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根据川庆公司节能减排项目要求，并在40651钻井队燃气动力机实验成功的基础上，2011年后半年开始在辖区40019、40020、40021、50685等4支钻井队陆续配套使用2000系列、3000系列燃气动力机、燃气发电机，该项目自2010年7月27日投产以来，使用燃气发动机先后共完成了40口天然气井施工作业，累计消耗液化天然气2365.26吨，相当于常态下天然气338.2319万方，相当于2584吨零号柴油的热当量值，与柴油相比二氧化碳排放量减少7844.44吨，累计进尺132885米。
1.使用天然气发动机的优点
燃气气发动机与燃油发动机相比，其优越性主要体现在以下两个方面[1]：
1.1.节能降耗，降低钻井成本，更好的满足苏里格低成本战略需要，可谓经济与实惠，与柴油机相比，每口井燃料结余费用可观。
1.2.纯天然气发动机的投产应用完全实现了“以气代油”，这也是长庆钻井发展低碳绿色经济，实现节能减排、进行可持续发展的战略之一。
2.项目运行情况
柴油机全部更换成燃气发动机后，增配了气化撬、槽车。用天然气发动机双车起升井架，整个起升过程平稳、安全，没有发现任何异常情况。从使用情况来看2000系列燃气机相对稳定，但是3000系列故障率相对较高，一定程度影响了钻井作业，主要是燃气控制与分配技术不成熟、关键部件的材质不能够满足高温要求、燃气机的设计上存在一定的安全隐患，突出表现在燃气机排温高，气门下沉比较严重，火花塞爆炸，放炮导致缸盖损坏等一些列故障。为保障安全生产，2012年6月份以来燃气动力机开始陆续停用，发电机仍然在使用中。
3.燃油与液化天然气消耗情况
正常情况下液化天然气气化率约1430方/吨左右， 根据使用情况统计来看，纯燃气机钻机表层钻进每小时的耗气量大约为500方左右，随着井深、负荷增加每小时的耗气量也在增加，在2500米井段每小时的耗气量约为370方左右，即每天的耗气量随着井深与负荷增加在逐渐增加，根据现场天然气消耗情况统计，不同工况下每天消耗天然气在6000-9000方左右。根据统计辖区七部钻机使用使用天然气发动机后累计完成40口天然气井施工，累计进尺132885米，累计消耗液化天然气2365.26吨，按照热卡当量计算相当于2584吨零号柴油的热当量值，与柴油发动机相比减少二氧化碳排放量7844.44吨，减排效果明显。
4.经济效益评价
4.1.直接经济效益
燃气机投产以来，累计消耗液化天然气2365.26吨，相当于常态下338.2319万方天然气，平均8.46万方/口。根据总公司每口井定额柴油计算完成这40口井需要2780.63吨柴油。平均每口井为69.52吨，按照柴油市场价格8182元/吨计算：
消耗天然气的金额为：338.2319X3.5=1183.81万元
消耗定额柴油的金额为：2780.63 X8182=2275.12万元
可见使用天然气代替柴油作为燃料施工40口井节约燃料费用为：
2275.12-1183.81=1091.31万元
平均每口井节约的燃料费用为：
1091.31÷40=27.28万元
4.2.间接经济效益
按照天然气与柴油热卡当量，并结合每口井的定额计算，平均每口井的天然气消耗值为8.46万方天然气，如果折合成柴油，按照油气当量：1升天然气=0.7636KG柴油计算，每口井消耗8.46万天然气的当量柴油为：
84600X0.7636/1000=64.60吨
根据统计每口井的平均定额柴油为69.52吨，
可见使用天然气作为燃料每口井可以节约柴油为：
69.52-64.60=4.92吨
节约的柴油费用为：
4.92X8182=4.026万元
则完成40口井节约的费用为： 4.026X40=161.04万元
因此，使用燃气机后，完成40口井施工累计节约的燃料费用与两种燃料的差价产生的的综合费用为。
1091.31+161.04=1252.35万元
