滑溜水国际标准的培育与思考

敬显武 付子倚 陈鹏飞 熊颖 向超 蒋锐

摘 要：制定国际标准，既是促进国际上技术领域交流合作的前提，也是消除国际贸易中技术壁垒的关键。本文通过分析现有滑溜水国际标准的培育情况，得出以下几点思考：①随着页岩气开采的快速发展，中国在页岩气压裂技术研究上形成许多先进成果，是培育国际标准的热土;②科技创新是标准的基础，标准化赋能科技进一步交流融合与技术创新;③借助ISOTC193/SC3/WG8的平台，进一步加大国际标准的培育，将中国技术推向国际。

关键词：国际标准，滑溜水

0 引 言

北美“页岩气革命”成功，使美国由天然气进口大国转变为出口大国，深刻改变了世界天然气供给格局[1， 2]。以美国为中心的页岩气革命影响辐射全球，从欧洲到南美、亚洲，从发达国家到新兴市场，中国也实现了对页岩气资源的有效开发，产量持续快速增长，2022年中国页岩气产量已达240亿立方米，已成为世界第二大页岩气生产国[3]。与常规天然气开发不同，页岩气需进行大规模体积压裂才能实现商业开发，体积压裂技术是页岩气开发的核心工程技术之一[4]，滑溜水是体积压裂技术的重要组成部分，其性能将直接影响页岩气压裂作业[5]。近年来，国内各大高校及研究机构均研发了具有自主知识产权的降阻剂及滑溜水体系。中国的各大高校及研究机构均开展了大量的研究。

标准化作为企业治理的重要载体、实现贸易全球化的基础，已成为战略竞争的制高点。特别是国际标准，深化标准化交流合作，将积极推进与共建“一带一路”国家在标准领域的对接合作，加强金砖国家、亚太经合组织等标准化对话，深化东北亚、亚太、泛美、欧洲、非洲等区域标准化合作，推进标准信息共享与服务，发展互利共赢的标准化合作伙伴关系。同时国际标准化将分享中国标准化经验，助力联合国可持续发展目标实现，支持发展中国家提升利用标准化实现可持续发展的能力。

中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院（下称天研院）自2010年以来，打破国外技术垄断，使用自主创新的滑溜水产品进行页岩气开发，创下了第一口页岩气井加砂压裂等多个“中国第一”，实现了技术水平和应用效果的“双一流”[6， 7]。为了将中国的先进技术推广出去，促进全球页岩气开发技术的交流与提升，从2018年开始进行《天然气 上游领域 滑溜水降阻性能测试方法》国际标准培育。经过多年研究，ISO7055：2023《天然气 上游领域 滑溜水降阻性能测试方法》正式获得ISO国际标准化组织批准，于2023年8月正式发布。这是页岩气领域的首项国际标准，也是我国在页岩气国际标准领域取得的重要突破，为我国页岩气技术参与国际市场竞争迈出了关键一步，也证明了天研院长期坚持的国际标准化发展战略卓有成效。本文将以此为研究案例，对滑溜水的国际标准培育进行探讨。为世界页岩气标准化舞台积极贡献中国智慧。

1 标准化技术机构

1.1 页岩气相关国内标准化组织机构

中国现有的天然气标准体系按照层级划分为国家、行业、企业标准体系，中国天然气工业主要相关标准委员会机构如表1所示。现行标准体系有效支撑了中国天然气工业的发展需求。2013年国家能源局发布公告同意成立能源行业页岩气标准化技术委员会，编号为NEA/TC26，标委会秘书处由中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院承担[8]。专业范围为页岩气勘探、生产、利用等领域的技术标准，重点是页岩气产业通用及基础性标准[9]。

1.2 页岩气相关国际标准化组织

国际标准是指国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）和国际电信联盟（ITU）制定的标准以及国际标准化组织确认并公布的其他国际组织制定的标准[8]。天然气相关的国际标准主要归口在ISO，ISO成立于1946年，是一個全球性的非政府组织，其宗旨是：在全世界促进标准化及有关活动的发展，以便于国际物资交流和服务，并扩大知识、科学技术和经济领域中的合作。ISO与页岩气相关的技术委员会见表2。

