生物酶破胶剂在气井压裂中的研究与应用

针对重庆合川区块气井压裂中常规氧化破胶剂如过硫酸铵(APS)存在的化学污染、破胶不彻底、返胶等问题,对生物酶破胶剂对该体系的破胶效果及适用性进行了研究.结果表明,生物酶破胶剂与该压裂液体系存在一定的配伍禁忌,但是通过添加0.06％酶保护剂,用30mg/L生物酶+20mg/LAPS或50 mg/L或90mg/L生物酶作破胶剂,体系均可彻底破胶,无返胶现象;使用1号瓜胶作稠化剂时残渣含量小于240 mg/L,分子量较小(在1000～4000Da之间),完全满足施工要求.现场以生物酶与APS复配方式破胶的2口井压裂液返排率达63％以上,施工产能效果良好,压裂施工后测试产气分别为1.51×104 m3/d和3.19×104 m3/d.     

过硫酸铵与生物酶压裂破胶技术对比研究

压裂是低渗或特低渗油气井增产、注水井增注的一项重要举措,压裂液破胶不及时、不彻底乃至在裂缝中形成滤饼,降低了油层裂缝的导流能力,因此压裂液的破胶效果直接影响压裂液的返排和增产,本文主要结合延长油田子长采油厂低渗或特低渗油层的情况,针对生物酶与过硫酸铵破胶各自机理,半乳甘露聚糖生物酶与压裂液添加剂的配伍性,两者与油层水质配伍性及胍胶残留物对地层的伤害情况和现场实际应用后的效果进行综合对比,寻求最佳的破胶剂为油田压裂破胶剂找到合理的解决方案。     

生物酶破胶在油气田压裂中的应用

针对瓜胶压裂液体系氧化破胶后所出现的破胶不完全、残渣量大,易造成地层污染等问题,通过调研国内外生物酶技术的应用现状发现,生物酶作为一种高效、低温、绿色环保、经济性好的清洁型压裂液添加剂,技术在国外已相对成熟,而国内应用较少。提出生物酶技术与氧化剂复配,互补其优势,应用前景可观。     

生物酶破胶技术填补国内石油生产空白

长江大学化学与环境工程学院教授易绍全率领的研究小组，在国外研究成果的基础上，深入研究低温状况下生物酶破胶技术，经1年努力，终于研发出了生物破胶酶。实验室研究结果显示，在温度低于60℃的情况下，利用这种生物酶对黄原胶破胶，能在4-8h内使黄原胶的黏度下降80％～90％。     

新型压裂液低温破胶活化剂

破胶剂(尤其是过硫酸盐类)作为聚合物压裂液体系中必不可少的组分, 对于聚合物压裂液彻底破胶、降低油层伤害和提高裂缝导流能力起着决定性作用。     

生物酶破胶填补国内技术空白

石油开采中使用的钻井液、完井液、压裂液等工作液，常需加入一种名叫黄原胶的生物聚合物来增加粘度，以保证施工的顺利进行。为了保护油层，施工结束后又需将这些粘性极大的工作液返排至地面，这时，它的粘性又阻碍着工作液的返排。     

新型生物酶破胶剂的研究与应用

为解决低渗、特低渗油藏及大型压裂施工中压裂液破胶程度控制难、破胶后压裂液残渣长期对地层伤害等问题，对百力士160微量生物酶的破胶机理和酶活性的影响因素进行分析，并开展了新型生物酶破胶技术的研究。研究结果表明，该酶对多糖类及其衍生物有降解作用，对辽河油田中低温压裂液具有适应性、配伍性较好的特点。在辽河油田8口生产井和4口探井压裂施工中应用，获得良好的施工效果。     

长庆油气田压裂用生物酶破胶技术及其应用

利用核磁共振技术研究了用APS破胶的硼交联瓜尔胶压裂液对长庆低渗岩心的伤害机理,认为主要伤害因素是压裂液的黏滞力和大分子聚合物.指出了长庆油气田使用APS破胶的不足之处.基于引进产品开发了酶破胶剂GLZ-1,该剂含β-1,4-和α-1,6-糖苷键特异水解酶,可将半乳甘露聚糖最终分解为单糖和二糖.根据酶活力测定,该剂适用温度范围为40～90℃,适用pH范围为6～10,盐度在2%～10%范围内对酶活力基本上无影响,该剂与压裂液添加剂配伍.与APS相比,破胶液残渣含量较低,破胶液滤液中总合糖量较高且随破胶时间的升幅较大,4、24、48 h破胶液中聚糖相对分子质量(M)主要分布区域分别为1300～5500、1200～4800、250～3800,而用APS破胶时,破胶液中检测不到M＜5000的聚糖分子.GLZ-1破胶液对岩心渗透率的伤害小于20%,而APS破胶液的伤害为27.7%～30.2%.在部尔多斯盆地苏力格气田8口井、西峰油田20口井压裂中使用GLZ-1破胶,油井返排液黏度＜2 mPa·s,返排率＞65%,气田一次喷通,返排液黏度＜3 mPa·s,平均返排率90.2%.图1表6参3.     