平均每口井节约费用为：
1252.35÷40=31.31万元
可见使用燃气机施工的钻井队节约的经济效益显著，但是由于燃气机存在重大安全隐患，等停时间多，损工工时多，延长了每口井的施工周期，同时增加了燃料的消耗，影响了生产。如果燃气机设计合理，燃气控制与分配技术成熟，材质过关，不存在这些安全隐患，在实际施工中钻井周期还要缩短，节约的燃料费用还要更多。
5.减少二氧化碳排放统计
由于柴油与天然气的组成成分不同，柴油燃烧后产生了大量的二氧化碳与少量的水，天然气燃烧后大量的水与少量的二氧化碳，根据柴油与天然气的的排放标准：燃烧1公斤柴油排出二氧化碳3.06公斤，燃烧1方天然气排出二氧化碳1.964公斤的计算。则完成40口井施工消耗的当量柴油排放的二氧化碳为：
2780.63X3.06=8508.73吨
消耗的天然气排放的二氧化碳为：
338.2319X1.964=664.29吨
则使用天然气作为燃料后减少的二氧化碳排放量为：
8508.73-664.29=7844.44吨
可见减排效果相当明显。
6.然气发动机及发电机存在问题
2000系列燃气机配套已经接近两年时间，3000系列燃气机配套后已经运行近一年时间，在使用中出现多起故障，给生产造成一定的影响，这些问题起初出现后，得到了济柴厂的大力支持与协助，经过现场处理仍然可以继续使用，但是同类问题多次反复出现，始终没有得到根治，特别是部分设计与技术缺陷的存在给安全生产造成了极大的威胁，经过多方论证与分析研究这种缺陷与不足，济柴厂还没有好的解决办法，因此，在6月份以后我们逐渐暂停燃气机的使用，燃气发电机仍然在继续使用中。燃气动力机的主要故障表现在以下几个方面： 6.1.燃气动力机施工天然气井，由于燃烧不充分，在排气管出现二次燃烧，导致排气管放炮，喷射火焰这类问题直接危及到井控安全，因此需要从设计上就彻底解决这个问题。
6.2.火花塞质量、燃气控制技术缺陷导致爆裂、爆炸等类故障频繁发生，直接危及到作业人员安全，像火花塞爆炸后，飞出距离远达90米左右，一旦伤及人员后果很严重。因此如何解决天然气不能完全燃烧、后燃问题；如何解决瞬时响应能力差的问题是制约燃气动力机用于动力机的关键所在。
6.3.现场维护困难，每次搬迁完安装，启动很困难，同样的问题多次出现，不能根治，有的问题服务人员也搞不清楚。因此，燃气控制及分配技术还需要再研究，再完善。
6.4.配件质量问题：使用中更换频率高的配件有火花塞、缸盖、燃气控制阀、气马达、水泵、火花塞护套、缸盖垫子等，因此，燃气机配件的质量不过关是导致燃气发动机暂停使用的又一个重要因素。
6.5.燃气机配件价格昂贵，维护成本高。如：一根火花塞的价格为2359元，一个燃气控制阀的价格大概在7.2万元左右。从使用情况来看，节能减排的效果确实不错，按照钻井总公司的定额及成本计算，如果像40651钻井队2000系列燃气机两年后出现配件更换频繁，维护成本太高，我们在柴油上面节约了一点费用，但是在花费在配件上的费用远远超过了我们油料上面的结余。
6.6.天然气发动机瞬态响应性滞后（与柴油机相比），不能满足瞬时负荷变化快的需要，如遇阻解卡上下活动钻具等操作存在局限性，频繁熄火。在现场基本都用一档低速进行作业，与柴油机相比，接单根时间多5分钟，每起下一趟钻需要多4-5个小时，直接影响到钻井提速工作。
7.总 结
燃气发动机使用LNG作为燃料经济、环保，从统计数据分析来看，节能效果明显，与柴油相比二氧化碳排放量大大减少[2、3]。但是，由于设计技术还不成熟，在现场使用中出现了很多安全隐患，给安全生产带来了很大的风险。另一方面，由于燃气机属于新技术推广应用阶段，控制技术还不成熟，厂家服务人员基本都在学习阶段，解决与排除故障的能力有限，因此在安全、速度与效益的抉择中，我们暂时停止使用燃气动力机。由于燃油发电机燃气发电机组织周期相对较长，目前我们们在采取相应的安全措施后，仍然在在继续使用中，因此还需要我们多加防范，做好维护。
