摘 要：电驱压裂具有单机功率大、响应速度快、作业效率高、运行成本低、绿色环保等优点。川庆钻探工程有限公司（简称川庆钻探）坚持贯彻绿色低碳发展理念，加快推动装备电驱化转型和电驱压裂规模化快速发展，积极参与设备技术攻关，开展工业性试验和可行性分析，针对电驱压裂所面临的电网建设不足、电力及气源供应限制等困难，提出优化、解决措施，在川渝、长庆地区实施效果显著。 

主题词：电驱压裂；绿色低碳；集约共享；高质量发展

川庆钻探作为国内业务链最完整、技术实力领先的油气勘探开发工程技术服务企业，积极顺应中国石油“绿色低碳转型”和“加快油气上产”的发展趋势，在川渝页岩气及长庆陇东等主要地区大力探索实施电驱压裂，有力促进非常规油气资源高效开发，2021年完成压裂施工12414段，其中电驱压裂2138段，占比17%，累计用电3058万度，节约柴油8562.4吨，减少碳排放7106.79吨；2022年完成压裂施工15555段，其中电驱压裂3546段，占比23%，累计用电6753万度，节约柴油1.89万吨，减少碳排放1.56万吨。实现电驱压裂规模逐年增加，减碳成效愈发明显。

一、非常规油气勘探规模开发推动压裂工艺转型升级 

压裂、酸化作业作为国内油气田增储稳产的重要措施之一，是超过70%的页岩油气、致密油气等非常规油气井获得产能的必要手段。近年来，国内非常规油气勘探开发向着超深、超高温、超高压的趋势快速深入，引导压裂工艺向高水平、大排量、大砂量、高砂比方向迈进，进而对压裂设备从效率、成本、安全、环保等方面提出了新的更高要求。

以柴油发动机作为动力源的传统压裂设备普遍存在设备功率利用率低、燃油经济性差、施工安全风险高、环境污染较大等缺点，加之其发动机、液力变矩器等关键部件以进口件为主，供货维保性差，成本居高不下。电驱压裂设备则是由电机替代柴油发动机作为动力源，利用变频器控制异步电机驱动压裂柱塞泵，一般采用工业电网或燃气轮机发电供电，具有单机功率密度大、响应速度快、作业效率高、绿色环保等优点，加之高压电机、供配电装置及柱塞泵均已实现高度国产化，供货维保性好，利于成本控制。

鉴于以上特点，国内石油机械制造企业近几年持续加大电驱压裂设备的研发。2018年7月，由中国石化四机石油机械有限公司研发的5500型电驱压裂系统成功下线，标志着国内首套全国产化六相变频电驱动压裂泵系统的诞生；2019年，由四川宏华石油设备有限公司研发的6000型电驱压裂系统首次将中压变频技术应用到油气压裂行业，最大单机功率达到6000马力；同年，烟台杰瑞石油装备技术有限公司发布全球首个电驱压裂成套设备。随着国产电驱压裂设备制造工艺日趋成熟，产品亦实现系列化，相较于国外同类产品，整体技术水平相当，单机、单泵功率更大，产品类别更丰富。

川庆钻探积极以丰富的市场需求带动电驱压裂制造业快速发展，牵头组织开展中国石油集团内部制造企业自研电驱压裂设备的工业性试验，助力核心重大技术装备的自主突破。锚定国家能源局“以小体积、大功率、智能化压裂设备补强能源技术装备短板”的任务目标，协助宝鸡石油机械有限责任公司等厂家对新研发的7000型电驱压裂橇、2500型电驱压裂车等设备进行现场试验，在威204H35等多个钻井平台完成30井次近400段施工，验证各项技术性能指标，配合厂家优化完善性能，提升电驱压裂设备工作效率，有效满足现场作业硬件需求。

