中原油田引進(jìn)國(guó)內(nèi)首套車載式2500型壓裂機(jī)組,量身定做管理及使用方法

    壓裂了延頁(yè)平1井、涪頁(yè)1井和濮1-FP1井等10多口1字號(hào)井，次次成功；完成我國(guó)第一口頁(yè)巖氣壓裂井方深1井的施工任務(wù)；搶先進(jìn)入頁(yè)巖氣壓裂施工領(lǐng)域，成功壓裂了4口頁(yè)巖氣井……近年，中原油田在壓裂施工中取得的一系列成果，都是使用2500型壓裂機(jī)組為主體的壓裂設(shè)備后創(chuàng)造的。

    擁有世界首套車載式2500型壓裂機(jī)組

    要想讓油層快出油，就要先給油層注入能量。

    “油氣埋于地層深處，壓裂是通過給地層‘造縫’使油氣順利采出。”中原油田井下特種作業(yè)處裝備科副科長(zhǎng)李立介紹。

    2007年，普光氣田進(jìn)入產(chǎn)能建設(shè)的關(guān)鍵階段，一個(gè)世界級(jí)難題擺在中原油田面前：普光氣田的動(dòng)用區(qū)域是儲(chǔ)量豐度高、物性較好的儲(chǔ)層，地層堅(jiān)硬致密，酸壓施工是普光氣田投產(chǎn)的主要措施。由于地層壓力大、硫化氫及二氧化碳含量高、天然氣藏較深等特點(diǎn)，施工難度大，技術(shù)要求高。

    當(dāng)時(shí)，中原油田的1000型、1400型和2000型常規(guī)壓裂機(jī)組無法滿足大酸量、大排量、高泵壓施工的需要。

    “引進(jìn)世界先進(jìn)的2500型壓裂機(jī)組。”中原油田領(lǐng)導(dǎo)決定。

    2500型壓裂機(jī)組是全球功率最大的壓裂設(shè)備，最大輸出功率達(dá)2059.4千瓦，最高工作壓力達(dá)140兆帕，能滿足超深井、超高壓井等井型的壓裂作業(yè)需要。

    當(dāng)時(shí)，2500型壓裂機(jī)組在國(guó)外廣泛應(yīng)用，是大型壓裂施工作業(yè)的主力機(jī)型，但車載2500型壓裂機(jī)組仍是“空白”。而國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的拖掛式2500型壓裂機(jī)組車身長(zhǎng)，不適合在普光地區(qū)的山路上運(yùn)輸。

    根據(jù)集團(tuán)公司的設(shè)備采購(gòu)規(guī)定，中原油田向江漢油田第四機(jī)械廠訂貨。2008年，世界首套車載式2500型壓裂機(jī)組問世并運(yùn)往普光氣田。

    優(yōu)化工藝助壓裂機(jī)組發(fā)力

    “因?yàn)槭鞘状螒?yīng)用，國(guó)內(nèi)沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒。”中原油田井下特種作業(yè)處計(jì)劃科副科長(zhǎng)孫梅俠說，“從引進(jìn)2500型壓裂機(jī)組至今，中原油田一直探索設(shè)備的有效管理及使用的方法。”

    與常規(guī)壓裂機(jī)組相比，2500型壓裂機(jī)組就像“船舶中的航母”，共有8臺(tái)泵車、1臺(tái)儀表車、1臺(tái)管匯車、兩臺(tái)混砂車、1臺(tái)配液車，10臺(tái)砂罐車、10臺(tái)液罐車和5臺(tái)卸罐車。

    中原油田制定2500型壓裂機(jī)組操作、維護(hù)及保養(yǎng)規(guī)程，對(duì)每臺(tái)車實(shí)行承包管理，責(zé)任落實(shí)到人，確保設(shè)備狀態(tài)良好。

    中原油田井下特種作業(yè)處工藝研發(fā)中心副主任黃圣祥認(rèn)為，想充分發(fā)揮設(shè)備效能，施工工藝好是關(guān)鍵。

    2500型壓裂機(jī)組“征戰(zhàn)”前夕，是黃圣祥和他的同事最忙的時(shí)段。

    他們根據(jù)2500型壓裂機(jī)組大型施工的特點(diǎn)及地質(zhì)情況，編寫施工設(shè)計(jì)方案，確定最佳現(xiàn)場(chǎng)施工方案，明確各崗位的職責(zé)及相關(guān)質(zhì)量技術(shù)要求。

    考慮到2500型壓裂機(jī)組施工投入大，他們不打無把握之仗，在每口井施工前進(jìn)行小型壓裂測(cè)試分析，獲取地層破裂壓力及排量、管具摩阻、施工泵壓等相關(guān)參數(shù)并用壓裂分析軟件進(jìn)行壓前模擬分析，優(yōu)化施工方案。

