中石化石油工程机械有限公司总工程师吴汉川演讲——非常规压裂装备的研制现状和发展趋势（压裂与钻完井技术的革新专场）

　　各位代表下午好，我跟大家交流的题目是非常规压裂装备的研制现状和发展趋势，我来自中石油第四机械厂，我一直从事压裂的装备的研制的工作。我探讨的工作有两个方面，一个是压裂装备的现状和应用，第二个就是压裂装备的发展趋势。近年来国内非常规油气，尤其是水平井的油气，使我们的工程和数量都在增加，这点从国内的压裂迅速的增长可以看出来，另外国营企业也进入这个工程服务领域，页岩气压裂施工成为未来发展的趋势，尤其中国跟国外有很大的区别，就是高压力的开发。

　　国内已经有研发的体系，我们知道北美的都是脱装，因为道路都比较好，中国的道路都不太好，所以就是车装，所以这个结构这几年已经达到了先进的水平。压力装备里边关键的技术就是压裂棒混合技术和控制核心方面取得了进，会展上也可以看到这方面收到的成绩。

　　那么压裂装备产业化能力我们可以看到已经有700台和40套压力装备的生产能力，那么从12年的规模上来看从小到大基本上达到了三百多台的能力，大压裂车是两百多台。

　　另外实验平台上，因为衡量一个国家你在这个装备制造业的水平，还有一点就是你的实验平台，经过几年的发展国内在实验平台已经严建立了三个。第一个就 高效基础上建立的实验平台，对一些材料和基础实验建立的实验。另外针对压裂装备的关键部件以及检测方面建立了关键的实验，尤其建成了六千匹马力的实验平台。另外国内建立的最大的已经达到了国际最高水平了，可以进行混合实验，实际上这个实验装置的建立是为了设备的更可靠更完善的提供给用户打下的基础。

　　然后国内在大型压裂装备已经有了突破性的进展，尤其是2500型压裂机组在国内的施工中收到了很好的效益，另外就是降低了作业成本，但是我们国家在压裂装备上的基础研究，我们可以看看这样的场合有多少研究机构或者高校有展台，也就是我们的研发的创新，另外配套也有诸多的问题。

　　我们压裂装备真正要突破未来的发展实际就要提高我们的技术效率，显得尤其的关键。来看看我们国家的压裂装备的能力，截止到12年年底位置，我们国内的压裂装备的能力就是12600万，总数量是大概九百台左右，其中去年新增了45万匹马力，也就是2000多台的级别。根据几个厂家今年的定货来看，2013年我们预计会达到48万，就是比去年略有增长，增长的过程中有一个突破，就是2500型、3000型甚至3500型占据了订货量的75%左右。那么在企业的分布就是制造厂家来看，我们在厂家在展会上看到有八个厂家有这种压裂车的生产能力了，但是在国内还是主要集中在机械厂有54的份额，进口产品是指国内2007年以前，目前还有很大的份额。

　　是什么原因早就了我们去年，甚至今年，甚至未来压裂迅猛的增长呢?实际上页岩气是很小的一部分，我们这几年的突破，尤其是改造，一个是以新疆和四川两个区块为特点的气层改造，第二就是致密油气的开发，以鄂尔多斯为主，包括吉林、松辽盆地等。那么这些致密气的开发也使水平井，使压裂的工作量成倍，甚至有些区块从十倍的百倍的概念。有些集中在一些盆地的地方，页岩气也有突破，我也有的现场跟踪了，目前来讲有突破，但是也遇到了很多困难。

　　我再举两个例子，一个是超高液体储存的，目前最高的到136，就是压力的最高线了。我们国内高端的装备，这种装备是适应改造的首要的技术条件。

　　第二方面就是页岩气的，页岩气刚才实际上最新跟踪的今年一月份参加的水平井页岩气是24段，而且工作压力到94兆帕，这样已经达到国际商中等偏上的水平了。所以万方液千方砂已经开始在中国推广了，而且也收到了效果，只是后续管理还存在不足。

