2300壓裂機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及實(shí)踐

韓旭輝，王曉軍

（中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司，陜西 西安 712000）

長(zhǎng)慶油田所在地區(qū)干燥寒冷，系典型內(nèi)陸干旱氣候，風(fēng)沙較大，油區(qū)路況復(fù)雜，山區(qū)道路多，生產(chǎn)儲(chǔ)層屬于三低油氣藏。由于地理?xiàng)l件及儲(chǔ)層特性，需要一款既能滿足壓裂施工要求，又符合油區(qū)道路行駛的壓裂設(shè)備。

通過(guò)對(duì)3種型號(hào)壓裂泵車整體的各項(xiàng)指標(biāo)比較，2300型壓裂泵車在輸入功率、輸出功率、單機(jī)最大排量方面較2000型壓裂車有明顯提升，符合油田增產(chǎn)要求，在外形尺寸、重量方面較2500型存在優(yōu)勢(shì)，符合長(zhǎng)慶油區(qū)道路行駛要求，最高工作壓力105MPa，可以滿足長(zhǎng)慶區(qū)塊儲(chǔ)層改造要求，可以確定2300型壓裂車更符合長(zhǎng)慶區(qū)域壓裂生產(chǎn)要求。

2300型壓裂車是單機(jī)1690KW的電控液壓機(jī)械傳動(dòng)壓裂車，屬于中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司裝備制造分公司科技統(tǒng)籌項(xiàng)目，由四川寶石機(jī)械專用車有限公司、寶石機(jī)械成都研發(fā)中心和斯倫貝謝聯(lián)合設(shè)計(jì)、共同研制，該壓裂車技術(shù)性能指標(biāo)符合SY/T 5211—2009《壓裂成套設(shè)備》、SY/T 5534—2007等標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)條款的要求。

1 壓裂機(jī)組運(yùn)行情況

本公司在用的2300型壓裂機(jī)組交付使用后，經(jīng)過(guò)調(diào)試驗(yàn)收正式投入生產(chǎn)，為長(zhǎng)慶油田壓裂改造注入新的力量，主要負(fù)責(zé)長(zhǎng)慶部分區(qū)域、殼牌、致密油、致密氣及二氧化碳?jí)毫咽┕ぁ?/p>

在油田公司產(chǎn)能需求快速增長(zhǎng)，工藝技術(shù)不斷革新的新形勢(shì)下，平臺(tái)化井組批量出現(xiàn)，施工規(guī)模快速擴(kuò)大，2300型壓裂機(jī)組完成的工作量也逐年上升，已成為長(zhǎng)慶區(qū)域氣井壓裂酸化的中堅(jiān)力量。

2 機(jī)組使用概況

2300壓裂機(jī)組投入使用后，轉(zhuǎn)戰(zhàn)各生產(chǎn)區(qū)域，壓裂施工規(guī)模屢創(chuàng)新高，捷報(bào)頻傳，非常規(guī)壓裂施工取得突破，施工實(shí)力得到進(jìn)一步的提高。

2.1 區(qū)塊壓裂現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

（1）2017～2019年，2300壓裂機(jī)組共完成區(qū)塊壓裂271口井，583層，通過(guò)設(shè)備保障提升生產(chǎn)速度，2019年在蘇南****井叢施工中，連續(xù)3天實(shí)現(xiàn)壓裂5層的好成績(jī)。

（2）該壓裂機(jī)組多次承擔(dān)頁(yè)巖氣壓裂改造任務(wù)，主要進(jìn)行二氧化碳干法加砂及二氧化碳前置增能壓裂，施工過(guò)程中，車組設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，有效保證了特殊工藝施工所需的排量、壓力要求。

在延X(jué)井完成我國(guó)首次頁(yè)巖氣超臨界二氧化碳?jí)毫?，取得了圓滿成功，為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研發(fā)計(jì)劃（973計(jì)劃）“超臨界二氧化碳強(qiáng)化頁(yè)巖氣高效開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)”提供了翔實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在郝X井進(jìn)行二氧化碳前置增能壓裂，迎接了中國(guó)工程院34名院士專家的觀摩，展示了2300壓裂機(jī)組的實(shí)力。該技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，為特低滲油氣田探采開(kāi)辟了新路徑，不僅實(shí)現(xiàn)降本增效，對(duì)環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。

2.2 致密油（氣）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2300壓裂機(jī)組是最早進(jìn)行長(zhǎng)慶區(qū)域致密氣壓裂施工的機(jī)組，目前，也是長(zhǎng)慶區(qū)域致密氣壓裂層次最多、施工質(zhì)量最優(yōu)、設(shè)計(jì)執(zhí)行率最高的機(jī)組。先后完成了致密氣406層壓裂施工。施工過(guò)程對(duì)設(shè)備性能及持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力提出了更高的要求，日均運(yùn)行15h。榆**井叢施工過(guò)程中創(chuàng)造了連續(xù)7天壓裂54段、日均壓裂8.14段的好成績(jī)，創(chuàng)造了長(zhǎng)慶區(qū)域單車組單日壓裂效率新記錄。在連續(xù)施工過(guò)程中，2300壓裂機(jī)組經(jīng)受住了考驗(yàn)，設(shè)備整理性能穩(wěn)定，連續(xù)施工能力強(qiáng)，多次刷新壓裂施工指標(biāo)。

