作為一種清潔能源,天然氣在我國能源轉型以及環境治理中發揮了巨大的作用,但是,我國每年需要進口大量的天然氣。根據2018年的統計數據顯示,目前我國是全球最大的天然氣進口國,每年對外進口1254億立方米,對外依存度高達45.3%,對我國的能源安全提出了嚴峻的挑戰。而另一邊,中國又是頁巖氣已探明儲量全球最大的國家,但是囿于我國復雜的地貌,導致頁巖氣開發周期長、成本高,經濟性低,無法簡單復制美國頁巖氣革命的模式。
杰瑞集團高級副總裁李慧濤(左二)接受采訪
深感于我國能源安全方面的迫切需求,以及頁巖氣開發的困境,深耕油氣裝備研發和制造二十載的杰瑞迎難而上,結合多年國內外頁巖氣開發的經驗以及杰瑞獨有的創新精神,于4月20日推出了自主研發的全球首個電驅壓裂成套裝備和頁巖氣開發解決方案。這個成套設備的推出將大大地提升我國頁巖氣開發進程,讓低成本、高效率、智能化的頁巖氣開發成為可能,用中國工程院院士蘇義腦的話說,“電驅壓裂成套裝備是頁巖氣開采技術的一次突破,一個巨大的飛躍,它效率高,成本低,對推進頁巖氣在復雜條件下的開采具有十分重要的意義”。在發布會的現場,杰瑞集團高級副總裁、首席運營官李慧濤及相關裝備方面的工程師接受了中國能源網的采訪。
頁巖氣開發需要一場技術的革命
中國能源網:根據自然資源部的統計數據,中國頁巖氣可采資源量高居世界第一,但是,中國頁巖氣開采率不高,與美國相比相差甚遠,您認為是哪些因素制約了中國頁巖氣的大規模開發?
李慧濤:頁巖氣是從頁巖層中開采出來的一種天然氣,它的主要成分為甲烷,是一種清潔、高效的能源和化工原料,在我國的能源轉型中扮演著重要的角色。當前,我國天然氣的使用量正在快速增大,但是,我國的天然氣生產無法跟上快速增長的消費能力,國內天然氣產量嚴重滯后于消費,供需矛盾格外突出。因而,我國需要進口大量的天然氣,據統計,去年我國天然氣進口量達1254億立方米,增幅高達31.7%,首次超過日本成為全球第一大天然氣進口國,對外依存度高達45.3%,這意味著我國的能源安全面臨著嚴峻的挑戰?;诖耍哟笪覈蜌赓Y源的勘探開發力度,提高我國的油氣供應能力,正成為我國能源戰略的重要方向之一。
與構造穩定的北美大陸相比,我國頁巖氣地質與地貌條件復雜,開發周期長,作業費用高,導致頁巖氣開發成本高,甚至虧本。研究顯示,美國頁巖氣平均單井成本折合人民幣在3000萬元左右,而中國的成本是美國成本的3倍,每口井都在1億左右。因而,要想國內的頁巖氣開發規?;?,就必須提高開采的效率,降低開采的成本。
中國能源網:針對國內頁巖氣開采的難點與痛點,杰瑞做了哪些研究與努力?
李慧濤:要想大規模的開發國內的頁巖氣,必須想辦法降低頁巖氣開采的成本,讓頁巖氣的開采具有經濟效益。杰瑞經過了大量、充分的調研,并結合多年頁巖氣開采的經驗以及設備研發與制造能力,主要從幾個方面進行了研究與改進。
第一,縮小壓裂設備的體積并提高功率。針對地質復雜的特點,杰瑞花費大量的時間與精力研發一套占地小,功率大的壓裂裝備,這不僅有利于設備快速便利的運送到現場,而且還能節省設備成本。
第二,延長壓裂設備的作業時間,并提高設備的可靠性。當前由于設備的噪音以及性能問題,讓許多頁巖氣開采現場不敢長時間的作業。
第三,提高設備的智能化,減少作業人員。智能化的提高不僅可以降低人員的使用量,最大程度的降低人力成本,還可以降低風險,減少作業事故。
第四,打破了川渝地區受電網制約的因素,解決電力系統無法滿足壓裂作業應用的矛盾。
當然,杰瑞還對現在的設備進行了很多的探索與改進。我們認為,中國的頁巖氣要想再現美國頁巖氣革命的盛況,需求對現有的開采技術進行一場顛覆性的革命。
匠心之器,創無止境
中國能源網:電驅壓裂成套裝備可謂是杰瑞對現有的頁巖氣開采技術進行了一次顛覆性的提升。具體而言,與以往相比,它具有哪些亮點?
