只有硬科技，才能引领油气行业的未来。

油价低迷  电驱压裂   页岩气

共4400字｜建议阅读时间6分钟

文 | 子竹

猝不及防，油价在2020年又崩了，并且这一次跌得又低又快。

从3月中旬开始，国际原油价格位于30美元/桶下持续近2个月之久，甚至出现了为负的情况。

上一次油价跌破30美元/桶是在2016年，离今天并不遥远。

但在阴晴不定的油价之下，石油领域的硬角色亦在展露锋芒。

01、一只巨大的石油黑天鹅

近年来，国际油价愈发动荡，在过去短短12年时间内，已出现过3次断崖式暴跌。

2008年，因金融危机的出现，油价从147美元/桶跌至最低40美元/桶左右。

2014年，因美国页岩油的出现，油价从100美元/桶跌至最低30美元/桶左右。

2020年，因新冠肺炎的出现加大全球经济下行的压力，油价从60美元/桶跌至最低-37美元/桶左右。

（2008~2020年，WTI原油价格经历了3次断崖式下跌）

并且这三次油价暴跌对油气行业的冲击，一次比一次强烈。

2008年的油价暴跌持续近1年时间；2014年持续了近3年时间；在2020年5月22日当周，美国的活跃油气钻机数跌到了318，而上一次呈现这一水平，是在第二次世界大战期间。

2020年，油气行业的损失会有多大？

国际能源署（IEA）近期发布的研究报告指出，2020年全球原油的需求可能降低9%，回到2012年的水平；同时，天然气的需求下降2%。

能源需求和价格的双降，将带来企业收入的锐减。能源咨询公司雷斯塔的研究指出，2020年全球油气勘探与生产收入将下降约1万亿美元，同比大降40%。这意味着，很多石油生产商的收入，在今年很可能会出现拦腰斩。

展望未来，油价何时能恢复仍不明朗。从短期内看，在全球疫情没有退去之前，油气需求很难得以恢复。有研究机构预测，即便到2021年，全球油气的勘探支出都可能继续下降。

总体来看，市场阴晴不定，油气行业难将未来完全寄望于油价上涨。

02、石油灰犀牛也不弱

对很多油气生产企业而言，油价低迷并不是当下面临的唯一困难。

为了保障国家能源安全，国内油气行业于2018年启动了新一轮“油气大会战”，油气生产正处于稳产、增产的关键时期。与此同时，中国的油气开采，却面临着成本越来越高的问题。

近年来，在中国新探明的油气资源中，页岩气、致密油气等高难度开发资源的占比越来越高。

根据《中国矿产资源2019》公布的数据显示，在2018年，中国页岩气的查明资源储量同比增加了8.9%，相比之下，常规天然气同比增量为4.9%，石油的同比增量仅有0.9%。

在2019年，中国新确认的唯一的一个10亿吨级大油田——庆城大油田，也属于有效开采难度较高的页岩油田。

众所周知，页岩油气开采成本较高，中国不少油气开发者曾尝试走捷径，寄望引入北美页岩气的开发经验，快速实现中国页岩气的低成本开发。但回顾中国页岩气的过去十年，这一尝试并不顺利。

究其原因，中国的页岩油气同北美页岩油气在地质地貌特点等方面差异其实很大，开采面临着很多独特的难题，实际并无太多经验可借鉴。

在地下，中国主要页岩气藏的埋深在3000米以上，美国不少页岩气藏埋深仅有1000米；在地上，美国页岩油气田多存在于大平原区，中国主要页岩油气田多位于山区，使得作业装备的运输、安放都格外困难，令作业成本居高不下。

