奈曼油田生物酶破胶实验及技术应用

摘 要：由于奈曼油田井深较浅、井温较低，压裂时使用传统破胶剂难于破胶或破胶不彻底，从而对储层造成较大伤害，为此引进开发了生物酶破胶剂百力士160，并进行了相关的实验论证，优化后在现场得到技术应用，取得了较好效果。

关键词：奈曼油田 生物酶破胶 技术应用 返排

奈曼油田是典型的复杂断块低孔低渗油气藏，其油气藏具有埋藏浅、井温低、强水敏等特点，水力压裂是其主要的增产措施。交联冻胶压裂液因其具有较高的造缝效率和携砂能力，一直受到人们的青睐，但实验表明其对储层伤害较大，主要原因是储层温度低，用常规氧化破胶剂破胶不彻底，交联液在裂缝壁表面形成滤饼及缝内残胶难以解除所造成的[1]。为此引进开发了生物酶破胶剂百力士160作为一种新型破胶剂。通过室内试验，论证和研究了生物酶破胶剂的各项性能。经现场应用，压裂获得成功，破胶返排效果良好。

一、生物酶破胶机理

瓜尔胶分子是由甘露糖通过β（1-4）糖苷键连成的甘露聚糖，生物酶破胶剂通过催化瓜尔胶分子表面的β（1-4）糖苷键，使其裂解， 最终将瓜尔胶分子的聚糖形式裂解为不可还原的单糖或二糖，粘度变稀，使得压裂液残液能从支撑剂充填中更稳定地返排出来，减少聚合物伤害，以提高采油采气的增产效率。酶本身在胍胶的降解前后不变，只是参与反应的过程，反应后又恢复到原状，起到催化剂的作用。所以生物酶可在短时间内以较低的浓度将瓜胶及其衍生物彻底降解[2]。

二、室内实验内容及结果数据

实验中所用压裂液配方为0.55%羟丙基胍胶+0.3%助排剂+0.1%杀菌剂+1.0%粘土稳定剂+0.5%起泡剂+0.1%温度稳定剂+0.1% pH调节剂+0.5%防膨剂。

1.生物酶破胶剂配伍实验

在油田压裂作业中，为了保证压裂施工的效果，常常在增稠剂中加入其他添加剂。而在一般情况下，酶制剂对化学物质比较敏感，有些物质可显著影响其活性，甚至使其失活。选择酶作为破胶剂，首先要保证酶与压裂液的配伍性，既不能生成沉淀造成产层伤害，又不能影响使用性能。

为了解压裂添加剂是否影响酶的活性，配置2组HPG基液，一组在HPG基液中依次加入SP169、KCL、pH值调节剂、杀菌剂等常规添加剂；另一组不加上述添加剂。酶加量均为20m g/L，制成冻胶后放入73℃水浴中，每30min用RV20型哈克旋转黏度计测量一次，并记录数据。结果显示，加了添加剂的一组与未加添加剂的一组粘时数据相差不大，基本吻合，说明压裂液添加剂对酶破胶活性影响不大[3]。

2.生物酶破胶剂适用性试验

奈曼油田使用的压裂液适用的条件为温度40～80℃、pH=8～9，在该条件下对生物酶破胶剂百力士160的适用范围进行了试验评价。

实验方法如下：取2组交联液，调节其中一组交联液使其处在相同温度不同pH值条件下，并向其中加入30ppm酶，记录粘时数据组；再调节另一组交联液使其处在相同pH值不同温度条件下，并向其中加入30ppm酶，记录粘时数据组。

实验结果表明，该生物酶适用的pH范围可扩大到6～10；温度范围可扩大到30～90℃。

3.生物酶破胶剂破胶实验

实验方法：取6组基液50ml分别交联后于80oC条件下进行破胶试验。模拟现场压裂工艺，酶和APS加量按工艺要求人工楔型追加，分别加入APS 100-300ppm，加入百力士160酶30ppm搅拌均匀，实验结果见表1。

由于只加APS的破胶效果不好，品氏粘度计测不出来，使用的是六转速粘度计。从表2中可以看出，百力士160和APS复配可以达到效果，建议酶加入量为30ppm，APS加入量为250ppm，如果关井时间缩短，需要加大生物酶和APS的用量用量。

4.生物酶破胶剂流变实验

在不同实验条件下对压裂液的耐温耐剪切性能进行了实验，评价 低温生物酶动态破胶性能及对瓜尔胶性能的影响。

实验结果表明：（1）低温酶的加入不影响压裂液冻胶的耐温耐剪切性能；（2）温度30℃条件下，低温酶的破胶速度比过硫酸铵的破胶速度快；（3）酶浓度的增加，可以提高破胶速度；（4）酶破胶剂用量30ppm可满足要求[4]。

三、现场应用

奈1-52-62井为奈1块的一口开发井，施工井段为1993.3-2069.2m，原始地层压力为20.0 MPa，地层温度为74.5℃。

该井压裂施工实施了生物酶破胶技术，酶加入量为30ppm，APS加入量为300ppm，现场将生物酶按比例稀释后在混砂车上人工楔型滴加。施工加砂40m3，砂比25.4%，入井总液量289.4m3。

压后1h放喷，共返排压裂液140.1m3，返排率48.4%，返排率高于同期施工井的平均水平，措施效果显著。

四、结论和认识

1.室内实验研究表明，与传统破胶剂相比，生物酶破胶剂具有适用范围广、破胶彻底，低残渣，操作简单，等优点：

2.生物酶破胶剂与APS有很好的协同效应，优化二者用量，可在低温下达到高效破胶的目的。

参考文献

[1]李亚文，张宏，闫玉玲等.奈曼油田低渗透储层潜在伤害因素分析[J]当代化工，2010，39（5）：524-527.

[2]管保山，刘静，周晓群等.长庆油气田压裂用生物酶破胶技术及其应用[J]油田化学，2008，25（2）：126-129.

[3]李军，王潜，孙守国等.百力士160生物酶在压裂液破胶中的适应性研究[J]中外能源，2008，13（5）：67-69.

[4]崔维兰.生物酶破胶剂室内评价及其在油田压裂中的应用[J]中国西部科技，2008，07（31）：20、29.

作者简介：王晓明，男，出生于1967年4月，毕业于辽河石油学校，采油工程专业，现工作于长城钻探工程有限公司压裂公司，从事油田井下作业技术管理工作。