如前文所述，难动用储量和非常规储量的开发，在于现代压裂理论的创新与转化、储层改造技术的突破，而所有的压裂工艺措施则需要配套的技术、装备来实现。俗话说，“没有金刚钻，别揽瓷器活。”在油气田开发现场，压裂装备及井下工具才是真正的主角。今天，中国正在努力追赶美国的脚步。

压裂“战场”真正的主角

过去，也许一提起油气田，几部高耸的钻机，一片埋头苦干的“磕头机”，立刻在你的大脑里形成了一个画面。而今天的油气田开发，十几台甚至几十台压裂作业车组，场面规模之大，夸张点说，绝不逊于《变形金刚》中的“汽车人”团队。

压裂酸化作业中会用到很多地面装备。这些压裂“战车”大致包括：提供动力和施工排量的压裂车，将液体与支撑剂实现混合并泵入井筒的混砂车，以及监控施工压力排量数据变化的仪表车。在某些特定的施工中，可能还需要配备连续混配车（或撬装连续混配装置）、连续油管车、液氮泵车、现场制氮车、二氧化碳增压泵注车、带压作业设备、140MPa的高压井口等。上述“战车”与储液罐，输砂设备、高低压管汇，高压井口（采油树）等，一起组成了庞大的压裂团队。

“战车”装备很重要，核心生产环节还要靠井下工具。根据完井方式以及采用不同，压裂技术各不相同。以非常规油气藏为主导的压裂改造，主要工具有直井封隔器投球滑套分层压裂工具，水平井裸眼封隔器、水平井套管滑套封隔器、水力喷射压裂酸化工具、快钻桥塞、分簇射孔工具等。这些井下工具设计精巧、结构复杂却功能强大，是最终实现储层压裂改造的关键。

除了地面装备、井下工具，另一项工具——压裂软件不可或缺。有了它们，才能触摸、了解到三千米以下储层的“内心”。目前国外使用的主要软件有全三维压裂软件Stimplan、FracproPT、Meyer页岩气压裂设计软件、GOHFER压裂设计软件、Cerberus连续油管设计软件，以及Eclipse油藏数值模拟软件等。

地面装备、井下工具及压裂软件，一起构成了压裂作业“战场”的主装备，有了先进的技术，才能打赢一场场“压裂战”。目前在该领域，美国技术装备依然领先全球。

美国技术装备保持领先

资料显示，目前国外2500型压裂车已经普遍使用，且已经研发成功3000型压裂车。美国最大连续混配排量达到19.0立方米/没分钟，单车最大排量为9.4立方米/每分钟。

近年来，这些公司不断地推出新工具，如用于打开滑套以及封堵快钻桥赛的可溶球，国外已经成功应用，国内才开始研究；裸眼封隔器实现一次投球打开4～6个滑套，实现分簇射孔技术以及定点压裂工具，国内尚未开展此类研究。

此外，针对页岩气体积改造技术的应用，近年来，北美研发了不少新模型并应用于页岩气的气藏数值模拟及裂缝优化。在软件方面，继续保持领先地位。

而相对比，“在上个世纪，国内科研院校进行过较大规模的自主研发，软件水平逐渐接近于国外水平，但近年来，大多以引进软件应用为主，自主软件研发已经远落后于国外。目前大型油气藏数值模拟软件基本以国外软件为主，也有一些自主研发软件在应用，但功能相对较少。”中国石油勘探开发研究院廊坊分院副总工程师胥云说。

中国努力追赶国外脚步

看到差距，为摆脱受制于人，目前我国正在加紧各方面攻关，努力追赶美国的脚步。

经过努力，国内研发的2500型压裂车已经量产且进入现场应用，3000型大型压裂车组正在研发中；140MPa井口、连续混配车、连续油管车，以及水平井分段改造的裸眼封隔器、水力喷射工具、快钻桥塞等均已有国产化产品，有的已经应用于现场。中石油系统研发了两种连续混配装置——连续混配车和撬装设备，其连续混配能力单车达到8立方米/每分钟。

“十一五”期间，中国石油组织了水平井压裂技术专项攻关，自主研发形成了双封单卡封隔器、管内滑套封隔器、水力喷射分段压裂工具、裸眼封隔器等。并创新发展了双喷射、水力喷射+滑套不动管柱分压工具等具有中国特色的水平井分段压裂工具。近期，中国石油研发成功了快钻桥赛、分簇射孔工具，并已成功下井试验。

但总体上，“在形成不同系列、水平井分段数、耐温耐压能力等方面，国内的压裂工具与国外还存在一定差距。”胥云说。

他指出，“主要的瓶颈是装备工具材质（特别是封隔器的橡胶件）的高温、高压、长时间耐受性，在高温高压下对酸液的抗腐蚀能力，井下压裂工具的加工精度，不同井筒尺寸下的工具系列，这是未来亟待攻关解决的几个问题。”