敬顯武 付子倚 陳鵬飛 熊穎 向超 蔣銳

摘 要：制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，既是促進(jìn)國(guó)際上技術(shù)領(lǐng)域交流合作的前提，也是消除國(guó)際貿(mào)易中技術(shù)壁壘的關(guān)鍵。本文通過分析現(xiàn)有滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育情況，得出以下幾點(diǎn)思考：①隨著頁(yè)巖氣開采的快速發(fā)展，中國(guó)在頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)研究上形成許多先進(jìn)成果，是培育國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的熱土;②科技創(chuàng)新是標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化賦能科技進(jìn)一步交流融合與技術(shù)創(chuàng)新;③借助ISOTC193/SC3/WG8的平臺(tái)，進(jìn)一步加大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育，將中國(guó)技術(shù)推向國(guó)際。

關(guān)鍵詞：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，滑溜水

0 引 言

北美“頁(yè)巖氣革命”成功，使美國(guó)由天然氣進(jìn)口大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹诖髧?guó)，深刻改變了世界天然氣供給格局[1， 2]。以美國(guó)為中心的頁(yè)巖氣革命影響輻射全球，從歐洲到南美、亞洲，從發(fā)達(dá)國(guó)家到新興市場(chǎng)，中國(guó)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)頁(yè)巖氣資源的有效開發(fā)，產(chǎn)量持續(xù)快速增長(zhǎng)，2022年中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量已達(dá)240億立方米，已成為世界第二大頁(yè)巖氣生產(chǎn)國(guó)[3]。與常規(guī)天然氣開發(fā)不同，頁(yè)巖氣需進(jìn)行大規(guī)模體積壓裂才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)，體積壓裂技術(shù)是頁(yè)巖氣開發(fā)的核心工程技術(shù)之一[4]，滑溜水是體積壓裂技術(shù)的重要組成部分，其性能將直接影響頁(yè)巖氣壓裂作業(yè)[5]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各大高校及研究機(jī)構(gòu)均研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的降阻劑及滑溜水體系。中國(guó)的各大高校及研究機(jī)構(gòu)均開展了大量的研究。

標(biāo)準(zhǔn)化作為企業(yè)治理的重要載體、實(shí)現(xiàn)貿(mào)易全球化的基礎(chǔ)，已成為戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。特別是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，深化標(biāo)準(zhǔn)化交流合作，將積極推進(jìn)與共建“一帶一路”國(guó)家在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的對(duì)接合作，加強(qiáng)金磚國(guó)家、亞太經(jīng)合組織等標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)話，深化東北亞、亞太、泛美、歐洲、非洲等區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化合作，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)信息共享與服務(wù)，發(fā)展互利共贏的標(biāo)準(zhǔn)化合作伙伴關(guān)系。同時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化將分享中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗(yàn)，助力聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，支持發(fā)展中國(guó)家提升利用標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能力。

中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司天然氣研究院（下稱天研院）自2010年以來(lái)，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，使用自主創(chuàng)新的滑溜水產(chǎn)品進(jìn)行頁(yè)巖氣開發(fā)，創(chuàng)下了第一口頁(yè)巖氣井加砂壓裂等多個(gè)“中國(guó)第一”，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)水平和應(yīng)用效果的“雙一流”[6， 7]。為了將中國(guó)的先進(jìn)技術(shù)推廣出去，促進(jìn)全球頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)的交流與提升，從2018年開始進(jìn)行《天然氣 上游領(lǐng)域 滑溜水降阻性能測(cè)試方法》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培育。經(jīng)過多年研究，ISO7055：2023《天然氣 上游領(lǐng)域 滑溜水降阻性能測(cè)試方法》正式獲得ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織批準(zhǔn)，于2023年8月正式發(fā)布。這是頁(yè)巖氣領(lǐng)域的首項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也是我國(guó)在頁(yè)巖氣國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域取得的重要突破，為我國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)邁出了關(guān)鍵一步，也證明了天研院長(zhǎng)期堅(jiān)持的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展戰(zhàn)略卓有成效。本文將以此為研究案例，對(duì)滑溜水的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培育進(jìn)行探討。為世界頁(yè)巖氣標(biāo)準(zhǔn)化舞臺(tái)積極貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