　　那么针对这些问题，因为中国的页岩气大部分在丘陵和山区，那么我们的装备怎么发展，那么非常规的开发就是高效率，低成本。我们总结了国内非常规油气井的情况，基本上压裂的费用占三千万，就是整个费用的30%左右。然后还包括工具、压裂液和装备的费用各占三分之一。那么还有就是提高单机的工作能力，第二就是经济的选型，第三就是装备的整体的配套，还有降低使用维护成本，还有智能化和规模化开采可以降低成本。

　　现在真正要发展的趋势是要建立基础的研究，第二个要工程服务商提供压裂装备整体配套方案，我们一定要有辅助配套的装备进行整个的配套。第三就是提升关键部件的质量，保证施工作业安全，有的时候设备装备出现问题说明我们的质量不可靠，造成施工成本的增加。另外要减少现场安装和维护时间，真正的提高作业效率，我们的研发还是以成倍的增加为效率，呈逐渐的减少成本的成本来发展。

　　中石化就是承担了国家的3000型这个重大装备，这个不是车位上我们展的一台压裂车，实际上我们提高两个满足和两个解决。一个是满足大功率作业的安全性和可靠性的问题。第二就是满足压裂工艺的高剂量和自动化的问题，都是我们的弊端。解决中国的特殊的道路的情况下的运输，怎么适应于山区，还有集成装备的群控和适应性的问题，这就是3000型真正研制要达到的最终目标。目前大家都在走一种加法的格局，大家都是有加，因为装备并不是越大越好，规模增大需要装备，需要更高效率的压裂装备，但并不是简单的加法。我们看压裂装备工作能力的提升不仅是设备减少，另外连接管减少费用，这个能力提升只是一方面。

　　第二就是经济的选型和应用，一个压裂的选型一定要根据不同的区块，鄂尔多斯的区块很多地方买2500到那个地方作业，我个人认为是浪费，我们一定要用经济的手段来选择，看看是适应什么样的体系的，来进行不同的配制，所以不要一味追求大，而要追求合适。

　　另外降低成本方面，实际上使用维护成本对压裂来说最大的就是压裂棒，以前我们有各种各样的棒，有一个整体的概念，参展也可以看到很多商家做。那么现在我们提到降低成本，第一个是降低冲刺就是我最根本的目标，提高它的工作寿命，来满足施工作业的需要。第二就是材料的研究，目前国内正在从事这方面的研究，现在普通的棒头就是两三百的小时，那么能否把棒头寿命提高20%、50%，这样也就是工厂化作业，连续作业几十个小时能够面前施工作业的要求，所有的费用就会降低。

　　第三个就是刚才上午讲的，我们的压力棒能不能适应国外工厂化作业连续作业十几个小时，实际上已经达到了十六七的小时的连续作业，所以我们做了两种棒的百万冲刺实验，这种实验是工认的验证棒的可靠性和成形的产品，我们做过两次实验。那么这个基础上我们形成了3000型，3000型不是重，而是有一定的技术含量的，3500比2500的还轻，我们的配制有各种配制，为什么说世界上第一套或者最先进的，我们的动力配制是全世界没有任何国家占用的都是中国第一制造使用，而且国外的厂家也格外重视，进行全程的跟踪。所以3000型体现了压裂装备在国际上的先进的水平。

　　为了验证这一点国外的动力厂家，我们的高校和合作单位都全程进行了一些实验，包括一些数据。第二个关键技术围绕压力装备就是混砂，这点我们要注意自主创新，另外就是自动化发展，中石油和中石化都提出这一点，现在压裂厂家很多，无法实现信息传输，我们希望有统一的标准进行传输和实施。最关键一点就是连续配套的能力，配套能力包括连续配液和输砂，这在中国是短板，国际上很多成形的东西在中国不难用，这一点也是未来的发展方面。

　　另外就是国产化的工作，所以希望在这一点国内厂家能有所突破。多动力和模块的问题今天中行的也专门来看了我们的，也专门跟我们有合作的意向，将涡轮动力，更小体系，或者更新的东西实现。另外就是海上的工作，真正的压裂装备的技术先进性体现在压裂船上，所以我们合作开发压裂船的工作。

　　总之我们压裂工作的开展是围绕着未来非常规油气的开发来未来的方案上进行大系统的研究，包括装备、控制系统以及技术和服务整个的。希望通过技术的发展在三到五年内真正的提升我们国内压裂装备的技术水平，谢谢各位。