李慧濤:正是有感于當前中國頁巖氣開發的所面臨的困難,杰瑞經過刻苦的鉆研與努力,終于推出了全球首個電驅壓裂成套裝備和頁巖氣開發解決方案,它凝聚著杰瑞集團為促進中國頁巖氣革命的決心與信心。
與傳統壓裂設備相比,電驅壓裂成套裝備具有:
第一,裝備性能和效率大幅提升。目前國內壓裂市場,2500型及以下的壓裂車是市場覆蓋率較高的型號,而杰瑞電驅壓裂設備配備了5000QPN的柱塞泵,一臺比傳統兩臺的輸出功率還大,能夠滿足大排量、高壓力、長時間作業的需要。
第二,經濟性能的大幅提升。由于單機功率的提升,按照同樣的輸出水馬力計算,井場可使用更少的設備實現更好的作業效果,裝備購置費用大幅降低。全套產品的可靠性能,也大大的降低了設備運維成本。
第三,解決了電力供需矛盾。目前頁巖氣主產區,基層電網設施比較落后,電力系統無法滿足壓裂作業的應用。杰瑞研發工程師通過深入頁巖氣主產地調研,自主研發設計的杰瑞供電解決方案涵蓋大功率電網、燃氣輪機發電機組、高效儲能裝置全系列方案,解決了電網對壓裂作業的限制。
第四,更加的環保。通過配套的環保裝備和一體化環保解決方案,能夠提升資源回收利用率的同時實現環境保護,真正實現了習近平總書記提出的“既要綠水青山,也要金山銀山”。
中國能源網:電驅壓裂成套裝備被許多專家稱之為匠心之作,正是杰瑞持之以恒的創新精神才有了今天的這個匠心之作,能否談談杰瑞的創新精神?
李慧濤:創新是杰瑞的企業文化中的核心組成部分,早在多年以前,杰瑞就把“堅持技術突破創新”作為未來規劃之一。杰瑞一直致力于打造做“全球最好的裝備”,每年投入巨資進行研發,其研發比例不低于全年銷售收入的5%。
杰瑞每年會推出許多新的設備,我們可以自豪地說每一個設備的背后都凝聚著杰瑞人“精益求精,永不放棄”的匠心精神,正是這種匠心精神帶領著杰瑞的裝備走向世界。這次推出的全球首個電驅壓裂成套裝備和頁巖氣開發解決方案就是杰瑞人匠心精神最淋漓盡致的體現。
正如在產品發布會上所介紹的,該成套裝備及解決方案包含了電驅壓裂設備、電驅混砂設備、電驅混配設備、智能免破袋連續輸砂裝置、供電解決方案、大通徑管匯解決方案。事實上,它是各個杰瑞顛峰產品的一個集成,其中每一個部分都在實際中有過應用,是被市場與客戶高度認可的。在過去的一年多,我們不斷地對產品進行測試和完善,時至今天,我們覺得時機成熟。這個過程充分展現了杰瑞研發人員不斷創新、永無止境的精神。
可以說,正是這種創新精神才成就了今天的杰瑞,而且也必將決定杰瑞的未來。
人與設備皆重,方為大國重器
中國能源網:本次推出的這套設備賦予了很多智能化的技術,這些技術能否有效的提高作業人員的效率和安全性?
