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，破胶液滤液中总含糖量较高且随破胶时间的升幅较大，4、24、48h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％。在鄂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〈2mPa·s，返排率〉65％，气田一次喷通，返排液黏度〈3mPa·s，平均返排率90．2％。图1表6参3。

生物酶破胶剂的现状及展望

由于常规化学破胶剂存在化学污染、破胶度有限等缺陷,近年来酶破胶剂的使用变得越来越广泛。本文主要介绍了酶破胶剂的现状以及同其它破胶剂的区别。

生物酶破胶剂在油层水配液压裂技术中的应用

传统的压裂液应用的破胶体系以过硫酸盐为主．特点是价廉、运用广泛．缺点是其本身就引入大部分残渣．所以宜选用新的破胶剂减小残渣含量．降低对储层的伤害。

高温酶破胶剂在奈曼油田压裂液体系中的应用

奈曼油田交联冻胶压裂液体系存在破胶不彻底、残渣量大、地层伤害严重等问题。因此,对高温生物酶破胶剂在奈曼油田压裂液体系中的应用可行性、适用性,以及破胶效果进行了室内评价。结果表明,在100～120℃下,添加酶保护剂后,生物酶单独作用或生物酶与少量APS复配作用,奈曼压裂液体系均可在2 h内彻底破胶,破胶液黏度小于5 mPa.s,残渣量降至380 mg/L。矿场试验表明,复配使用高温生物酶和APS复破胶的2口井压裂液返排率均达50%以上,与同期采用APS作为破胶剂的4口井相比高出10%～15%,施工产能效果良好,压裂施工后产量增加27%～36%。

低温储层生物酶破胶工艺研究与应用

生物酶破胶剂具有破胶彻底、残渣量少、对地层伤害小等优点[1]。针对JS油田浅井压裂存在破胶不彻底、返胶的情况,开展了生物酶破胶技术研究。通过实验,对生物酶与体系的配伍性、适用条件、破胶效果等进行评价。

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。

生物酶破胶现场应用工艺研究

生物酶破胶剂具有破胶彻底、残渣量少、对地层伤害小等优点[1],针对浅井压裂破胶不彻底的问题,JS油田研制了生物酶破胶技术。本文主要介绍生物酶现场应用工艺及其应用效果。生物酶破胶剂为多糖聚合物糖昔键特异性水解酶,专一作用于多糖聚合物的β-1,4-糖昔键,使其断裂成小分子的糖。酶本身在多糖聚合物降解前后不变,只是参与反应过程,反应后又恢复原状。

低温油气藏胍胶压裂液破胶酶的研制与性能评价

针对低温油气藏胍胶压裂液破胶效率低,返排困难造成储层污染严重的问题,通过发酵学方法利用地衣芽孢杆菌GD-551研制出一种低温油气藏胍胶压裂液专用生物酶破胶剂;测试该生物酶破胶剂的储层适应性,对比不同条件下酶破胶剂与常规(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)破胶剂的破胶性能;通过室内基质岩心与可视化裂缝模型实验对比酶破胶剂与(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)对储层物性的伤害。结果表明酶破胶剂适用的油气藏温度为30~60℃,pH值为5.5~8.0,总矿化度小于84 g/L;低温条件下酶破胶剂作用4 h后胍胶压裂液破胶率可超过95%且生成的残渣含量低于行业标准(600 mg/L),同条件下(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)破胶率不足15%且生成的残渣含量较酶破胶剂高77%以上;与(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)相比,使用酶破胶剂的基质与裂缝模型反向注入压力更低,渗透率与导流能力下降幅度更小,酶破胶剂对基质渗透率与裂缝支撑剂层导流能力造成的伤害远小于传统的(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)破胶剂。

低温β-甘露聚糖酶的酶学性质及破胶性能

页岩油气藏开发过程中返排液的破胶及低温油藏压裂液的破胶是目前页岩油气藏及致密油气藏开发过程中面临的一个难题。由于化学破胶剂使用时需要较高的温度,难以满足低温条件下彻底破胶的要求。为此,针对低温酶破胶剂,采用高通量筛选方法,从油田压裂返排水和魔芋地的混合样品中筛选出高效低温β-甘露聚糖酶产生菌,并对所产低温β-甘露聚糖酶的酶学性质及破胶性能进行了研究。结果表明,在筛选到的40个产酶菌株中,菌株O5鉴定为施氏假单胞菌,其产生β-甘露聚糖酶(ME-O5)的最适温度为50℃,在5~20℃时酶活力仍能保持约60%以上,低温活性突出,在中温区域的热稳定性良好;最适pH=7.0,具有一定的pH适应性和较宽的pH耐受范围。ME-O5在5和20℃下均能将瓜尔胶溶液的粘度降低至5 mPa·s以下,降粘率>99%,降粘效果显著。在10、20和50℃下,压裂液经ME-O5破胶处理3 h后,破胶液的表观粘度<5 mPa·s,表面张力<28 mN/m,界面张力<2 mN/m,残渣量<600 mg/L,均达到或优于我国石油天然气行业标准SY/T 6376-2008的要求,在油田压裂低温破胶方面具有良好的应用前景。