高温生物酶双元破胶性能与现场应用

针对高尚堡油田压裂液所用过硫酸铵(APS)破胶剂破胶不彻底、不均匀的问题,从海栖热袍嗜热菌中提取β-苷露聚糖酶的基因片断,通过凝胶色谱法和电喷雾离子化质谱分析了APS与生物酶的破胶原理,研究了苷露聚糖酶适宜的温度与p H值范围,用胍胶、生物酶和胶囊破胶剂及其他添加剂配制压裂液,在高尚堡深层水井进行了现场应用。结果表明,苷露聚糖酶为内切酶,通过内切作用大幅降低胍胶黏度与分子量,其直接作用于糖苷键,主要产生二～六低聚糖,单糖极少;而APS较易断裂糖环上的C—C键。β-苷露聚糖酶耐温120℃、耐受pH值4～10.5,该酶最适宜的温度为70℃、pH值为6～7,120℃下的活性为最高酶活的40%,保持活性时间为55min,90℃下的活性可保持180 min。在压裂液中同时加入APS和生物酶破胶,可降低残渣含量22%～45%。9口注水井压裂现场应用时,在压后裂缝完全闭合后,尾追高浓度生物酶溶液,现场增注效果良好,初期注水压力平均下降约13 MPa,平均累计增注1.2×10~m~3,有效期290 d。图9表6参10     

JS油田生物酶低温破胶研究

本文研究了低温条件下生物酶破胶剂的适应性和破胶性能及生物酶和过硫酸铵破胶后粒径分布、导流能力差异。认识到低温储层条件下生物酶破胶的效果优于过硫酸铵破胶效果,在JS油田现场用生物酶进行破胶,压后2 h内顺利破胶,压裂返排液黏度小于5 m Pa·s。     

生物酶破胶对PRF钻开液的油层保护效果研究

通过对水平井无固相钻开液采用生物酶进行完井破胶液化处理,发现单独使用生物酶破胶液并不能很好地改善钻开液的完井油层保护效果,替入隐形酸完井液段塞后.岩心渗透率恢复值仍然难以得到改善.在无固相钻开液中加入固相后.钻开液的岩心渗透率恢复值得到较大的提高.试验发现.在3%的碳酸钙酸溶性暂堵剂存在的情况下,钻开液生物破胶后的渗透率恢复值可以达到80%以上,基本满足油层保护的要求.     

高温生物酶破胶剂在克拉玛依油田压裂液中的应用

研究了用生物酶破胶剂来解决克拉玛依油田压裂液体系破胶不彻底、对地层伤害大这一难题的可行性。结果表明,调整生物酶用量至250 mg/L 和添加酶保护剂250 mg/L,并与0.01%过硫酸铵复配,2.5 h 可以彻底破胶,破胶液黏度为3.3 mPa·s,残渣量280 mg/L,且无返胶现象。质谱分析破胶液分子量集中在2 147~6 366 Da,主要为13~39 低聚糖分子,表明生物酶破胶剂将瓜尔胶彻底降解成小分子的多糖化合物,解决了破胶不彻底并返胶的难题。     

植物胶压裂液低温破胶剂

介绍了一种新的适用于植物胶压裂液的低温破胶剂，是由过硫酸铵和激活剂组成。讨论了在低温上的破胶原理及破胶性能试验，结果表明该破胶剂低温破胶彻底，应用方便     

新型压裂液低温破胶体系的研制

讨论了破胶剂的破胶机理，研制了适用于聚丙烯酰胺压裂液体系的低温破胶剂，并进行了破胶性能实验。结果表明：该破胶剂低温破胶彻底，应用较为方便，具有现场推广使用价值。     

用于压裂液的生物酶破胶剂性能评价

生物酶破胶剂具有破胶彻底、残渣量少、对地层的伤害小等优点。介绍了适用于高、中高、低温条件的3种生物酶破胶剂,通过室内实验,对生物酶的配伍性、生物酶浓度、瓜胶浓度、pH值、温度等条件对酶活性及破胶效果的影响进行了评价。结果表明,该3种生物酶与压裂液添加剂的配伍性好;酶浓度在5～20mg/L、瓜胶浓度在0.2%～1.0%范围内时具有很好的破胶效果;生物酶破胶剂在pH值为5～10、温度为20～120℃范围内,3h可将压裂液黏度降低到5mPa·s以下,达到行业标准;与化学破胶剂相比,生物酶破胶剂用于压裂液,不仅破胶可控,而且破胶后破胶液黏度低、破胶聚合物分子量小、残渣含量少,环境保护性能好。     