1 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)機(jī)構(gòu)

1.1 頁(yè)巖氣相關(guān)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)

中國(guó)現(xiàn)有的天然氣標(biāo)準(zhǔn)體系按照層級(jí)劃分為國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，中國(guó)天然氣工業(yè)主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)機(jī)構(gòu)如表1所示?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系有效支撐了中國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展需求。2013年國(guó)家能源局發(fā)布公告同意成立能源行業(yè)頁(yè)巖氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，編號(hào)為NEA/TC26，標(biāo)委會(huì)秘書處由中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司天然氣研究院承擔(dān)[8]。專業(yè)范圍為頁(yè)巖氣勘探、生產(chǎn)、利用等領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)通用及基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)[9]。

1.2 頁(yè)巖氣相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是指國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）和國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）制定的標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織確認(rèn)并公布的其他國(guó)際組織制定的標(biāo)準(zhǔn)[8]。天然氣相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要?dú)w口在ISO，ISO成立于1946年，是一個(gè)全球性的非政府組織，其宗旨是：在全世界促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化及有關(guān)活動(dòng)的發(fā)展，以便于國(guó)際物資交流和服務(wù)，并擴(kuò)大知識(shí)、科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的合作。ISO與頁(yè)巖氣相關(guān)的技術(shù)委員會(huì)見表2。

2 滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作分析

2.1 頁(yè)巖氣壓裂液標(biāo)準(zhǔn)化工作

許多國(guó)家都對(duì)頁(yè)巖氣壓裂液進(jìn)行了深入研究。美國(guó)的API和ISO制定了一系列與頁(yè)巖氣壓裂液相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，包括壓裂液成分、性能要求、使用方法等方面的規(guī)范。此外，一些國(guó)家還制定了特定的壓裂液環(huán)境影響評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，以確保頁(yè)巖氣開發(fā)的環(huán)境可持續(xù)性。美國(guó)的API（American PetroleumInstitute）和ISO（International Organization forStandardization）在與頁(yè)巖氣壓裂液相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制定方面都做出了重要的貢獻(xiàn)[10]。表3、表4是API、ISO制定的涉及頁(yè)巖氣壓裂液的部分標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了壓裂液成分、性能測(cè)試方法、實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求等方面，旨在確保壓裂液的安全、高效使用。

2.2 滑溜水標(biāo)準(zhǔn)化工作

滑溜水作為一種常用的頁(yè)巖氣壓裂液，受到了全球范圍內(nèi)的關(guān)注。許多國(guó)家都開展了與滑溜水相關(guān)的研究。美國(guó)是滑溜水研究的先行者，其API標(biāo)準(zhǔn)包含了滑溜水的配方、性能要求和使用方法等方面的規(guī)定。加拿大、中國(guó)、澳大利亞等國(guó)家也進(jìn)行了滑溜水的研究，但在標(biāo)準(zhǔn)制定方面相對(duì)滯后。未來(lái)，為了推動(dòng)滑溜水在全球范圍內(nèi)的安全、高效使用，需要進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)際合作，制定統(tǒng)一的滑溜水標(biāo)準(zhǔn)。

天研院自2010年以來(lái)，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，使用自主創(chuàng)新的滑溜水產(chǎn)品進(jìn)行頁(yè)巖氣開發(fā)，創(chuàng)下了第一口頁(yè)巖氣井加砂壓裂等多個(gè)“中國(guó)第一”，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)水平和應(yīng)用效果的“雙一流”。為了將中國(guó)的先進(jìn)技術(shù)推廣出去，促進(jìn)全球頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)的交流與提升，天研院依托前期牽頭制定的《頁(yè)巖氣 壓裂液 第1部分：滑溜水性能指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法》《頁(yè)巖氣 壓裂液 第2部分 降阻劑性能指標(biāo)及測(cè)試方法》兩項(xiàng)能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開展多次國(guó)際交流合作，發(fā)表多篇SCI收錄的高水平論文[11， 12]，提升了國(guó)際學(xué)術(shù)影響力。為提升中國(guó)在頁(yè)巖氣領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)，促進(jìn)國(guó)際合作與發(fā)展，天研院從2018年開始進(jìn)行《天然氣 上游領(lǐng)域 滑溜水降阻性能測(cè)試方法》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培育。