[1] 陈宜亮. 燃气发动机的发展动向[J].山东内燃机，2004 （8）： 4-7
[2] 王佳焕，鄂文锋，俞鲲. 天然气发电机组在海拉尔油田的应用[J].油气田地面工程，2006（8） ：59
[3] 张强. 燃气发电机组在转油站的应用[J].油气田地面工程，2011（11）：87-88
1.使用天然气发动机的优点
燃气气发动机与燃油发动机相比，其优越性主要体现在以下两个方面[1]：
1.1.节能降耗，降低钻井成本，更好的满足苏里格低成本战略需要，可谓经济与实惠，与柴油机相比，每口井燃料结余费用可观。
1.2.纯天然气发动机的投产应用完全实现了“以气代油”，这也是长庆钻井发展低碳绿色经济，实现节能减排、进行可持续发展的战略之一。
2.项目运行情况
柴油机全部更换成燃气发动机后，增配了气化撬、槽车。用天然气发动机双车起升井架，整个起升过程平稳、安全，没有发现任何异常情况。从使用情况来看2000系列燃气机相对稳定，但是3000系列故障率相对较高，一定程度影响了钻井作业，主要是燃气控制与分配技术不成熟、关键部件的材质不能够满足高温要求、燃气机的设计上存在一定的安全隐患，突出表现在燃气机排温高，气门下沉比较严重，火花塞爆炸，放炮导致缸盖损坏等一些列故障。为保障安全生产，2012年6月份以来燃气动力机开始陆续停用，发电机仍然在使用中。
3.燃油与液化天然气消耗情况
正常情况下液化天然气气化率约1430方/吨左右， 根据使用情况统计来看，纯燃气机钻机表层钻进每小时的耗气量大约为500方左右，随着井深、负荷增加每小时的耗气量也在增加，在2500米井段每小时的耗气量约为370方左右，即每天的耗气量随着井深与负荷增加在逐渐增加，根据现场天然气消耗情况统计，不同工况下每天消耗天然气在6000-9000方左右。根据统计辖区七部钻机使用使用天然气发动机后累计完成40口天然气井施工，累计进尺132885米，累计消耗液化天然气2365.26吨，按照热卡当量计算相当于2584吨零号柴油的热当量值，与柴油发动机相比减少二氧化碳排放量7844.44吨，减排效果明显。
4.经济效益评价
4.1.直接经济效益
燃气机投产以来，累计消耗液化天然气2365.26吨，相当于常态下338.2319万方天然气，平均8.46万方/口。根据总公司每口井定额柴油计算完成这40口井需要2780.63吨柴油。平均每口井为69.52吨，按照柴油市场价格8182元/吨计算：
消耗天然气的金额为：338.2319X3.5=1183.81万元
消耗定额柴油的金额为：2780.63 X8182=2275.12万元
可见使用天然气代替柴油作为燃料施工40口井节约燃料费用为：
2275.12-1183.81=1091.31万元
平均每口井节约的燃料费用为：
1091.31÷40=27.28万元
4.2.间接经济效益
按照天然气与柴油热卡当量，并结合每口井的定额计算，平均每口井的天然气消耗值为8.46万方天然气，如果折合成柴油，按照油气当量：1升天然气=0.7636KG柴油计算，每口井消耗8.46万天然气的当量柴油为：
84600X0.7636/1000=64.60吨
根据统计每口井的平均定额柴油为69.52吨，
可见使用天然气作为燃料每口井可以节约柴油为：
69.52-64.60=4.92吨
节约的柴油费用为：
4.92X8182=4.026万元
则完成40口井节约的费用为： 4.026X40=161.04万元
因此，使用燃气机后，完成40口井施工累计节约的燃料费用与两种燃料的差价产生的的综合费用为。
1091.31+161.04=1252.35万元
平均每口井节约费用为：
1252.35÷40=31.31万元
可见使用燃气机施工的钻井队节约的经济效益显著，但是由于燃气机存在重大安全隐患，等停时间多，损工工时多，延长了每口井的施工周期，同时增加了燃料的消耗，影响了生产。如果燃气机设计合理，燃气控制与分配技术成熟，材质过关，不存在这些安全隐患，在实际施工中钻井周期还要缩短，节约的燃料费用还要更多。