2.3 二氧化碳?jí)毫熏F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

CO2壓裂是較特殊的壓裂改造工藝，由于使用的壓裂液、支撐劑及施工工藝與常規(guī)壓裂有很大的不同，因此，對(duì)設(shè)備性能有著嚴(yán)格的要求。該壓裂機(jī)組是我公司一支具有CO2壓裂能力的機(jī)組，也是全國(guó)CO2壓裂領(lǐng)域的排頭兵，機(jī)組設(shè)備性能優(yōu)異，配套設(shè)施齊全，大型二氧化碳?jí)毫咽┕そ?jīng)驗(yàn)充足。

米**井為CO2前置增能壓裂，利用增壓裝置，2300型壓裂機(jī)組順利進(jìn)行了二氧化碳前置增能壓裂，開(kāi)啟前置CO2體積壓裂施工排量新紀(jì)錄，并驗(yàn)證液力端柱塞采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的可行性。演***井CO2干法加砂壓裂，刷新該工藝國(guó)內(nèi)最大單層加砂量、最高平均砂比和最高瞬時(shí)砂比新紀(jì)錄。雙**井首次完成CO2干法加砂橋塞分段壓裂，共注入液態(tài)二氧化碳600m3以上，刷新國(guó)內(nèi)二氧化碳干法加砂壓裂單井最大加砂量、最高排量?jī)纱笾笜?biāo)。

表1 各型號(hào)壓裂車參數(shù)對(duì)比表

2300壓裂機(jī)組在以上不同區(qū)塊、不同工藝、不同工況的成功應(yīng)用，證明了2300壓裂機(jī)組的設(shè)備配置及設(shè)備性能穩(wěn)定可靠、持續(xù)運(yùn)行能力強(qiáng)，完全滿足長(zhǎng)慶油田區(qū)域的壓裂需求。

3 設(shè)備優(yōu)化升級(jí)

3.1 臺(tái)上取力系統(tǒng)改進(jìn)

針對(duì)2300型壓裂車臺(tái)上變量泵故障的問(wèn)題，進(jìn)行設(shè)備革新改造，對(duì)變量泵原有的取力方式進(jìn)行優(yōu)化，將出廠時(shí)的連接盤(pán)式改為傳動(dòng)軸連接，從根本上解決變量泵頻繁損壞的問(wèn)題，便于檢查維護(hù)。

3.2 液力端升級(jí)改造

由于2300型壓裂機(jī)組要承擔(dān)二氧化碳?jí)毫眩Ｒ?guī)壓裂時(shí)使用的液力端上水室及易損件等并不適用二氧化碳?jí)毫眩虼?，設(shè)計(jì)了同時(shí)滿足常規(guī)壓裂與二氧化碳?jí)毫训纳纤?，并根?jù)需要購(gòu)置耐低溫易損件，保障二氧化碳?jí)毫咽┕ふ＿M(jìn)行。

3.3 控制系統(tǒng)改造

2300壓裂車所使用的控制系統(tǒng)是由斯倫貝謝公司提供，因此，控制系統(tǒng)的硬件設(shè)施也多采用的進(jìn)口件，在控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后存在組織材料困難、費(fèi)用高的問(wèn)題。因此，逐步使用國(guó)產(chǎn)配件替換常用的控制系統(tǒng)硬件，解決了材料組織困難的問(wèn)題，也降低了維修成本。

3.4 混砂車砂濃度監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)

該壓裂機(jī)組使用的混砂車原有的砂濃度數(shù)據(jù)起伏相對(duì)較大，為了做到精確施工，我們?cè)诨焐败嚿霞友b了科氏力密度計(jì)，施工精度及加砂準(zhǔn)確度得到了進(jìn)一步的提升，該系統(tǒng)已在各區(qū)塊進(jìn)行了應(yīng)用，使用效果良好。

3.5 其他方面改造

在使用過(guò)程中，邊使用邊改進(jìn)，對(duì)壓裂車風(fēng)扇液壓馬達(dá)的裝配方法、大泵動(dòng)力端平鍵固定方法、電控潤(rùn)滑裝置分配閥等進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)，升級(jí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，極大地提高了該壓裂機(jī)組的作業(yè)能力，使其更符合長(zhǎng)慶區(qū)域的施工要求。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）該壓裂機(jī)組具備的先進(jìn)操控系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，可以通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)及時(shí)分析檢測(cè)，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況及預(yù)防性維修的實(shí)施。

（2）通過(guò)后期多方面的改造升級(jí)，該壓裂機(jī)組可以同時(shí)滿足常規(guī)和非常規(guī)壓裂施工，設(shè)備性能得到了提升，符合油氣田壓裂改造的要求。

（3）經(jīng)過(guò)三年多現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，該壓裂機(jī)組不斷突破，取得了優(yōu)異的成績(jī)，充分說(shuō)明2300型壓裂設(shè)備性能能夠滿足大砂量、大排量、連續(xù)施工的要求，也適應(yīng)不同區(qū)塊、不同壓裂工藝的需要。