3 滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)案例分析

標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)的基石，是對(duì)已有技術(shù)的積累與總結(jié)，也是未來(lái)創(chuàng)新的啟示，本部分主要以天研院制定的歸口ISO/TC 193的滑溜水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步探討國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培育過程中開展的技術(shù)研發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)培育以及創(chuàng)新融合。本節(jié)以《天然氣 上游領(lǐng)域 滑溜水降阻性能測(cè)試方法》（ISO 7055：待發(fā)布）為例，分析滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的要點(diǎn)，探討如何進(jìn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培育，以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如何賦能產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)創(chuàng)新。

3.1 制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性

目前國(guó)際上對(duì)滑溜水降阻性能還沒有相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這種情況不利于評(píng)價(jià)滑溜水的降阻性能好壞，也不利于頁(yè)巖氣領(lǐng)域的國(guó)際合作，將我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)際滑溜水降阻性能評(píng)價(jià)提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，將促進(jìn)國(guó)際社會(huì)在頁(yè)巖氣勘探開發(fā)利用中的技術(shù)合作、技術(shù)輸出以及技術(shù)引進(jìn)，可提高從事頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的企業(yè)效率。也將提升我國(guó)在儲(chǔ)層改造液體評(píng)價(jià)技術(shù)的主導(dǎo)地位和話語(yǔ)權(quán)，同時(shí)維護(hù)保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)權(quán)益。圖1是中國(guó)能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 14003.1-2015，作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培育的基石，該標(biāo)準(zhǔn)自2015年發(fā)布以來(lái)，在頁(yè)巖氣壓裂液領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，有效推廣，為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)打下了基礎(chǔ)。

3.2 先進(jìn)性

自2010年以來(lái)，中國(guó)開始使用滑溜水進(jìn)行頁(yè)巖氣體積壓裂施工和滑溜水性能評(píng)價(jià)方法研究，天研院在國(guó)際上首次提出有效管徑改進(jìn)模型，通過該模型的研究，解決了實(shí)驗(yàn)室不能有效評(píng)價(jià)降阻性能的技術(shù)瓶頸。該成果《Predictionof Field Drag Reduction by a Modified Practical PipeDiameter Model》已經(jīng)發(fā)表在《Chemical Engineeringand Technology》（2018， 41， No. 7， 1417–1424），并被SCI檢索[13]。采用有效管徑改進(jìn)模型在實(shí)驗(yàn)室建立了降阻性能評(píng)價(jià)裝置，制定了能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 14003.1-2015《頁(yè)巖氣 壓裂液 第1部分：滑溜水性能指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法》。

ISO/TC193/SC3/WG8“slick water”多次召開國(guó)際工作組會(huì)，與英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、俄羅斯等國(guó)際同行反復(fù)溝通，達(dá)成合意。該標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際上首次建立了滑溜水降阻性能評(píng)價(jià)方法，將在頁(yè)巖氣壓裂設(shè)計(jì)、滑溜水評(píng)價(jià)與研發(fā)等方面發(fā)揮重要作用，為保障頁(yè)巖氣壓裂入井液體質(zhì)量提供了有效的技術(shù)控制手段，標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)均完全符合ISO相關(guān)要求，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)，因此，最終沒有爭(zhēng)議地跳過FDIS稿直接進(jìn)入出版階段。圖2為ISO 7055：2023《天然氣 上游領(lǐng)域 滑溜水降阻性能測(cè)試方法》封面及目錄。