5.减少二氧化碳排放统计
由于柴油与天然气的组成成分不同，柴油燃烧后产生了大量的二氧化碳与少量的水，天然气燃烧后大量的水与少量的二氧化碳，根据柴油与天然气的的排放标准：燃烧1公斤柴油排出二氧化碳3.06公斤，燃烧1方天然气排出二氧化碳1.964公斤的计算。则完成40口井施工消耗的当量柴油排放的二氧化碳为：
2780.63X3.06=8508.73吨
消耗的天然气排放的二氧化碳为：
338.2319X1.964=664.29吨
则使用天然气作为燃料后减少的二氧化碳排放量为：
8508.73-664.29=7844.44吨
可见减排效果相当明显。
6.然气发动机及发电机存在问题
2000系列燃气机配套已经接近两年时间，3000系列燃气机配套后已经运行近一年时间，在使用中出现多起故障，给生产造成一定的影响，这些问题起初出现后，得到了济柴厂的大力支持与协助，经过现场处理仍然可以继续使用，但是同类问题多次反复出现，始终没有得到根治，特别是部分设计与技术缺陷的存在给安全生产造成了极大的威胁，经过多方论证与分析研究这种缺陷与不足，济柴厂还没有好的解决办法，因此，在6月份以后我们逐渐暂停燃气机的使用，燃气发电机仍然在继续使用中。燃气动力机的主要故障表现在以下几个方面： 6.1.燃气动力机施工天然气井，由于燃烧不充分，在排气管出现二次燃烧，导致排气管放炮，喷射火焰这类问题直接危及到井控安全，因此需要从设计上就彻底解决这个问题。
6.2.火花塞质量、燃气控制技术缺陷导致爆裂、爆炸等类故障频繁发生，直接危及到作业人员安全，像火花塞爆炸后，飞出距离远达90米左右，一旦伤及人员后果很严重。因此如何解决天然气不能完全燃烧、后燃问题；如何解决瞬时响应能力差的问题是制约燃气动力机用于动力机的关键所在。
6.3.现场维护困难，每次搬迁完安装，启动很困难，同样的问题多次出现，不能根治，有的问题服务人员也搞不清楚。因此，燃气控制及分配技术还需要再研究，再完善。
6.4.配件质量问题：使用中更换频率高的配件有火花塞、缸盖、燃气控制阀、气马达、水泵、火花塞护套、缸盖垫子等，因此，燃气机配件的质量不过关是导致燃气发动机暂停使用的又一个重要因素。
6.5.燃气机配件价格昂贵，维护成本高。如：一根火花塞的价格为2359元，一个燃气控制阀的价格大概在7.2万元左右。从使用情况来看，节能减排的效果确实不错，按照钻井总公司的定额及成本计算，如果像40651钻井队2000系列燃气机两年后出现配件更换频繁，维护成本太高，我们在柴油上面节约了一点费用，但是在花费在配件上的费用远远超过了我们油料上面的结余。
6.6.天然气发动机瞬态响应性滞后（与柴油机相比），不能满足瞬时负荷变化快的需要，如遇阻解卡上下活动钻具等操作存在局限性，频繁熄火。在现场基本都用一档低速进行作业，与柴油机相比，接单根时间多5分钟，每起下一趟钻需要多4-5个小时，直接影响到钻井提速工作。
7.总 结
燃气发动机使用LNG作为燃料经济、环保，从统计数据分析来看，节能效果明显，与柴油相比二氧化碳排放量大大减少[2、3]。但是，由于设计技术还不成熟，在现场使用中出现了很多安全隐患，给安全生产带来了很大的风险。另一方面，由于燃气机属于新技术推广应用阶段，控制技术还不成熟，厂家服务人员基本都在学习阶段，解决与排除故障的能力有限，因此在安全、速度与效益的抉择中，我们暂时停止使用燃气动力机。由于燃油发电机燃气发电机组织周期相对较长，目前我们们在采取相应的安全措施后，仍然在在继续使用中，因此还需要我们多加防范，做好维护。
[1] 陈宜亮. 燃气发动机的发展动向[J].山东内燃机，2004 （8）： 4-7
[2] 王佳焕，鄂文锋，俞鲲. 天然气发电机组在海拉尔油田的应用[J].油气田地面工程，2006（8） ：59
[3] 张强. 燃气发电机组在转油站的应用[J].油气田地面工程，2011（11）：87-88