针对目前主要采用的网电电驱压裂和燃气发电压裂开展可行性分析和经济性评价。按照压裂施工步骤，综合设备动迁、材料消耗、维保、人工、设备折旧、压裂时效等现场写实情况，建立电驱压裂成本测算模型，对比不同区域、不同平台、不同井数的盈亏平衡点电价，实施不同型号的电驱压裂设备优选；在充分开展前期技术交流、燃气资源调研、“四新”评审等准备工作的基础上，在长庆、川渝区域等重点钻井平台开展燃气发电压裂先导性试验，验证了大功率燃气发电设备在储层压裂改造方面应用的可行性，准确掌握了相关设备性能维护和安全管控方法。

二、高质量发展要求驱使电驱压裂生产组织不断优化 

规模化的电驱压裂需求对资源高效利用和生产组织协调提出了更高要求。川庆钻探立足生产实际，成立工作专班，明晰工作界面、职责分工，全面统筹推进电驱压裂工作，按照“网电优先、燃气发电补充，力推全电驱、混驱压裂辅助”的原则，编制专项实施方案，明确各时间节点的工作目标、任务；定期组织召开电驱压裂推进会，讨论部署下步工作方案和措施，确定平台工作量，及时落实能源供给方式、施工模式、装备配置等，保障后续电驱压裂工作量有序接替；制定电驱压裂设备现场使用管理规范，持续完善操作规程、现场高压用电安全管控、施工作业流程等现场运行管理规定，内容涵盖电驱压裂设备安装拆卸、验收调试、使用维护及安全管理等内容；适时组织开展设备操作规程与作业程序培训学习，提升岗位操作与管理人员“应知应会”能力，提升风险辨识与防控水平，建立突发停电、燃气泄漏及突然停气等应急预案，定期开展应急演练，确保应急处置安全有效。2022年8月，国内最大规模燃气发电全电驱压裂首次在长庆靖77-27井组成功开压，创立了“钻试一体化小井场作业+大规模全电驱+清洁化低噪音”连续压裂施工作业标准模板。

与此同时，油气勘探开发布局面广、作业点分散的特点对用电规划带来了严峻挑战。川庆钻探主动加强多方协调，及时与油田建设方和电网公司接洽，提前对接区域电网布局、跟踪井位部署动态、完成用电审批及线路架设，做到施工验收前100%通电；针对全产业链覆盖的油气自营区块，统筹自用区块钻井、压裂、开发等全业务整体用电部署，充分利用内部资源建设供电电网，形成了在川地区以国网变电站为主、自有变电站为辅，跨威远县、资中县、内江市中区三个县级行政区域的供电网络，满足了区块内全产业共享用电需求；针对偏远地区电网资源短缺问题，积极推进燃气发电试验应用，大力推行“网电+燃气”组合发电，在部分平台尝试就近利用井口气源，搭配网电线路，有力保障混合全电驱压裂施工；定期开展设备风险防控与隐患排查治理，加大设备现场巡检与管控力度，保障设备安全可靠运行。2022年，川庆钻探累计在30个平台实施电驱压裂3546段，其中川渝地区1502段、长庆地区2044段，生产组织效率同比提高15%以上，实现安全管理“三零”目标。

三、聚焦关键问题，锚定集约共享可持续发展方向

电驱压裂具有的碳排放少、噪声低、能源消耗低、占地面积小、日常维护便捷、维修成本低、环境污染小等优势显著推动了压裂技术服务高质量、可持续发展，已经形成的技术工艺模板可推广性越来越强，但要实现规模化应用，甚至全面替代传统压裂工艺，还存在电力及气源供应还不连续、保障和激励政策不完善、自有资源配置还不充沛等诸多制约因素。

就网电电驱压裂而言，网电建设需经过用电负荷测算、用电开户申请、线路设计审查审批、线路施工及现场测试验收等过程，涉及部门多、实施周期长，以川渝地区为例，10千伏、35千伏电网建设工期约2—3个月，若线路需从变电站出线间隔架设专线，则审批流程更复杂，周期也更长；电网容量限制，油气井区多地处偏远，工业电网稀缺，现有变电站在保证当地生产生活用电的同时普遍富余容量不足，难以满足钻井平台全电驱压裂网电容量需求，制约了电驱压裂的规模应用；拉闸限电影响，电力公司在每年7、8月迎峰度夏和12月至次年1月冬季保供期间，会采取政策性拉闸限电措施以保障民生需求，对电驱压裂的连续性施工以及井下安全造成一定影响。