最终，国内页岩气目前的产量与当初制定的目标相去甚远。接下来即便油气价格上涨，恐怕众生产企业也绕不开“成本高”这只灰犀牛。

03、硬核油气重器的诞生

在黑天鹅和灰犀牛的双重压力下，油气行业前进的方向，也在悄然发生着转变。

近年来，全球的油气生产都愈发注重效率和成本控制，而不再一味追求上产扩张。这一点在油气技术的发展趋势上，体现尤为明显。

一些能提升生产效率的新技术，在油气行业越来越受青睐。例如在当下备受业内推崇的电驱压裂解决方案，正是在这一时期诞生的。

在页岩气的开发过程中，有一项十分关键的工艺技术——水力压裂。这项工艺需要将大量高压基液注入几千米的地下岩层，其相关的作业过程和装备极为复杂，成本高昂。

有研究统计曾指出，北美水力压裂的费用，约占到一口页岩油气井成本的15%~40%左右。若能将水力压裂的作业效率提高，能很可观地降低页岩油气的开采成本。

而中国页岩油气的开采，压裂作业的成本往往更高。因为中国页岩油气田多位于山区，山路狭窄，作业场地狭小，运输和安放压裂装备极为不便，作业装备的稳定性也需要更高。

放眼全球，拥有雄厚资金实力和百年技术的国际能源巨头，也无法提供满足中国页岩气开采独特作业需求的装备及经验。

（杰瑞电驱压裂成套装备）

鉴于中国页岩气山区开采的特殊难题，杰瑞对压裂装备的两个核心装置进行了硬核创新：一是将间歇运行工况的柱塞泵升级为连续运行工况的柱塞泵；二是在动力上用电驱替代了传统的柴驱。

杰瑞研制的柱塞泵，其实已在国内页岩气压裂作业中有多年应用，而此番将其改进为连续运行工况的柱塞泵后，其使用寿命和稳定性都得到提高，能够适应要求更加苛刻的压裂作业。

传统的水力压裂装备，往往需要十几台柴油机同时驱动，体积庞大，在山区作业十分受限。为此，杰瑞采用高功率密度设计理念，研制出了电驱压裂装备，其功率是传统常见柴驱压裂装备的2倍多，功率密度做到了全球最大的134kW/t。

这意味着，在过去通常需要18台柴驱压裂装备同时工作的压裂作业，现在仅需9台电驱压裂装备就可实现，不仅缩小了总体占地面积，还降低了装备的购置与维保费用。

值得一提的是，杰瑞的技术人员发现，四川页岩气井场不远处多有居民，由于传统压裂装备的噪声较大，影响当地居民休息，使得夜间施工困难，降低了作业效率。

为此，杰瑞通过静音风扇+变频控制，将电驱压裂的噪音控制在了85分贝以内，满足夜间施工。

此外，该电驱压裂装备配置了智能集成控制系统。系统可通过4G、5G和卫星，将井场数据实时传输到基地数据云平台，配合内置智能分析诊断，为井场作业提供技术指导与预警分析。

为了最大程度降低压裂作业成本，杰瑞还对压裂管汇、混砂装备、输砂装备等都进行了特殊设计。

例如，混砂装备的工作性能相比同规格柴驱装备提升了15%-20%；输砂装备取代了传统的吊车吊装破袋的模式，使压裂砂的供给更加安全、高效。

杰瑞电驱压裂解决方案的推出，极大提高了国内页岩气开采能力。

2019年，杰瑞的电驱压裂解决方案在四川威202H40平台的压裂作业中，刷新了川渝地区页岩气压裂施工效率记录。最终助使该平台的5口页岩气井，实现了500万方/日的产量三级跳。

随后，杰瑞电驱压裂成套“家族”陆续在全国各大油气田现场安营扎寨，为国内油气田安全、绿色、高效、智慧开采提供了全新的装备支撑。

（杰瑞电驱压裂成套装备在四川作业现场）

04、做技术创新的深耕者

值得注意的是，杰瑞推出电驱压裂成套解决方案并非偶然的灵感迸发，而是持续多年深耕技术的硕果。

其研发制造，经历了从柱塞泵、超高速涡轮减速箱、涡轮压裂装备到电驱压裂成套装备的历程，前前后后耗时近8年之久。

杰瑞是中国最早为页岩气开发提供技术的企业之一，曾参与过中国第一口页岩气水平井——威201-H1井的施工作业。

在早期参与四川页岩气压裂作业过程中，杰瑞就注意到了压裂装备体积过大、噪音大、泵检频次高和井场布局狭小为作业带来的困扰。

压裂装备体积能不能再小一点？噪声再小一点？稳定性再提高一些？杰瑞的技术人员开始思索这一系列问题。

技术人员经调研后发现，这些问题难以解决，关键首先在于没有高效稳定的大功率压裂泵。随即，杰瑞便对大功率泵的制造展开了攻坚，并于2011年自主研发制造出了当时世界上水马力最大的车载柱塞泵（最大输出功率达5000hp）。