生物破胶酶研究及应用

针对压裂过程中压裂液常规化学破胶剂存在化学污染、破胶度有限等缺陷，根据生物酶破胶原理，利用国内独特的极端微生物资源，筛选出产半乳甘露聚糖酶的嗜碱菌和产半乳甘露聚糖酶的嗜热菌，开发出具有破胶性能的生物酶制品。介绍了筛选获得的嗜热菌DC-AW6产生酶的特性，生物破胶酶的作用温度、使用浓度、岩心伤害、与压裂液添加剂的配伍性等，并在鄂尔多斯盆地延长油田2口井现场应用压裂液生物破胶酶获得成功。试验表明，生物破胶酶最佳作用温度40～80℃，压裂液酶法破胶后岩心伤害率为15％～25％，破胶残渣7％～8％，现场应用中压裂液的返排率达72％～75％，返排黏度为1．8～2．8mPa·s。生物酶破胶彻底，使压裂液对地层的伤害降低到最小，在压裂工艺中具有较广泛的应用前景。

压裂破胶酶产生菌的筛选及其性能评价

从胜利油田筛选得到高温压裂破胶酶产生菌一株,命名为SL2-1。经实验测定,该菌产生的酶对胍胶的最适作用温度为60～70℃,最适pH为7。在40～90℃,pH 4～8的范围内降粘率可达80%以上。在60～70℃保温120 min活性降低小于10%,90℃保温120 min活性降低小于50%。

酶破胶剂技术提高了产量

rayburg Jackson油田产层是Grayburg和SanAndres地层的几个砂岩和白云岩层段所组成。因其相对渗透率低 ,故需要进行水力压裂改造。由于井下温度(BHT)和相对渗透率低 ,所以对压裂液提出了特殊的要求。设计的压裂液系统要产生一条长的并且导流能力高的裂缝 。

油田聚合物解堵生物酶制剂的研究进展

聚合物广泛应用于油气开采过程,如瓜尔胶及其衍生物、聚丙烯酰胺和纤维素基聚合物等都可应用于压裂过程,但是在压裂作业后聚合物会在储层断裂面堆积形成滤饼,导致储层堵塞,影响油气开采。通常使用酸和化学氧化剂作为“破胶剂”来降解聚合物滤饼,但化学破胶剂可能导致基础设施被腐蚀及储层伤害。基于此,利用生物酶作为破胶剂来降解聚合物则更加环保,也更有吸引力。当前,针对瓜尔胶的酶破胶剂已在油田中得到应用,针对其他聚合物的酶破胶剂仍处于研究开发阶段。因此,本文综述了瓜尔胶、聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纤维素(CMC)和黄原胶等聚合物的生物降解机制和降解酶的研究现状,讨论了生物酶破胶剂在实验室开发和油田应用中面临的挑战。

植物胶破胶剂

美国德沃萨生物技术公司开发的广谱纤维生物酶破胶剂。其主要成份是基因重组多功能生物酶，其技术完全根据油田开发中第二次和第三次石油钻采的水基压裂所面对的难题，产能降低问题而设计开发。可杜绝水基压裂过程降粘不彻底所导致的堵塞难题，全面提供了高温。酸碱性和低渗透油层驱油各种解决方案。在低温条件下基本不影响压裂液的粘度，一旦进入高温条件，破胶能力得以迅速提升，

压裂高渗透地层时的新破胶剂技术

用羟乙棋纤维素聚合物在高渗透率岩心中的再次获得渗透率研究工作揭示出过硫酸盐型氧化破胶剂及酶破脐剂不能适当地降解聚合物。使用高浓度过氧化酸破胶剂显示了破胶的改善，但是，为了适用这些高浓度的破胶剂，还需要进行辅助工作。

超低浓度胍胶压裂液体系在大牛地致密气田的现场试验

大牛地气田具有低压致密、储层物性差、易水锁伤害及敏感性等特征,不经过储层改造措施无法获得高产能。在常规0.45%(w)胍胶压裂液体系的基础上,通过对交联剂、助排剂和破胶剂进行优化调整,研发出一种超低浓度胍胶压裂液体系。结果表明,使用强交联剂SITAR-11,可将羟丙基胍胶的质量分数由常规的0.45%降低至0.30%,交联后的冻胶在90℃、170s^(-1)下剪切120min后,黏度大于140mPa·s,在38%的高砂比时,仍具有优良的携砂能力。使用生化复配型高效助排剂ZITHE-34,破胶液表面张力降至22.4mN/m,界面张力降至0.9mN/m。使用压裂破胶酶FANFA-06和APS耦合式破胶技术,残渣量由常规体系破胶后的300mg/L降至180mg/L,降低了对地层的伤害。在大牛地气田山1和盒1储层进行了2口水平井的压裂施工,压裂过程中加砂比和施工压力均满足设计要求,压后返排率为28.2%和30.1%,无阻流量为7.7×10~4 m^3/d和10.8×10~4 m^3/d,增产效果显著。

新疆油田重点探井WD3848井采用新配方分层压裂成功

2010年7月3日,由新疆油田公司采油工艺研究院精心设计,在开发公司第三项目部、井下压裂大队、井下五分公司、风城油田作业区的通力合作下,新疆油田公司重点探井乌尔禾油田33井区WD3848井采用新配方生物酶破胶剂,