    目前，配合2500型壓裂機(jī)組的應(yīng)用，中原油田形成了以氮?dú)馀菽瓑毫鸭?a target=_blank href="http://www.mesardrich.com/news/html/201112/63483.html">煤層氣壓裂為代表的一大批先進(jìn)壓裂工藝技術(shù)，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

    良好的設(shè)備性能加上科學(xué)的施工工藝方案，讓2500型壓裂機(jī)組“越戰(zhàn)越勇”。

    自亮相普光氣田大型酸壓施工現(xiàn)場(chǎng)以來，2500型壓裂機(jī)組在國(guó)內(nèi)完成壓裂作業(yè)600井次，創(chuàng)壓裂作業(yè)工作壓力最大、連續(xù)無故障工作時(shí)間最長(zhǎng)、施工規(guī)模最大等多項(xiàng)國(guó)內(nèi)紀(jì)錄。

    為壓裂機(jī)組“瘦身”獻(xiàn)計(jì)

    一套服務(wù)于普光、元壩氣田超深、超高壓井的酸壓施工，一套長(zhǎng)期為塔河油田海相碳酸鹽巖大型油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)服務(wù)，目前中原油田的兩套2500型機(jī)組性能很不一樣。

    中原油田井下首席專家趙正龍認(rèn)為，2010年投用的機(jī)組和2008年在普光氣田投用的機(jī)組相比，性能有“質(zhì)的飛躍”。

    設(shè)備性能改進(jìn)，生產(chǎn)廠家功不可沒，但中原油田的現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)也為提升設(shè)備性能作出貢獻(xiàn)。

    在使用首套2500型壓裂機(jī)組時(shí)，中原油田井下特種作業(yè)處發(fā)現(xiàn)機(jī)組存在問題。其中，車輛過重導(dǎo)致不適合高速運(yùn)移、慣性大、存在安全隱患等是突出問題。

    首套2500型壓裂機(jī)組重48噸，運(yùn)移困難。在訂購(gòu)第二套機(jī)組前，中原油田與廠家溝通研討，逐一研究部件，設(shè)法為其“瘦身”。壓裂車的水箱體積大、重量重，他們?cè)诩夹g(shù)允許的范圍內(nèi)，給水箱減重兩噸。此外，他們與廠家合力優(yōu)化結(jié)構(gòu)件設(shè)置方案，減去兩噸重量。最終，壓力機(jī)組重量減至44噸，運(yùn)移不再困難。

    首套機(jī)組在應(yīng)用中出現(xiàn)泵車控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況，中原油田員工研究發(fā)現(xiàn)，控制系統(tǒng)在車的前部，與排氣管很近。施工中車底盤發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)溫度很高，導(dǎo)致控制系統(tǒng)常常死機(jī)。

    在生產(chǎn)第二套機(jī)組時(shí)，他們建議廠家將控制系統(tǒng)移至車的后部。最終，控制系統(tǒng)的可靠性大大增強(qiáng)。

    改進(jìn)后的第二套2500型壓裂機(jī)組投用后，中原油田成功開拓了塔河油田的壓裂市場(chǎng)——它滿足了大型壓裂施工排量大、時(shí)間長(zhǎng)、連續(xù)高效運(yùn)行的作業(yè)要求，為塔河油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)及提高油氣采收率作出貢獻(xiàn)。

    截至今年上半年，2500型壓裂機(jī)組在塔河油田完成酸壓井施工123井次，收到增產(chǎn)效果，讓低產(chǎn)井煥發(fā)活力。其中，在新疆塔河油田TH12312井施工中，該機(jī)組創(chuàng)單次注入地層的壓裂液量最大、施工持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)等紀(jì)錄。

    “8月，我們的第三套2500型壓裂機(jī)組到貨。屆時(shí)，中原油田將成為集團(tuán)公司擁有這一非常規(guī)‘武器’數(shù)量最多的油田。它的加入，將進(jìn)一步增強(qiáng)中原油田搶占非常規(guī)壓裂市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。”談到2500型壓裂機(jī)組的應(yīng)用前景，中原油田井下特種作業(yè)處經(jīng)理劉祖林信心滿滿。

    編后：今日，本版《工程機(jī)械》系列報(bào)道稿件刊發(fā)完畢。

    焊機(jī)、吊車和壓裂機(jī)組是工程建設(shè)中常用的機(jī)械設(shè)備，如何選擇、使用和維護(hù)它們，不僅關(guān)系到設(shè)備的運(yùn)行及使用壽命，而且關(guān)系整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量以及施工進(jìn)展是否順利，關(guān)系到人員安全。

    今后，本版將繼續(xù)關(guān)注工程機(jī)械及相關(guān)設(shè)備的使用和維護(hù)等領(lǐng)域，介紹中國(guó)石化下屬企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)。