打通了大功率泵这道任督二脉后，杰瑞进一步投入研发力量，并于2014年研发出了全球首个单机功率最大的涡轮压裂车——“阿波罗一号”。阿波罗一号的横空出世突破了传统压裂技术局限，将中国页岩气开发带入涡轮压裂时代，使我国超越美国和俄罗斯，成为现存涡轮压裂车单机功率最大的国家。

但杰瑞对大功率泵的研发创新并未就此止步。为了进一步提高泵性能，技术人员将一台在现场作业了5年的5000型柱塞泵进行拆解，盘点所有关键零部件，针对磨损严重、出现异常的部件进行剖析，即使在设计范围内，也没有放过。

最终，技术人员对压裂泵的动力端壳体、齿轮、轴承等方面进行了20多项优化，将动力端的理论承载能力提升1.1倍。

这一精益求精的研发带来的，是在整泵重量、尺寸几乎不变的情况下，装载杰瑞新代5000型泵的电驱压裂设备更为轻巧，且能更适应更高负荷的连续作业。

与此同时，电驱相关的研发也在前瞻性的准备中。早在2011年，杰瑞的研发人员就已考虑电驱代替柴驱的解决方案，并有目标的进行技术储备。

为此，杰瑞公司内部还采用专线供电的方式，特意搭建了5MW驱动的电驱压裂试验平台，专门用于电驱压裂装备的研发和测试工作。

一边是杰瑞装备在井场应用中的不断升级和创新积累，一边是在内对电驱装置持续的研发，历经8年沉淀，杰瑞才成功推出了页岩气电驱压裂成套装备及页岩气开发解决方案。

（2019年10月由杰瑞自主研发制造的全球首台7000型电驱压裂橇成功下线）

这套方案不仅是压裂装备动力引擎模式的更换，更是一套针对国内页岩气开发压裂环节量身定制的整体解决方案，它包含电驱压裂成套装备、供电解决方案、智能控制方案以及商业运作模式，让电驱压裂应用无电力供应担忧。

该方案也创造了多个世界第一：全球第一台7000型电驱压裂装备，搭载全球功率最大的柱塞泵；行业最大排量的电驱混配橇；世界第一台智能免破袋连续输砂装置……这套解决方案，能够完全适应国内压裂作业高压力、大排量、长时间连续作业工况，且国产化程度达90%以上。

自主研发之路难走，一段长达8年的研发，时间成本显得有点高。但或许只有这样的厚积薄发，才能让页岩油气开发走的更快，因为它敢于同真正的难题硬碰，并竭力解决了难题。

05、降本将是一场持久战

得益于杰瑞这样敢啃硬骨头的技术创新者，负重之下，中国的页岩产业始终在蔓延。

2019年，中国的致密气和页岩气产量双双创下历史新高，分别达到400亿立方米和150亿立方米，其中页岩气产量增幅高达38.9%。

目前，除了四川盆地外，我国包括长庆油田、新疆油田、大庆油田、大港油田等在内的多个油气产区，都已开始试水页岩油气开发。

在2020年，杰瑞10000型电驱压裂装备、5000型电驱压裂橇等参与中国页岩油重点项目，助力创造了渤海湾地区单日最高压裂11段的“中国速度”。

根据计划，大港油田的页岩油田计划到2025年，实现年产页岩油50万吨，成为中国页岩油气革命发展的又一重要阵地。

展望未来，油气行业俨然还需要更多杰瑞电驱压裂式的创新。

从远期来看，大型油气生产国之间的博弈、地缘纷争、世界经济前景的不明朗……这些因素都可能引发油价的再次大起大落。

与此同时，2019年中国油气进口量再创新高，石油对外依存度达70.8%，天然气对外依存度达43%。居高不下的对外油气进口量，依旧使得国内能源安全问题凸显。

挑战、风险、市场波动，其实从未远离过油气行业，过去如此、现在如此、未来也将如此。近几年油价的频繁起落，为国内油气行业带来了更大警醒：行业的发展，不能全靠油价的涨跌。以不变应万变，才是前行的长远之道。而这不变之道，即是对技术的持续创新。

杰瑞电驱压裂解决方案正是如此，通过对技术持续的深耕，最终助力国内页岩气开发走上了自主化之路。

（杰瑞股份烟台总部）