中原油田引進國內首套車載式2500型壓裂機組,量身定做管理及使用方法

    壓裂了延頁平1井、涪頁1井和濮1-FP1井等10多口1字號井，次次成功；完成我國第一口頁巖氣壓裂井方深1井的施工任務；搶先進入頁巖氣壓裂施工領域，成功壓裂了4口頁巖氣井……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型壓裂機組為主體的壓裂設備后創造的。

    擁有世界首套車載式2500型壓裂機組

    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處裝備科副科長李立介紹。

    2007年，普光氣田進入產能建設的關鍵階段，一個世界級難題擺在中原油田面前：普光氣田的動用區域是儲量豐度高、物性較好的儲層，地層堅硬致密，酸壓施工是普光氣田投產的主要措施。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，施工難度大，技術要求高。

    當時，中原油田的1000型、1400型和2000型常規壓裂機組無法滿足大酸量、大排量、高泵壓施工的需要。

    “引進世界先進的2500型壓裂機組。”中原油田領導決定。

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

    當時，2500型壓裂機組在國外廣泛應用，是大型壓裂施工作業的主力機型，但車載2500型壓裂機組仍是“空白”。而國外企業生產的拖掛式2500型壓裂機組車身長，不適合在普光地區的山路上運輸。

    根據集團公司的設備采購規定，中原油田向江漢油田第四機械廠訂貨。2008年，世界首套車載式2500型壓裂機組問世并運往普光氣田。

    優化工藝助壓裂機組發力

    “因為是首次應用，國內沒有經驗可借鑒。”中原油田井下特種作業處計劃科副科長孫梅俠說，“從引進2500型壓裂機組至今，中原油田一直探索設備的有效管理及使用的方法。”

    與常規壓裂機組相比，2500型壓裂機組就像“船舶中的航母”，共有8臺泵車、1臺儀表車、1臺管匯車、兩臺混砂車、1臺配液車，10臺砂罐車、10臺液罐車和5臺卸罐車。

    中原油田制定2500型壓裂機組操作、維護及保養規程，對每臺車實行承包管理，責任落實到人，確保設備狀態良好。

    中原油田井下特種作業處工藝研發中心副主任黃圣祥認為，想充分發揮設備效能，施工工藝好是關鍵。

    2500型壓裂機組“征戰”前夕，是黃圣祥和他的同事最忙的時段。

    他們根據2500型壓裂機組大型施工的特點及地質情況，編寫施工設計方案，確定最佳現場施工方案，明確各崗位的職責及相關質量技術要求。

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

    目前，配合2500型壓裂機組的應用，中原油田形成了以氮氣泡沫壓裂及煤層氣壓裂為代表的一大批先進壓裂工藝技術，居國內領先水平。

    良好的設備性能加上科學的施工工藝方案，讓2500型壓裂機組“越戰越勇”。

    自亮相普光氣田大型酸壓施工現場以來，2500型壓裂機組在國內完成壓裂作業600井次，創壓裂作業工作壓力最大、連續無故障工作時間最長、施工規模最大等多項國內紀錄。

    為壓裂機組“瘦身”獻計

    一套服務于普光、元壩氣田超深、超高壓井的酸壓施工，一套長期為塔河油田海相碳酸鹽巖大型油田穩產增產服務，目前中原油田的兩套2500型機組性能很不一樣。

    中原油田井下首席專家趙正龍認為，2010年投用的機組和2008年在普光氣田投用的機組相比，性能有“質的飛躍”。

    設備性能改進，生產廠家功不可沒，但中原油田的現場使用經驗也為提升設備性能作出貢獻。

    在使用首套2500型壓裂機組時，中原油田井下特種作業處發現機組存在問題。其中，車輛過重導致不適合高速運移、慣性大、存在安全隱患等是突出問題。

    首套2500型壓裂機組重48噸，運移困難。在訂購第二套機組前，中原油田與廠家溝通研討，逐一研究部件，設法為其“瘦身”。壓裂車的水箱體積大、重量重，他們在技術允許的范圍內，給水箱減重兩噸。此外，他們與廠家合力優化結構件設置方案，減去兩噸重量。最終，壓力機組重量減至44噸，運移不再困難。

    首套機組在應用中出現泵車控制系統不穩定的情況，中原油田員工研究發現，控制系統在車的前部，與排氣管很近。施工中車底盤發動機工作時溫度很高，導致控制系統常常死機。

    在生產第二套機組時，他們建議廠家將控制系統移至車的后部。最終，控制系統的可靠性大大增強。

    改進后的第二套2500型壓裂機組投用后，中原油田成功開拓了塔河油田的壓裂市場——它滿足了大型壓裂施工排量大、時間長、連續高效運行的作業要求，為塔河油田穩產、增產及提高油氣采收率作出貢獻。

    截至今年上半年，2500型壓裂機組在塔河油田完成酸壓井施工123井次，收到增產效果，讓低產井煥發活力。其中，在新疆塔河油田TH12312井施工中，該機組創單次注入地層的壓裂液量最大、施工持續時間最長等紀錄。

    “8月，我們的第三套2500型壓裂機組到貨。屆時，中原油田將成為集團公司擁有這一非常規‘武器’數量最多的油田。它的加入，將進一步增強中原油田搶占非常規壓裂市場的競爭實力。”談到2500型壓裂機組的應用前景，中原油田井下特種作業處經理劉祖林信心滿滿。

    編后：今日，本版《工程機械》系列報道稿件刊發完畢。

    焊機、吊車和壓裂機組是工程建設中常用的機械設備，如何選擇、使用和維護它們，不僅關系到設備的運行及使用壽命，而且關系整個工程建設的質量以及施工進展是否順利，關系到人員安全。

    今后，本版將繼續關注工程機械及相關設備的使用和維護等領域，介紹中國石化下屬企業的成功經驗。
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