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1、油气田压裂技术与提高油气田采收率项目可行性研究报告新疆准东石油技术股份有限公司油气田压裂技术与提高油气田采收率项目可行性研究报告二一年五月目 录1、总论. 11.1 概述. 11.2 项目主要技术经济指标. 21.3 可行性研究结论. 22、项目背景及必要性分析. 22.1 项目背景. 22.2 项目必要性分析. 33、压裂成套设备选型. 33.1 设备选型. 33.1.1 YLC1051490 型压裂泵车技术规范. 33.1.2 HS210（75 桶）型混砂车技术规范. 83.1.3 GHC105 型管汇车. 153.1.4 SEV5150TYB 型仪表车. 183.2 设备配置. 234、
2、项目实施进度. 235、投资估算与资金筹措. 235.1 项目投资估算. 235.2 资金筹措. 256、效益分析与评价. 256.1 编制依据. 256.2 基本参数：. 256.3 收入测算. 266.4 成本估算. 266.5 税金与利润估算. 276.6 财务盈利能力分析. 286.7 盈亏平衡分析. 286.8 敏感性分析. 296.9 经济评价结论. 297、风险提示. 308、研究结论及建议. 318.1 研究结论. 318.2 建议. 3111、总 论1.1 概述1.1.1 项目名称及主办单位 项目名称：油气田压裂技术与提高油气田采收率项目可行性研究。 项目主办单位：新疆准东石
3、油技术股份有限公司。 公司性质：股份制公司。 公司法人代表：秦勇；企业法人营业执照 650000040000216。 公司注册地：新疆乌鲁木齐市高新技术开发区；公司经营管理驻地：新疆昌吉州阜康市准东石油基地。1.1.2 可行性研究报告编制单位：新疆准东石油技术股份有限公司研究所。1.1.3 可行性研究报告编制依据 新疆准东石油技术股份有限公司发展规划； 新疆煤层气公司“十一五”勘探开发规划设想； 中国石油天然气集团公司对技术服务公司技术装备配置要求； 新疆准东石油技术股份有限公司关于开展募集资金投资项目可行性研究及论证委托书。1.1.4 可行性研究报告编制指导思想 充分利用新疆准东石油技术股份
4、有限公司在油田和煤层气增产技术措施作业方面的雄厚实力和领先技术，努力做好煤层气技术服务，提高煤层气开发效益。 科学分析和预测煤层气技术服务市场，准确估算项目投资和投资效益。把市场需求和经济效益相结合，综合分析项目的可行性。1.1.5 项目研究的范围本项研究工作涉及到项目提出的背景、项目可行性、煤层气压裂技术服务市场分析与预测、设备选型、投资估算、效益分析等。21.2 项目主要技术经济指标表1-1 主要经济技术指标指标序号 项目名称 单位实际值 参考值1 项目总投资 万元 4840.00其中外汇 万美元 /其中固定资产投资 万元 4180.00上市募投资金 万元 3470.832 资金来源银行贷
5、款 万元 1369.173 技术作业服务收入 万元/年 2800.004 成本费用 万元/年 2152.465 销售税金及附加 万元/年 90.726 增值税 万元/年 /7 所得税 万元/年 83.5211 利润 万元/年 556.8212 税后利润 万元/年 473.3013 总投资利润率（ROI） % 6.7416 全部投资财务内部收益率（i=12%）（所得税前） % 25.18 1317 全部投资财务内部收益率（i=12%）（所得税后） % 21.84 1318 所得税前财务净现值 万元 1682.00 0所得税后财务净现值 1228.79 019 投资投资回收期（所得税后） 年 4.
