jīng)過幾年的發(fā)展國內(nèi)在實(shí)驗(yàn)平臺已經(jīng)嚴(yán)建立了三個。第一個就 高效基礎(chǔ)上建立的實(shí)驗(yàn)平臺，對一些材料和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)建立的實(shí)驗(yàn)。另外針對壓裂裝備的關(guān)鍵部件以及檢測方面建立了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)，尤其建成了六千匹馬力的實(shí)驗(yàn)平臺。另外國內(nèi)建立的最大的已經(jīng)達(dá)到了國際最高水平了，可以進(jìn)行混合實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上這個實(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，但是我們國家在壓裂裝備上的基礎(chǔ)研究，我們可以看看這樣的場合有多少研究機(jī)構(gòu)或者高校有展臺，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。來看看我們國家的壓裂裝備的能力，截止到12年年底位置，我們國內(nèi)的壓裂裝備的能力就是12600萬，總數(shù)量是大概九百臺左右，其中去年新增了45萬匹馬力，也就是2000多臺的級別。根據(jù)幾個廠家今年的定貨來看，2013年我們預(yù)計(jì)會達(dá)到48萬，就是比去年略有增長，增長的過程中有一個突破，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，我們在廠家在展會上看到有八個廠家有這種壓裂車的生產(chǎn)能力了，但是在國內(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)ツ辏踔两衲辏踔廖磥韷毫蜒该偷脑鲩L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，一個是以新疆和四川兩個區(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。
我再舉兩個例子，一個是超高液體儲存的，目前最高的到136，就是壓力的最高線了。我們國內(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。
那么針對這些問題，因?yàn)橹袊捻搸r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)展的趨勢是要建立基礎(chǔ)的研究，第二個要工程服務(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)場安裝和維護(hù)時間，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)了國家的3000型這個重大裝備，這個不是車位上我們展的一臺壓裂車，實(shí)際上我們提高兩個滿足和兩個解決。一個是滿足大功率作業(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化的問題，都是我們的弊端。解決中國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到那個地方作業(yè)，我個人認(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，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)幾十個小時能夠面前施工作業(yè)的要求，所有的費(fèi)用就會降低。
第三個就是剛才上午講的，我們的壓力棒能不能適應(yīng)國外工廠化作業(yè)連續(xù)作業(yè)十幾個小時，實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到了十六七的小時的連續(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，我們的動力配制是全世界沒有任何國家占用的都是中國第一制造使用，而且國外的廠家也格外重視，進(jìn)行全程的跟蹤。所以3000型體現(xiàn)了壓裂裝備在國際上的先進(jìn)的水平。
為了驗(yàn)證這一點(diǎn)國外的動力廠家，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，這在中國是短板，國際上很多成形的東西在中國不難用，這一點(diǎn)也是未來的發(fā)展方面。
另外就是國產(chǎn)化的工作，所以希望在這一點(diǎn)國內(nèi)廠家能有所突破。多動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)真正的提升我們國內(nèi)壓裂裝備的技術(shù)水平，謝謝各位。
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