李慧濤:杰瑞這幾年一直非常重視智能化技術的研發與應用,我們設計與制造設備的理念是不僅要打造一流的設備性能,而且還要以人為本,盡量提高產品的智能化水平,解放作業人員的雙手,降低人員的工作強度,提高人員作業的安全性。
當前,油田現場的設備智能化程度低,人員作業強度大且存在安全隱患,人員流失率高。以供砂環節為例,傳統的作業需要3個負責掛砂袋、吊裝砂袋、破砂袋等工作,而且吊裝工作需要有特種設備作業許可證。但是,今天推出的這套設備中的智能免破袋儲供砂設備通過自動定位、自動吊裝、自動解袋等功能僅需1人便可完成供砂工作,并且不需要任何特種設備許可證。這些智能化技術不僅可以減少操作人員,降低操作人員工作強度,同時還能避免誤操作導致的施工事故,有效解決了“高空揚塵不環保,罐頂作業不安全,手動供砂效率低,破袋使用不經濟”等頁巖氣開采所面臨的普遍問題。
杰瑞始終秉承“科技以人為本”,惟有人與設備皆重,方為大國重器。
中國能源網:杰瑞非常注重環保,富有社會責任感,這套電驅壓裂成套裝備能在這些方面提供哪些助力?
李慧濤:杰瑞是一家注重環保的公司,它不僅在環保領域擁有很多獨創的智能設備與解決方案,而且在油氣裝備的設備與制造方面也是不遺余力的貫徹環保的理念。
這個電驅壓裂成套裝備不僅可以實現在作業過程中的排放的減少,讓頁巖氣開采更加的環保,而且這套設備可以實現更小的噪音。常規壓裂車單臺噪音達115分貝,這不僅制約頁巖氣開采的夜間施工,而且給當地居地帶來不小的困擾。而今天推出的電驅壓裂成套裝備通過靜音風扇加變頻控制,其壓裂設備所產生的噪音還不到85分貝,不僅可以延長日均泵注時長,而且在極大程度上減少了開采作業給周邊居民所帶來的侵擾。
這不僅體現了杰瑞是一家關注民生,富有社會責任感的企業,而且更加直接與深遠的影響是,這套設備可以提高頁巖氣的開采效率,為我國的天然氣供應以及解決“氣荒”問題提供助力,從而讓居民的生活更加便利,更加安定。
用心感動客戶,堅持才會成功
中國能源網:據悉,杰瑞在研發設計這套電驅壓裂成套裝備的時候也面臨著很多挑戰,最后又是如何戰勝困難,成功推出了這款顛覆行業的設備?
李慧濤:杰瑞在研發設計這套電驅壓裂成套裝備的時候的確面臨著很多的問題。這套設備最顯著的優點是體積小,重量輕,功率大,而如何在有限的體積內實現功率翻倍,這本身就是一個富有挑戰的事情。以電機為例,當時,國內的電機廠商幾乎認為這是不可能的一件事。杰瑞的研發人員本著“一切為客戶著想”的原則,永不放棄,派工程師入駐電機廠商,跟對方工程師經過不斷的反復論證探討,終于才有了今天全球首個電驅壓裂成套裝備和頁巖氣開發解決方案的問世。
杰瑞時刻“以客戶為中心”,提倡研究不能只是悶頭想,閉門造車,必須走到客戶當中去,了解客戶實際所面臨的問題,想客戶之所想,急客戶之所急。正是這種堅持,才讓杰瑞始終走在石油裝備行業的前列,如終走在客戶的心里。
中國能源網:頁巖氣十三五規劃中提出,2020年力爭實現頁巖氣產量300億立方米,2030年實現頁巖氣產量800億立方米至1000億立方米,您是如何看待的?
李慧濤:讓我們先看一組中國頁巖氣開采的數據。2017年全國頁巖氣產量為90.25億立方米左右,2018年我們成功突破了100億立方米。十三五規劃中提到2020年頁巖氣的目標是年產量達到300億立方,這是國家或者說這個時代賦予我們石油人的使命。
為了解決我國的能源全安問題,緩解供需矛盾,我們國家正越來越重視國內天然氣的勘探開發。我相信,在我們國家政策的輔助之下,隨著我國裝備技術水平的不斷提高與創新,未來我們一定會再現美國頁巖氣革命的盛況,到時候完全有可能實現十三五規劃所提到的300億,800億,乃至1000億立方米的目標。
在未來的世界能源舞臺,中國一定能夠實現彎道超車。
責任編輯: 中國能源網