6、93 620 盈亏平衡点 % 65.441.3 可行性研究结论根据对煤层气技术作业服务的市场和效益分析，以及准油股份公司所具有的优势条件，业主购置煤层气压裂成套设备是必要的，也是可行的。2、项目背景及必要性分析2.1 项目背景2009年公司通过使用“连续油管钻井及提高油气田采收率项目”募集资金5,378.513万元，实施了“油气田压裂技术与提高油气田采收率项目”，购置1400型压裂设备一套，进入陕西韩城煤层气压裂市场，经过2009年的运行，达到项目预期效益指标。2010年至2011年，中石油将加快煤层气开发进度，压裂做为煤层气开发的必要技术手段被广泛应用。但是目前参与服务的队伍无法满足业主的需
7、求，故公司再次提出“购置油气田压裂成套设备可行性研究”的项目。2.2 项目必要性分析煤层气压裂是煤层气实施开发和稳产的重要手段，煤层气压裂设备是实施煤层气增产技术措施作业等必不可少的关键设备。2009 年公司在煤层气压裂工作中，在取得良好经济效益的前提下，积累了丰富的施工经验，培养了一批专业技术人员，为今年新增设备的正常实施提供了保障。煤层气产量的增长，带来了石油工程技术作业市场的扩大和服务需求量的增长。以陕西韩城和山西大宁地区为例，煤层气勘探开发步伐逐年加快，近两年将有大量的井投产，有非常大的市场空间可以拓展。基于以上原因，公司提出实施“油气田压裂技术与提高油气田采收率项目“，购置油气田压裂
8、成套设备是有必要的。3、压裂成套设备选型3.1 设备选型3.1.1 YLC1051490 型压裂泵车技术规范3.1.1.1.主要技术要求（1）设备为车装式，适合于油田特定地区非等级路面上长期行驶，正常运转。（2）适合多种类型不同液体的泵送作业，可用于油气田浅井、中深井、深井的压裂、酸化作业，同时也要适用于洗井，注水泥，井口试压等施工作业。（3）设备能够适应-3550的作业环境和潮湿、风沙气候条件。（4）可以由远程控制箱或网络控制。（5）车台设备用螺栓和安装座牢固地组装在底盘车上，当发动机在任何档位全负荷运转时，只要不超过泵的额定功率，各部件不会由于发动机和泵的强烈震动而引起共4振。（6）所有外
9、购设备、部件和生产的设备及部件的设计、制造、焊接均符合国家/国际标准（石油专用设备、部件符合API 标准）。（7）所有装载底盘均安装前、后拖车钩及夜间施工照明系统。3.1.1.2 整机主要技术性能参数总长:12000mm；总高:4050 mm；总宽:2500 mm；整机重量：36000 kg38000kg。3.1.1.3 主要组成部件:车台发动机，底盘液力，传动箱，传动轴，卧式柱塞泵，液压系统，润滑系统，气路系统，冷却系统，操作控制(远控)系统，管汇系统。3.1.1.3.主要配置（1）汽车底盘底盘满足载荷分布要求,前后桥及左右侧实际载荷小于前后桥的额定载荷。整车具有足够的抗震性能及越野性能，能
10、适应中国各油气田的井场公路及普通公路行驶。型号：Mercedes-Benz Actros 4144/8X6（2）车台发动机发动机采用液压启动，并带有电控紧急熄火装置，带空压机和发电机。型号：发动机型号 发动机功率“CATERPILLAR ”3512B 2250BHP/1900rpm“DDC/MTU” 12V4000 2250BHP/1900rpm“CUMMINS”QSK45 2250BHP/1900rpm（3）液力变速箱型号：ALLISON S9820M 型液力机械传动箱最大输入功率：1678kw(2250HP)，最大扭矩：8271N.m，最高转速：2100r/min，TC 1080 变矩器，