燃气发电压裂限制则主要来自于生产自用气的获取。该类型电驱压裂最经济的气源为临近井口气和管网气，不仅能减少大量储运成本，还能有效抑制外部供应商提供的气源溢价，但实际操作过程中，由于缺少相关政策制度支持，自用气存在一定合规风险；用电结算方式影响电驱压裂的普及，部分油田建设方直接将供电费用切块与供电服务商结算，不利于油气勘探开发工程技术服务企业对相关服务商进行精准考核，并且，少数油田建设方采取对实施电驱压裂的井位收回结余燃料动力费用的方式也会影响电驱压裂推广应用的积极性。

电驱压裂作业需配备电气工程师、10千伏及以上高压电工等电气专业操作、管理人员，目前相关人才培养体系不完善，自有管理及技术人员队伍能力参差不齐，管理经验相对欠缺，外部服务商整体适配度还不高；自有电驱压裂设备不足，还主要以租赁方式为主，资源调配受制于人，难以满足电驱压裂市场需求。

针对上述问题和困难，提出以下解决思路：

油气勘探开发工程技术服务企业应主动与油田建设方对接井位布局信息，提前踏勘区域电网建设情况，根据平台施工规模统筹井位的电网建设，并通过新建、改造供电线路等措施，科学合理优化电网运行，盘活存量、做优增量，为加大电驱压裂使用量创造条件；做好电驱压裂项目“事前算赢”，按照“能用尽用”的工作原则，加强跨区用电协调和调峰资源共享共用，结合平台网电容量，采用“电驱为主、油驱补充”的油电混驱模式，提高电网资源和电力负荷利用率，保障压裂工作及时高效开展；产建完成后将网电资源用于数字化建设、电动采油、生产办公、居民生活等其他方面，实现网电资源利用最大化的同时，充分履行国有企业的社会责任。

积极寻求大功率燃气发电设备社会资源支持，采取自有与租赁相结合的方式，进一步加大电驱压裂设备投入力度；通过人才引进和专业培训等方式，加快自有专业技术人员和管理人员队伍建设，逐步建立技术精湛、业务熟练的信息化、智能化人才队伍，降低对外依赖程度，提升市场核心竞争力；统筹整合自有资源，合作共建“制造+服务”专业化维保模式，厂家靠前设点，建立联合巡检、专业维保、集中维修的联合协作模式，加强关键设备的预防性维保和重点关键部位的检验检测，实现精益化协同管理，提升设备综合保障能力。

大力开展电驱压裂设备技术攻关，持续开展实施内部制造企业自研电驱压裂设备的工业性试验，增强工艺环境适应能力，推动核心重大技术装备高水平自立自强；加大新技术、新装备应用步伐，开展燃气发电压裂设备、燃气涡轮压裂橇、往复式燃气机发电机组等电驱压裂补充设备的研发，弥补电力不足区域的压裂需求；科学组织大型储能装置、区域微电网和区域燃气发电站等设施的现场试用，提升电驱压裂施工配套设备设施保障能力；推动建立工程技术服务企业因生产自用而使用井口气和管网气的相关制度及标准，优先使用内部燃气资源，在内部气源尚未落实前，优选社会优质气源供应商解决燃气供应问题，降低能源成本，保证燃气发电压裂规模。

目前，电驱压裂设备相较油驱压裂综合成本降幅最大超过1/3，并且碳排放大幅减少，施工作业环境大幅改善，有效满足高效、节能、环保、绿色的油气勘探开发需求，通过积极实施电网升级、改造工程，加强燃气发电设备供给，推动专业技术、管理人才队伍建设等措施，电驱压裂工艺的应用前景必将越来越好。