2300压裂机组的现场应用及实践

韩旭辉，王晓军

（中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司，陕西 西安 712000）

长庆油田所在地区干燥寒冷，系典型内陆干旱气候，风沙较大，油区路况复杂，山区道路多，生产储层属于三低油气藏。由于地理条件及储层特性，需要一款既能满足压裂施工要求，又符合油区道路行驶的压裂设备。

通过对3种型号压裂泵车整体的各项指标比较，2300型压裂泵车在输入功率、输出功率、单机最大排量方面较2000型压裂车有明显提升，符合油田增产要求，在外形尺寸、重量方面较2500型存在优势，符合长庆油区道路行驶要求，最高工作压力105MPa，可以满足长庆区块储层改造要求，可以确定2300型压裂车更符合长庆区域压裂生产要求。

2300型压裂车是单机1690KW的电控液压机械传动压裂车，属于中国石油天然气集团公司装备制造分公司科技统筹项目，由四川宝石机械专用车有限公司、宝石机械成都研发中心和斯伦贝谢联合设计、共同研制，该压裂车技术性能指标符合SY/T 5211—2009《压裂成套设备》、SY/T 5534—2007等标准中相关条款的要求。

1 压裂机组运行情况

本公司在用的2300型压裂机组交付使用后，经过调试验收正式投入生产，为长庆油田压裂改造注入新的力量，主要负责长庆部分区域、壳牌、致密油、致密气及二氧化碳压裂施工。

在油田公司产能需求快速增长，工艺技术不断革新的新形势下，平台化井组批量出现，施工规模快速扩大，2300型压裂机组完成的工作量也逐年上升，已成为长庆区域气井压裂酸化的中坚力量。

2 机组使用概况

2300压裂机组投入使用后，转战各生产区域，压裂施工规模屡创新高，捷报频传，非常规压裂施工取得突破，施工实力得到进一步的提高。

2.1 区块压裂现场应用

（1）2017～2019年，2300压裂机组共完成区块压裂271口井，583层，通过设备保障提升生产速度，2019年在苏南****井丛施工中，连续3天实现压裂5层的好成绩。

（2）该压裂机组多次承担页岩气压裂改造任务，主要进行二氧化碳干法加砂及二氧化碳前置增能压裂，施工过程中，车组设备运行平稳，有效保证了特殊工艺施工所需的排量、压力要求。

在延X井完成我国首次页岩气超临界二氧化碳压裂，取得了圆满成功，为国家重点基础研发计划（973计划）“超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础”提供了翔实的试验数据。在郝X井进行二氧化碳前置增能压裂，迎接了中国工程院34名院士专家的观摩，展示了2300压裂机组的实力。该技术填补了国内空白，为特低渗油气田探采开辟了新路径，不仅实现降本增效，对环境保护也具有重要意义。

2.2 致密油（气）现场应用

2300压裂机组是最早进行长庆区域致密气压裂施工的机组，目前，也是长庆区域致密气压裂层次最多、施工质量最优、设计执行率最高的机组。先后完成了致密气406层压裂施工。施工过程对设备性能及持续运转能力提出了更高的要求，日均运行15h。榆**井丛施工过程中创造了连续7天压裂54段、日均压裂8.14段的好成绩，创造了长庆区域单车组单日压裂效率新记录。在连续施工过程中，2300压裂机组经受住了考验，设备整理性能稳定，连续施工能力强，多次刷新压裂施工指标。

2.3 二氧化碳压裂现场应用

CO2压裂是较特殊的压裂改造工艺，由于使用的压裂液、支撑剂及施工工艺与常规压裂有很大的不同，因此，对设备性能有着严格的要求。该压裂机组是我公司一支具有CO2压裂能力的机组，也是全国CO2压裂领域的排头兵，机组设备性能优异，配套设施齐全，大型二氧化碳压裂施工经验充足。

米**井为CO2前置增能压裂，利用增压装置，2300型压裂机组顺利进行了二氧化碳前置增能压裂，开启前置CO2体积压裂施工排量新纪录，并验证液力端柱塞采用润滑脂润滑的可行性。演***井CO2干法加砂压裂，刷新该工艺国内最大单层加砂量、最高平均砂比和最高瞬时砂比新纪录。双**井首次完成CO2干法加砂桥塞分段压裂，共注入液态二氧化碳600m³以上，刷新国内二氧化碳干法加砂压裂单井最大加砂量、最高排量两大指标。

表1 各型号压裂车参数对比表

2300压裂机组在以上不同区块、不同工艺、不同工况的成功应用，证明了2300压裂机组的设备配置及设备性能稳定可靠、持续运行能力强，完全满足长庆油田区域的压裂需求。

3 设备优化升级

3.1 台上取力系统改进

针对2300型压裂车台上变量泵故障的问题，进行设备革新改造，对变量泵原有的取力方式进行优化，将出厂时的连接盘式改为传动轴连接，从根本上解决变量泵频繁损坏的问题，便于检查维护。

3.2 液力端升级改造

由于2300型压裂机组要承担二氧化碳压裂，而常规压裂时使用的液力端上水室及易损件等并不适用二氧化碳压裂，因此，设计了同时满足常规压裂与二氧化碳压裂的上水室，并根据需要购置耐低温易损件，保障二氧化碳压裂施工正常进行。

3.3 控制系统改造

2300压裂车所使用的控制系统是由斯伦贝谢公司提供，因此，控制系统的硬件设施也多采用的进口件，在控制系统出现问题后存在组织材料困难、费用高的问题。因此，逐步使用国产配件替换常用的控制系统硬件，解决了材料组织困难的问题，也降低了维修成本。

3.4 混砂车砂浓度监控系统升级

该压裂机组使用的混砂车原有的砂浓度数据起伏相对较大，为了做到精确施工，我们在混砂车上加装了科氏力密度计，施工精度及加砂准确度得到了进一步的提升，该系统已在各区块进行了应用，使用效果良好。

3.5 其他方面改造

在使用过程中，边使用边改进，对压裂车风扇液压马达的装配方法、大泵动力端平键固定方法、电控润滑装置分配阀等进行了优化，同时，升级视频监控系统，极大地提高了该压裂机组的作业能力，使其更符合长庆区域的施工要求。

4 结语

（1）该压裂机组具备的先进操控系统，自动化程度高，可以通过后台数据及时分析检测，实时掌握设备运转情况及预防性维修的实施。

（2）通过后期多方面的改造升级，该压裂机组可以同时满足常规和非常规压裂施工，设备性能得到了提升，符合油气田压裂改造的要求。

（3）经过三年多现场应用，该压裂机组不断突破，取得了优异的成绩，充分说明2300型压裂设备性能能够满足大砂量、大排量、连续施工的要求，也适应不同区块、不同压裂工艺的需要。