11、SAE 0#连接，带直接安装式滤清器，带顶部与侧部取力口，传动箱手动电控换档，DC 驱动液压换挡总成，带变矩器锁定限制器，离合器锁定变速箱传动比：=3.75:1 =2.69:1 =2.20:1 =1.77:1=1.58:1 =1.27:1 =1.00:1 =0.72:1(锁定)3.1.1.4 发动机/传动箱的安装发动机/传动箱与汽车底盘采用隔震安装，使用橡胶垫进行隔震。发动机/传动箱连5接成一个单独整体，以三点形式安装，一个柔性安装点在前部，两个柔性安装点在后部。3.1.1.5 传动轴传动箱和压裂泵用一个标准传动轴连接。传动轴上装有可拆卸的护罩，以便于操作手在检修泵液力端时可以灵活地转动传动轴
12、。在传动轴总成与压裂泵输入法兰间安装一个粘滞阻尼硅油减震器，用以保护发动机和变速箱不受压裂泵的振动影响。3.1.1.6 压裂泵泵的制造，按照ISO9001 质量标准进行。动力端：（1）5ZB-1860L（SJ-2500）卧式五缸柱塞泵 :额定输入功率： 1860 kw (2500HP)最大连杆负荷(静载荷)： 192325LBS (87239kg)冲程长度： 8柱塞直径： 4, 4.5, 5齿轮传动比: 6.353:1最高冲次： 330/min最大输入功率： 1678kW(2250HP)液力端主要由泵头体、吸入和排出阀总成、柱塞、盘根、凡尔及凡尔座等组成，在吸入口处装有吸入空气稳压器。柱塞表面
13、喷镀耐磨合金粉，具有良好的耐磨性及抗腐蚀性。柱塞密封由V 形盘根、盘根压环和盘根座圈等排列构成。在液力端下面，安装有工作平台。5ZB-1860L 柱塞泵工作参数表（发动机转速1900rpm，柱塞泵容积效率100%）排量L/min 压力MPa档位传动箱传动比冲次min-1 4柱塞 41/2柱塞5柱塞 4柱塞 41/2柱塞 5柱塞1 3.75 79 657 831 1026 105 834 6762 2.69 111 915 1159 1431 93 73.5 59.53 2.2 135 1119 1417 1750 76 60.1 48.74 1.77 169 1391 1761 2174 61
14、.2 48.4 39.25 1.58 189 1559 1973 2436 54.6 43.2 356 1.27 235 1939 2455 3031 44 34.7 28.17 1 299 2463 3117 3848 34.6 27.3 22.263.1.1.7 泵的润滑液力端柱塞、盘根采用气压式连续压力润滑（Husky 307 气动泵）。设备挂挡后可以自动启动盘根润滑，液力端柱塞上部装有可翻转的盖板，可以观察压裂泵柱塞工作状况。在液力端之下，装有回收润滑流体的集油盘。通过一个带阀门的三通，可以使回收的润滑油再重新流会到液力端润滑油箱或流向外接放油口。液力端润滑油箱分为净油侧和污油侧两部分
15、，通过过滤网连通。气动润滑泵从净油侧吸油，回收的污油流回污油侧的底部，经沉淀过滤后从隔板顶部流向净油侧，润滑油可以循环使用。3.1.1.8 启动液压系统液压系统为车台柴油机启动提供动力。它来自于汽车底盘取力器驱动的液压泵，采用双液压启动马达，可以通过转换阀实现分别或同时可靠启动。液压系统包含所有与之相关的设备，如油箱、滤清器、溢流阀、单向阀等，以确保系统的完整和功能化。液压系统的油泵、马达(“DENISION”)、主要阀件和温度开关均采用进口件(美国产)。3.1.1.9 冷却系统全车采用发动机散热水箱进行各系统冷却,整个冷却系统由四部分组成：第一部分是为车台发动机冷却；第二部分是为压裂泵的动力