2 滑溜水国际标准工作分析

2.1 页岩气压裂液标准化工作

许多国家都对页岩气压裂液进行了深入研究。美国的API和ISO制定了一系列与页岩气压裂液相关的标准，包括压裂液成分、性能要求、使用方法等方面的规范。此外，一些国家还制定了特定的压裂液环境影响评估标准，以确保页岩气开发的环境可持续性。美国的API（American PetroleumInstitute）和ISO（International Organization forStandardization）在与页岩气压裂液相关的标准制定方面都做出了重要的贡献[10]。表3、表4是API、ISO制定的涉及页岩气压裂液的部分标准。这些标准覆盖了压裂液成分、性能测试方法、实验室和现场测试要求等方面，旨在确保压裂液的安全、高效使用。

2.2 滑溜水标准化工作

滑溜水作为一种常用的页岩气压裂液，受到了全球范围内的关注。许多国家都开展了与滑溜水相关的研究。美国是滑溜水研究的先行者，其API标准包含了滑溜水的配方、性能要求和使用方法等方面的规定。加拿大、中国、澳大利亚等国家也进行了滑溜水的研究，但在标准制定方面相对滞后。未来，为了推动滑溜水在全球范围内的安全、高效使用，需要进一步加强国际合作，制定统一的滑溜水标准。

天研院自2010年以来，打破国外技术垄断，使用自主创新的滑溜水产品进行页岩气开发，创下了第一口页岩气井加砂压裂等多个“中国第一”，实现了技术水平和应用效果的“双一流”。为了将中国的先进技术推广出去，促进全球页岩气开发技术的交流与提升，天研院依托前期牵头制定的《页岩气 压裂液 第1部分：滑溜水性能指标及评价方法》《页岩气 压裂液 第2部分 降阻剂性能指标及测试方法》两项能源行业标准，开展多次国际交流合作，发表多篇SCI收录的高水平论文[11， 12]，提升了国际学术影响力。为提升中国在页岩气领域的话语权，促进国际合作与发展，天研院从2018年开始进行《天然气 上游领域 滑溜水降阻性能测试方法》国际标准培育。

3 滑溜水国际标准案例分析

标准是技术的基石，是对已有技术的积累与总结，也是未来创新的启示，本部分主要以天研院制定的归口ISO/TC 193的滑溜水标准，进一步探讨国际标准培育过程中开展的技术研发，标准培育以及创新融合。本节以《天然气 上游领域 滑溜水降阻性能测试方法》（ISO 7055：待发布）为例，分析滑溜水国际标准制定的要点，探讨如何进行国际标准培育，以及国际标准如何赋能产业引领创新。

3.1 制定标准的必要性

目前国际上对滑溜水降阻性能还没有相应的国际标准，这种情况不利于评价滑溜水的降阻性能好坏，也不利于页岩气领域的国际合作，将我国行业标准转化为国际标准，为国际滑溜水降阻性能评价提供标准依据，将促进国际社会在页岩气勘探开发利用中的技术合作、技术输出以及技术引进，可提高从事页岩气勘探开发的企业效率。也将提升我国在储层改造液体评价技术的主导地位和话语权，同时维护保障国家经济权益。图1是中国能源行业标准NB/T 14003.1-2015，作为国际标准培育的基石，该标准自2015年发布以来，在页岩气压裂液领域广泛应用，有效推广，为国际标准打下了基础。

3.2 先进性

自2010年以来，中国开始使用滑溜水进行页岩气体积压裂施工和滑溜水性能评价方法研究，天研院在国际上首次提出有效管径改进模型，通过该模型的研究，解决了实验室不能有效评价降阻性能的技术瓶颈。该成果《Predictionof Field Drag Reduction by a Modified Practical PipeDiameter Model》已经发表在《Chemical Engineeringand Technology》（2018， 41， No. 7， 1417–1424），并被SCI检索[13]。采用有效管径改进模型在实验室建立了降阻性能评价装置，制定了能源行业标准NB/T 14003.1-2015《页岩气 压裂液 第1部分：滑溜水性能指标及评价方法》。

