中石化石油工程機械有限公司總工程師吳漢川演講——非常規壓裂裝備的研制現狀和發展趨勢（壓裂與鉆完井技術的革新專場）
各位代表下午好，我跟大家交流的題目是非常規壓裂裝備的研制現狀和發展趨勢，我來自中石油第四機械廠，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狀和應用，第二個就是壓裂裝備的發展趨勢。近年來國內非常規油氣，尤其是水平井的油氣，使我們的工程和數量都在增加，這點從國內的壓裂迅速的增長可以看出來，另外國營企業也進入這個工程服務領域，頁巖氣壓裂施工成為未來發展的趨勢，尤其中國跟國外有很大的區別，就是高壓力的開發。
國內已經有研發的體系，我們知道北美的都是脫裝，因為道路都比較好，中國的道路都不太好，所以就是車裝，所以這個結構這幾年已經達到了先進的水平。壓力裝備里邊關鍵的技術就是壓裂棒混合技術和控制核心方面取得了進，會展上也可以看到這方面收到的成績。
那么壓裂裝備產業化能力我們可以看到已經有700臺和40套壓力裝備的生產能力，那么從12年的規模上來看從小到大基本上達到了三百多臺的能力，大壓裂車是兩百多臺。
另外實驗平臺上，因為衡量一個國家你在這個裝備制造業的水平，還有一點就是你的實驗平臺，經過幾年的發展國內在實驗平臺已經嚴建立了三個。第一個就 高效基礎上建立的實驗平臺，對一些材料和基礎實驗建立的實驗。另外針對壓裂裝備的關鍵部件以及檢測方面建立了關鍵的實驗，尤其建成了六千匹馬力的實驗平臺。另外國內建立的最大的已經達到了國際最高水平了，可以進行混合實驗，實際上這個實驗裝置的建立是為了設備的更可靠更完善的提供給用戶打下的基礎。
然后國內在大型壓裂裝備已經有了突破性的進展，尤其是2500型壓裂機組在國內的施工中收到了很好的效益，另外就是降低了作業成本，但是我們國家在壓裂裝備上的基礎研究，我們可以看看這樣的場合有多少研究機構或者高校有展臺，也就是我們的研發的創新，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展實際就要提高我們的技術效率，顯得尤其的關鍵。來看看我們國家的壓裂裝備的能力，截止到12年年底位置，我們國內的壓裂裝備的能力就是12600萬，總數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。根據幾個廠家今年的定貨來看，2013年我們預計會達到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型占據了訂貨量的75%左右。那么在企業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能力了，但是在國內還是主要集中在機械廠有54的份額，進口產品是指國內2007年以前，目前還有很大的份額。
是什么原因早就了我們去年，甚至今年，甚至未來壓裂迅猛的增長呢?實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塊為特點的氣層改造，第二就是致密油氣的開發，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也使水平井，使壓裂的工作量成倍，甚至有些區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。我們國內高端的裝備，這種裝備是適應改造的首要的技術條件。
第二方面就是頁巖氣的，頁巖氣剛才實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，這樣已經達到國際商中等偏上的水平了。所以萬方液千方砂已經開始在中國推廣了，而且也收到了效果，只是后續管理還存在不足。
那么針對這些問題，因為中國的頁巖氣大部分在丘陵和山區，那么我們的裝備怎么發展，那么非常規的開發就是高效率，低成本。我們總結了國內非常規油氣井的情況，基本上壓裂的費用占三千萬，就是整個費用的30%左右。然后還包括工具、壓裂液和裝備的費用各占三分之一。那么還有就是提高單機的工作能力，第二就是經濟的選型，第三就是裝備的整體的配套，還有降低使用維護成本，還有智能化和規模化開采可以降低成本。
現在真正要發展的趨勢是要建立基礎的研究，第二個要工程服務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行整個的配套。第三就是提升關鍵部件的質量，保證施工作業安全，有的時候設備裝備出現問題說明我們的質量不可靠，造成施工成本的增加。另外要減少現場安裝和維護時間，真正的提高作業效率，我們的研發還是以成倍的增加為效率，呈逐漸的減少成本的成本來發展。
中石化就是承擔了國家的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輸，怎么適應于山區，還有集成裝備的群控和適應性的問題，這就是3000型真正研制要達到的最終目標。目前大家都在走一種加法的格局，大家都是有加，因為裝備并不是越大越好，規模增大需要裝備，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備減少，另外連接管減少費用，這個能力提升只是一方面。
第二就是經濟的選型和應用，一個壓裂的選型一定要根據不同的區塊，鄂爾多斯的區塊很多地方買2500到那個地方作業，我個人認為是浪費，我們一定要用經濟的手段來選擇，看看是適應什么樣的體系的，來進行不同的配制，所以不要一味追求大，而要追求合適。
另外降低成本方面，實際上使用維護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，提高它的工作壽命，來滿足施工作業的需要。第二就是材料的研究，目前國內正在從事這方面的研究，現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，連續作業幾十個小時能夠面前施工作業的要求，所有的費用就會降低。
第三個就是剛才上午講的，我們的壓力棒能不能適應國外工廠化作業連續作業十幾個小時，實際上已經達到了十六七的小時的連續作業，所以我們做了兩種棒的百萬沖刺實驗，這種實驗是工認的驗證棒的可靠性和成形的產品，我們做過兩次實驗。那么這個基礎上我們形成了3000型，3000型不是重，而是有一定的技術含量的，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，進行全程的跟蹤。所以3000型體現了壓裂裝備在國際上的先進的水平。
為了驗證這一點國外的動力廠家，我們的高校和合作單位都全程進行了一些實驗，包括一些數據。第二個關鍵技術圍繞壓力裝備就是混砂，這點我們要注意自主創新，另外就是自動化發展，中石油和中石化都提出這一點，現在壓裂廠家很多，無法實現信息傳輸，我們希望有統一的標準進行傳輸和實施。最關鍵一點就是連續配套的能力，配套能力包括連續配液和輸砂，這在中國是短板，國際上很多成形的東西在中國不難用，這一點也是未來的發展方面。
另外就是國產化的工作，所以希望在這一點國內廠家能有所突破。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，或者更新的東西實現。另外就是海上的工作，真正的壓裂裝備的技術先進性體現在壓裂船上，所以我們合作開發壓裂船的工作。
總之我們壓裂工作的開展是圍繞著未來非常規油氣的開發來未來的方案上進行大系統的研究，包括裝備、控制系統以及技術和服務整個的。希望通過技術的發展在三到五年內真正的提升我們國內壓裂裝備的技術水平，謝謝各位。
發布信息