16、端润滑油提供冷却；第三部分是为柴油发动机的柴油提供冷却；第四部分是为液力传动箱的润滑油提供冷却。3.1.1.10 排出管汇压裂泵出口装有3排出管汇、1 个10 型活动弯头和3直管。排出管汇斜向固定在车尾，作业时打开固定卡后，可以将管汇出口移到地面与其它管线进行连接。泵的另一端装有1 只压力传感器和一套相应压力等级的安全阀，排出口的接口处装有内扣由壬接头。压裂泵排出管汇、管件、阀件的额定工作压力：105 MPa（15000PSI）排出口扣形（3）：5 3/8”-3 1/2” Acme-2G3.1.1.11 吸入管汇吸入管线采用两个上水接口。每个接口包括：4蝶阀和由壬接头，分别装于车后，离地高度适
17、当。吸入管汇上装有一个缓冲器以保证泵工作时吸入液体的稳定性。为适应CO2 作业，整个吸入管汇承压2.45MPa 以上。3.1.1.12 刹车装置7变速箱与传动轴的连接处装有刹车装置，当发动机在运转、变速箱处于空档时，防止其输出轴带动泵运转；当超压保护后，刹车装置自动启动。该刹车的气源由底盘储气筒提供。3.1.1.13 加热炉装置为保证泵车能够在冬天或高寒地区正常作业，2000 型压裂车配有加热装置。在车台柴油机的前端装有柴油加热器，为车台柴油机的冷却液进行加热。柴油加热器通过主控台上的开关开启，加热炉自带水泵循环发动机冷却液，同时对发动机油底壳进行加热。待温度达到要求后，需人工关闭电源，三分钟
18、后加热炉会自动停止工作。加热器的进水和出水管线分别与发动机水道连接，进出口均设有阀门。在启动加热装置之前，必须开启两个阀门与水道连通。加热过程完成后，应将两个阀门关闭。3.1.1.14 气路系统气路系统由汽车底盘和车台发动机提供气源。在压裂车的主控箱上安装有气压表，可以观察气压的大小。气压系统的功能是控制压裂车刹车系统及为泵的液力端润滑供气。刹车装置采用电控气的方式，通过传动箱的换档开关进行控制。当换档开关置于刹车档时，刹车气缸推动刹车毂工作；当换档开关置于非刹车档时，解除刹车。液力端的润滑系统具有自动控制功能。当启动车台发动机后，系统自动开启液力端润滑系统气源，推动润滑气泵为压裂泵盘根提供润
19、滑。当传动箱换档开关置于刹车挡位置时，由于压裂泵处于非工作状况，系统会自动切断液力端润滑系统气源，停止对盘根的润滑。3.1.1.15 安全保护装置为保证压裂车在施工过程中的安全，该车设置有两套安全系统。采用压力传感器，将施工中的压力变化转化为电流的变化。施工前首先设定工作安全压力，当压力达到设定压力值时，超压保护装置输出信号给发动机调速器，发动机在得到控制信号后会立即回到怠速状况。采用机械式安全阀。产品在出厂时根据设备的承压最高值进行调定。其功能是在施工或者试压过程中，压力达到调定之后，安全阀会自动开启泄压（泄压到卡车底部），当泄压完成后，安全阀会自动关闭。该安全阀的设定是为了保护压裂泵和整个
20、高压管汇系统的安全。安全阀设定值的调定在出厂前进行调定。3.1.1.16 控制和仪表系统所有仪表、开关和控制按钮标识清晰。所有接线、接头标记清晰。压裂车可配置三种操作系统：网络控制系统，车载本地控制系统，远控控制箱。（1）台上仪表箱（安装在车台驾驶员的左侧）8盘根润滑气压表及气压调节阀。用于调节盘根润滑气泵供气压力的大小。启动油压表。观察启动油泵的油压高低。风扇油压表及补油压表（注：仅适用于卧式水箱）（2）台上电器仪表箱（安装在车台驾驶员的左侧）：2000 型压裂车所选用的发动机综合显示仪可以同时显示发动机水温、油压、转速、进气压力、故障代码等多项参数。显示仪可以通过外部接口与计算机进行连接，
21、修改发动机参数和检测发动机故障。电器仪表箱内装有电路板和控制接头。为便于检查维修，所有接线、接头均有清晰的标记。（3）远控箱远制箱可以实现压裂车的现场操作控制。远控箱的功能与仪表车内的泵控单元相同。可以实现压裂车的启动、调速、换档、解锁、停机等控制功能；发动机、传动箱、压裂泵等系统的故障报警功能；发动机转速、压裂泵输出理论排量、实际施工压力、压力预置、超压保护等。3.1.2 HS210（75 桶）型混砂车技术规范3.1.2.1总体技术要求（1）全部供货设备及配件是未经使用过的正品。（2）全部供货设备的设计规范、制造工艺及产品技术质量符合相关国际通用标准及国家标准。（3）压裂机组全套设备由压裂车