酶破胶压裂液体系的研究与应用

传统化学破胶存在较多缺陷,如破胶活性主要依赖温度,破胶持续时间短,达不到完全破胶的目的。针对这一难题进行分析和研究,提出了生物酶破胶技术。通过实验,研发出一种酶破胶压裂液体系。室内评价实验证明,该体系破胶彻底,分子量低,残渣少,地层伤害小。     

MEMA10耐低温复合酶活性与破胶性能

为解决现阶段酶破胶剂在压裂液破胶应用领域中破胶效率低、 适应范围窄、 特别是难以适应低温领域破胶需求的问题, 研究了来源于肠杆菌 N18（Enterobacter sp. N18）的耐低温复合酶 MEMA10的组成及与压裂液的配伍性, 评价了该酶的破胶性能, 以及 pH值、 温度和盐浓度等对粗酶酶活和破胶效果的影响。结果表明, MEMA10以β-甘露聚糖酶为主, 同时含有葡聚糖酶为代表的纤维素酶类, 以及脂肽类生物表面活性剂, 可作为以植物胶为增稠剂的压裂液的破胶剂。MEMA10与压裂液中各项添加剂配伍性良好。在 pH 3.0数 8.0范围内, 破胶剂活性能保持在 75%以上; 在 20～ 60℃范围内均能在 3 h内将高黏度瓜尔胶压裂液的黏度降至 5 mPa· s以下; 在 1 mol/L和 2 mol/L的 NaCl长时间作用下, 酶活仍在 80%以上。40～ 60℃范围内, 压裂液经 MEMA10彻底破胶后的表、 界面张力以及残渣量均符合行业标准。MEMA10具有使用浓度低、 pH适应范围广、 耐盐、 低温活性强、 破胶残渣少等特点, 适应中低温压裂破胶的需求。图8表3参24     

生物酶压裂技术在南泥湾油田的应用

延长油田南泥湾采油厂所处区块储层物性较差,属于低含油饱和度、低孔隙度、超低渗透率的"三低"储层物性。油井普遍无自然产能,需经压裂改造后才能获得工业油流,常规压裂液对油井压裂后,由于压裂液返排不彻底,对储层造成一定的污染、堵塞孔喉,从而造成油田采收率低。本文采用了一种新型的压裂方法-生物酶压裂,此方法弥补了常规压裂液压裂后对储层造成污染的不足,生物酶压裂液有着破胶彻底,低残渣,利用率高、提高采收率的优点。得出的合理产量对气井的配产更具有指导意义。     

ys-1低温破胶助剂HPG压裂液体系的研究

室内研制出一种新型ys-1低温破胶助剂,研究了该低温破胶助剂对压裂液性能的影响。结果表明：在破胶助剂ys-1／APS破胶体系的作用下,能使有机硼作交联剂的HPG压裂液在低温（15℃～30℃）条件下彻底破胶水化,该破胶助剂稳定性好、应用简便、用量少且成本低廉．具有现场推广使用价值。     

红台低压气藏用压裂液生物酶破胶剂的性能与现场试验

为解决红台区块低压、低孔、低渗砂岩气藏压裂改造施工中压裂液破胶返排困难、残渣含量高对地层的伤害问题,对酶博士生物酶的破胶机理与酶活性的影响因素进行了探讨,并开展了生物酶破胶剂技术研究。研究结果表明:生物酶对红台区块泡沫增能压裂液具有适应性、配伍性好的特点,生物酶破胶剂可以在pH 6~10、40~90℃条件下使用,在pH=7、温度为80℃时活性最高;在泡沫增能压裂液体系中加入20 mg/L的生物酶破胶剂,压裂液快速破胶返排,破胶液黏度低于3 mPa.s,残渣含量254 mg/L,与未加生物酶相比降低幅度达63%,从而可提高压裂后地层的渗透率与导流能力。该技术应用于红台区块低压气藏,增产效果显著,取得了较好的经济效益。图5表4参6