3.3 對(duì)產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)作用

能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 14003.1-2015《頁(yè)巖氣 壓裂液 第1部分：滑溜水性能指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法》，該標(biāo)準(zhǔn)被國(guó)家能源局油氣司用于制定頁(yè)巖氣開發(fā)及監(jiān)管政策，為頁(yè)巖氣開發(fā)管理工作提供了技術(shù)依據(jù)和有力支撐，同時(shí)還被石油工程專業(yè)本科教材《采油工程》、碩士研究生教材《油氣增產(chǎn)與技術(shù)案例》采用；該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)被中國(guó)石化、延長(zhǎng)石油、殼牌和哈里伯頓等石油公司采用，支撐了長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)、涪陵礁石壩、延安陸相頁(yè)巖氣等一系列國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)的建設(shè)，也有效支撐了四川盆地瀘州、渝西等區(qū)塊頁(yè)巖氣的開發(fā)，2014年至2019年12月，累計(jì)新增頁(yè)巖氣產(chǎn)量478.3億立方米。

4 滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作思考

4.1 已開展工作對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育作用

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的順利培育離不開前期開展的多項(xiàng)科技項(xiàng)目攻關(guān)，如圖3所示，天研院參與了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973計(jì)劃），主持了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃NQI項(xiàng)目、全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目、西南油氣田博士后進(jìn)站科研項(xiàng)目等多項(xiàng)科技項(xiàng)目，并基于科技創(chuàng)新成果獲得中國(guó)石油集團(tuán)公司專利銀獎(jiǎng)，進(jìn)一步彰顯了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的技術(shù)實(shí)力。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育既需要注重技術(shù)實(shí)力也需要國(guó)際合作交流。在ISO TC193年會(huì)上進(jìn)行新提案宣講以及與美國(guó)斯倫貝謝公司開展交流討論，將標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)與世界同行交流探討，共同推進(jìn)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育進(jìn)展，讓國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的知名度以及受眾大大提升，將促進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的采用率與認(rèn)可度（如圖4所示）。

4.2 下一步發(fā)展方向

為了更好地服務(wù)于產(chǎn)業(yè)和引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新，滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面。

（1）加強(qiáng)國(guó)際合作和信息共享，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的全球統(tǒng)一。各國(guó)應(yīng)加強(qiáng)溝通與協(xié)作，共同制定全球范圍內(nèi)適用的滑溜水標(biāo)準(zhǔn)，以降低操作風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率。

（2）標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與技術(shù)創(chuàng)新保持同步。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，滑溜水的配方和性能可能會(huì)發(fā)生變化，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)修訂，以適應(yīng)新技術(shù)和新材料的引入。

（3）標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)考慮環(huán)境可持續(xù)性和社會(huì)責(zé)任。在滑溜水的選擇和使用過程中，應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境的潛在影響，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以確保頁(yè)巖氣開發(fā)在環(huán)境友好和社會(huì)可持續(xù)的前提下進(jìn)行。

綜上，滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展需要各國(guó)合作、技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的考量。通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定和落實(shí)，將為全球頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更加穩(wěn)定和可持續(xù)的基礎(chǔ)。

5 結(jié) 論

（1）隨著頁(yè)巖氣開采的快速發(fā)展，中國(guó)在頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)研究上形成許多先進(jìn)成果，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有多個(gè)對(duì)口頁(yè)巖氣的標(biāo)準(zhǔn)化組織，有助于滑溜水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育。

（2）通過分析天然氣研究院滑溜水的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化案例得到啟示，科技創(chuàng)新是標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化賦能科技進(jìn)一步促進(jìn)交流引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)，在科技創(chuàng)新的熱土孵化國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是順勢(shì)而行也是時(shí)代所需。

（3）應(yīng)當(dāng)借助ISO TC193/SC3/WG8的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，進(jìn)一步加大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的培育，將中國(guó)技術(shù)推向國(guó)際，讓標(biāo)準(zhǔn)賦能產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)創(chuàng)新。

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