22、、混砂车、仪表车、管汇车组成。机组所有设备技术性能相互匹配，能完成各种大型压裂作业及各种大型酸化压裂作业，机组所有设备的部件技术性能配置合理，动力装置功率配置充足，机组所有设备管线连接配套，所有由壬带保护套（另配1套作备件）。（4）全部供货设备整车载荷分布合理，无偏重现象。前后桥及左右侧实际载荷小于前后桥的额定载荷。整车具有足够的抗震性能及越野性能，能适应中国各油气田的井场公路及普通公路行驶。（5）全部供货设备的控制系统、仪表箱及其有关装置具有良好的密封性能，具有防雨水、防风沙、防震动能力。（6）全部供货设备能适应潮湿、下雨及风沙等气候条件下作业，并能适应-40+50的作业环境温度。9（7）所
23、有台上设备布局合理，方便设备操作、检查和维护。台上设备应配置必要的操作平台、操作通道、工作梯、警告标识。所有暴露在外面的运动部件及高温部件有安全防护装置。每台设备配置两台灭火器。（8）所有装载底盘均安装前、后拖车钩及夜间施工照明系统。（9）全部供货设备的仪器、仪表的计量单位采用国际单位制（或国际单位制与英制对照）。全部液动/气动/电路的管路采用编码进行标识。（10）每台设备配置完整日常维护、保养、调试设备所需的专用工具和测试工具。（11）整车获得国家3C认证证书或卖方负责按照中国3C认证特殊处理程序委托检查，并有正式公告，保证落户上牌照。（12）全部供货设备的主要技术要求以本规范为准，设备结构
24、性描述可在方案设计阶段根据具体情况，经双方协商后作调整。（13）所有车辆铭牌均采用中英文标识。3.1.2.2 概述HS210 型混砂车能实现比例混砂，并能按压裂工艺要求有效地向压裂车供应不同要求的压裂液，适用于大、中型压裂、施工作业。该车配有两台规格为“MISSION”10814砂泵，作为吸入供液泵和排出砂泵。正常作业时，混砂车将压裂液经供液泵送至混合罐内，并与干添加剂系统、液体添加剂系统和输砂系统所提供的压裂所需的辅助剂及支撑剂混合后，经排出砂泵排出至压裂车。混砂车的最大排量可达12m3 /min (清水性能)。本车采用全液压驱动，动力全部由车台柴油机提供。经过分动箱带动油泵，油泵再分别驱动
25、各油马达以实现各部工作。底盘发动机和车台发动机的控制机构、指示仪表、各油泵压力表以及显示混砂车工况的计量仪表均安装在操作台上，能够实现发动机的启动、调速、停机以及显示发动机与油泵的运转情况。在操作台上还可以实现混砂车的自动控制。操作台上安装有网络控制系统。全部供排液管路能够排尽施工作业后的残液。所有焊接件，连接件及零部件均安装牢固，满足该车在特殊路况的需求, 所有部件能合理牢靠地固定在底盘车上。3.1.2.3 总体技术规范最大排量： 12 m3/min(清水)砂泵最高排出压力： 0.5 MPa10螺旋输砂器最大输砂量： 3.5 m3 /min混合罐容积 1.2 m3 吸入管路阀门 4碟阀8 只
26、排出管路阀门 4碟阀8 只整车外形尺寸（长宽高） 12000 mm2500 mm4100 mm整车总重 29000 kg3.1.2.4 汽车底盘：“BENZ” 4144 /8X63.1.2.5 车台发动机（1）型号：“CATERPILLAR” C13 ACERT功率： 388kw (520bhp)/ (1800-2100r/min)（2）车台发动机分动箱分动箱由一个输入端和四个输出端及齿轮、箱体、法兰所组成。输入端直接与发动机连接，四个输出轴一端分别挂有油泵，驱动各执行机构。3.1.2.6 传动系统全部动力由车台发动机提供。由分动箱带动油泵，驱动各机构中的油马达，以实现吸入供液、排出、输砂、搅