ISO/TC193/SC3/WG8“slick water”多次召开国际工作组会，与英国、德国、法国、俄罗斯等国际同行反复沟通，达成合意。该标准在国际上首次建立了滑溜水降阻性能评价方法，将在页岩气压裂设计、滑溜水评价与研发等方面发挥重要作用，为保障页岩气压裂入井液体质量提供了有效的技术控制手段，标准各项指标均完全符合ISO相关要求，技术水平达到国际先进，因此，最终没有争议地跳过FDIS稿直接进入出版阶段。图2为ISO 7055：2023《天然气 上游领域 滑溜水降阻性能测试方法》封面及目录。

3.3 对产业的促进作用

能源行业标准NB/T 14003.1-2015《页岩气 压裂液 第1部分：滑溜水性能指标及评价方法》，该标准被国家能源局油气司用于制定页岩气开发及监管政策，为页岩气开发管理工作提供了技术依据和有力支撑，同时还被石油工程专业本科教材《采油工程》、硕士研究生教材《油气增产与技术案例》采用；该标准同时被中国石化、延长石油、壳牌和哈里伯顿等石油公司采用，支撑了长宁—威远、涪陵礁石坝、延安陆相页岩气等一系列国家级页岩气示范区的建设，也有效支撑了四川盆地泸州、渝西等区块页岩气的开发，2014年至2019年12月，累计新增页岩气产量478.3亿立方米。

4 滑溜水国际标准化工作思考

4.1 已开展工作对国际标准的培育作用

国际标准的顺利培育离不开前期开展的多项科技项目攻关，如图3所示，天研院参与了国家重点基础研究计划（973计划），主持了国家重点研发计划NQI项目、全国天然气标准化技术委员会标准研究项目、西南油气田博士后进站科研项目等多项科技项目，并基于科技创新成果获得中国石油集团公司专利银奖，进一步彰显了标准内核的技术实力。

国际标准的培育既需要注重技术实力也需要国际合作交流。在ISO TC193年会上进行新提案宣讲以及与美国斯伦贝谢公司开展交流讨论，将标准的核心技术与世界同行交流探讨，共同推进了国际标准的培育进展，让国际标准的知名度以及受众大大提升，将促进国际标准的采用率与认可度（如图4所示）。

4.2 下一步发展方向

为了更好地服务于产业和引领技术创新，滑溜水国际标准的发展应关注以下几个方面。

（1）加强国际合作和信息共享，促进标准的全球统一。各国应加强沟通与协作，共同制定全球范围内适用的滑溜水标准，以降低操作风险、提高生产效率。

（2）标准应与技术创新保持同步。随着技术的不断发展，滑溜水的配方和性能可能會发生变化，标准应及时修订，以适应新技术和新材料的引入。

（3）标准制定应考虑环境可持续性和社会责任。在滑溜水的选择和使用过程中，应考虑其对环境的潜在影响，并制定相应的标准，以确保页岩气开发在环境友好和社会可持续的前提下进行。

综上，滑溜水国际标准的发展需要各国合作、技术创新和可持续发展的考量。通过国际标准的制定和落实，将为全球页岩气产业的发展提供更加稳定和可持续的基础。

5 结 论

（1）随着页岩气开采的快速发展，中国在页岩气压裂技术研究上形成许多先进成果，国内外现有多个对口页岩气的标准化组织，有助于滑溜水国际标准的培育。

（2）通过分析天然气研究院滑溜水的国际标准化案例得到启示，科技创新是标准的基础，标准化赋能科技进一步促进交流引领产业，在科技创新的热土孵化国际标准是顺势而行也是时代所需。

（3）应当借助ISO TC193/SC3/WG8的国际标准平台，进一步加大国际标准的培育，将中国技术推向国际，让标准赋能产业引领创新。

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