27、拌、液添、干添、输砂器的起升及液压油风扇各部工作。 整个传动系统采用全液压控制驱动方式。3.1.2.7 吸入泵及吸入管路吸入泵型号： “MISSION” 10814吸入泵额定压力： 0.3 MPa吸入泵额定转速： 1800 r/min吸入泵最大排量： 12 m3/min(清水)吸入转向： 顺时针(从输入端看)整个系统由吸入供液泵、吸入管汇、蝶阀及流量计等组成。主管线为8，连接8（“HALLIBURTON”）涡轮流量计，吸入主管线与混合罐入口间安装8蝶阀，手动控制。吸入口有8 个，配4蝶阀及4Fig206M 由壬(带由壬堵头)。吸入泵排出主管设置旁通至排出管汇主管的旁通管，并有阀门手动控制。在吸
28、入泵的最低点，安装有排液口。吸入泵装在设备的行驶方的右侧，由液马达驱动。可以以12m3/min 的速度向混合罐供液。11吸入管汇能够通过控制隔离阀实现吸入、排出管汇的互换。3.1.2.8 排出泵及排出管路排出泵型号 “MISSION”10814排出泵最大压力 0.5MPa排出泵最大排量 12 m3/min(清水)排出泵转速 1800r/min整个系统由排出泵、排出管汇、蝶阀及流量计等组成，由其完成压裂液的排出。8个4排出接口，配4蝶阀及4Fig206F 由壬(带由壬堵头)。在排出离心泵的管汇上安装有一个砂比密度计，一个8涡轮流量计。在排出泵的最低点，安装有排液口。流量计上带相应的两套传感器和电
29、缆将排出液量信号传递到仪表台和网络系统。排出管路能够通过控制隔离阀实现排出、吸入管汇的互换。在排出流量计的下方安装一个托架，便于流量计的拆卸和检查。3.1.2.9 混合罐混合罐采用罐中套罐的结构，其设计观念以保证携砂液能够完全和连续地混合。该混合罐设计结合了大表面积的原理，以保证小砂比和小排量时的混合，防止不均匀携砂液。该设计确保携砂液在混合罐中停留最短的时间，以增进设备测量、添加剂添加系统以及控制系统的精确性。吸入供液泵提供的液体从侧面进入罐中，并在外腔中切向流动。当液体在外腔中循环后，通过内腔外壁上的径向孔进入内腔，并与输砂器输来的支撑剂充分混合。由于该内腔的表面积较大，支撑剂将完全浸湿，
30、从而不易产生气泡。搅拌系统安装在混合罐的中心，它能完全不断地将携砂液搅拌成匀质的混合液，在内腔底部排出口到排出砂泵之间最大限度地减少气体的产生。排出砂泵从内腔底部吸入混合好了的混合液并排出到排出管汇中。在混合罐中心底端还设有4气动蝶阀以供排出残剩液体及清理混合罐之用。混合罐配有立式搅拌叶轮，搅拌叶片为45,与内腔叶片成90并立于罐中心，搅拌轴由液马达驱动，转速范围为0400r/min，混合罐容量1.2m3，混合搅拌叶轮的转速由控制台和计算机控制。混合罐中设有自动液面控制系统，通过调节供液量来控制液面。采用超声波方式检测液面高度，通过操作面板或者计算机自动调节吸入泵供液量的大小，从而手动和自动控制混合罐液面高度。123.1.2.10 螺旋输砂器螺旋输砂器由液力驱动、可调速，左右双筒螺旋输砂器，采用独立的工作方式，最大输砂速度：3.5 m3/min，砂斗离地高度不大于800mm。螺旋输砂器的控制可由混砂车操作控制室手动或自动控制。输砂器采用起升油缸带动输砂管在滑道上滑动，由液压油缸起升以便适合于公路行驶和混砂施工作业。螺旋输砂器的起升由安装在两输砂器之间的油缸完成，升降动作由起升阀控制。螺旋输砂器的砂斗为两个，作业时可由左右分合油缸带动砂斗分开，分合由液压控制并可在45的范围内左右移动，以便于两台运砂车对其连续加砂。绞龙轴上装有计量齿轮
