油氣田開發(fā)新技術(shù)課件

油氣田開發(fā)新技術(shù)——生物酶技術(shù)在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用內(nèi)容提要生物酶概述

生物酶在油氣工業(yè)開采中的應(yīng)用鉆井液污染清除酶基酸化處理技術(shù)生物酶壓裂破膠劑

11、生物酶概述

生物酶是高分子的氨基酸聚合物,主要作為一種加速有利于生命體化學(xué)反應(yīng)的催化劑，通常在比較溫和的pH和溫度環(huán)境下發(fā)生作用。不同生物酶具有不同的催化活性，并且是極度專一。生物酶通常在水中的溶解性非常好，并且不會造成嚴重環(huán)境問題，而且往往來代替一些對環(huán)境有害的化學(xué)處理方法。作為工業(yè)酶有許多不同來源，像細菌、真菌。這些酶專一催化反應(yīng)能力使得在許多主要工業(yè)中得到了應(yīng)用。22、生物酶在油氣工業(yè)開采中的應(yīng)用

現(xiàn)代生物技術(shù)使得生物酶具有適應(yīng)油氣儲層條件的能力，相對于傳統(tǒng)化學(xué)技術(shù)提供了另一種選擇。生物酶被應(yīng)用于降解不需要的化學(xué)物質(zhì)，或者產(chǎn)生希望得到的化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)實際生產(chǎn)的需求以及生物酶的作用原理，生物酶在油氣田生產(chǎn)過程中可以被應(yīng)用在以下幾種工程中：4較長水平段水平井和多分支井面臨主要問題之一就是井筒清除，目前應(yīng)用最廣的水基鉆井液，它們所產(chǎn)生的濾餅對改造層造成相當大的傷害，對鉆井液濾餅分析結(jié)果表明，主要有固體顆粒和降濾失劑多糖聚合物組成。通常，各種水平井聚合物鉆井液中均含有高分子聚合物，聚合物不完全降解形成的大分子量產(chǎn)物和未被分解的濾餅是形成聚合物傷害的兩種主要形式。2.1鉆井液污染清除5

目前對于水平井鉆井液濾餅清除以生物酶為基礎(chǔ)技術(shù)主要有以下幾種：

（1）降解聚合物的生物酶和物理清除

（2）降解生物聚合物的生物酶和CaCO3橋堵劑的有機酸或者可以在儲層條件下生成有機酸的脂類。

6（1）生物酶與物理方法結(jié)合清除技術(shù)

目前生物酶與物理機械法結(jié)合清除技術(shù)主要有兩種：①生物酶與高壓水力噴射漩流結(jié)合清除技術(shù)②生物酶與礫石充填循環(huán)分離裝置結(jié)合清除技術(shù)。7生物酶與礫石充填循環(huán)分離裝置結(jié)合清除技術(shù)：主要針對海洋礫石充填完井的水平井。這種新技術(shù)是通過循環(huán)分離裝置，將生物酶濾餅清除劑和礫石充填液分離開，在礫石充填后，保持礫石充填液留在中心管，生物酶處理劑在被處理區(qū)域進行循環(huán)處理，循環(huán)可以通過沖洗管注入、從沖洗管和中心管環(huán)空中返出。這樣可以有以下好處。首先，可以保證礫石充填的連續(xù)性，同時確保生物酶清除劑與濾餅在整個區(qū)域充分接觸。其次，這個過程將礫石充填、生物酶處理液與聚合物濾餅長時間的浸泡、注入清除橋堵劑HCl溶液三個過程合為一個工序，降低施工難度。此技術(shù)的關(guān)鍵是在礫石充填過程中，濾餅清除時間要長，也就是生物酶與濾餅中聚合物反應(yīng)時間要長。9(2)生物酶與有機酸濾餅清除技術(shù)目前常用鉆井液形成的濾餅中不僅含有降濾失劑多糖聚合物，而且還含碳酸鈣或地層礦物質(zhì)顆粒，而生物酶不能溶解這些固體顆粒。因此，為了降解濾餅中聚合物和碳酸鈣或可溶于酸的地層礦物，就將碳酸鈣溶解劑和生物酶配合使用。由于生物酶和常規(guī)鹽酸配伍性差，往往不能同時應(yīng)用來進行水平井濾餅清除和儲層改造。直到最近，國外開始利用一些脂類化合物在儲層條件下可以緩慢生成有機酸（甲酸或乳酸），與生物酶具有很好的配伍性，同時，碳酸鈣和有機酸的反應(yīng)速度比較慢，這能夠保證生物酶與有機酸濾餅清除有效性。10由于該流體的活性很低，且只在到達井筒或油層后才開始生成酸液，所以對井筒及施工設(shè)備基本沒有腐蝕，且它能有效地進入目的層，到達常規(guī)酸很難達到的地方。這種工藝有利于保護環(huán)境和操作人員的健康，因為它所有的成分和生成物都是低毒的，對環(huán)境沒有大的影響。

12實驗結(jié)果表明，對于由水基、油基泥漿所致的傷害問題，用酶基酸化工藝處理十分有效，它在消除傷害的同時，還可獲得80％～100％的滲透率。酶基酸化技術(shù)為實現(xiàn)砂巖油井表皮系數(shù)為零以及碳酸鹽井表皮系數(shù)為負數(shù)提供了可能。酶基酸化處理技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用主要針對碳酸巖儲層鉆井液傷害。試驗結(jié)果表明，8口井中，4口取得了預(yù)期效果，增產(chǎn)25％，4口并沒見到增產(chǎn)效果；利比亞進行了4口酶基酸化處理工藝技術(shù)試驗，返排液測試結(jié)果證明，達到了清除近井地帶鉆井液傷害目的，但并沒有獲得提高天然氣產(chǎn)量目的。因此，生物酶適合國內(nèi)油氣田清除鉆井液傷害的應(yīng)用還需進行更多試驗。132.3生物酶壓裂破膠劑

壓裂施工中要在壓裂液中加入破膠劑，使聚合物凍膠破解，聚合物大分子分解成能自裂縫中返排出的較小分子。水力壓裂液中的聚合物若不能充分降解，會傷害到支撐劑充填層的導(dǎo)流能力及地層的原始滲透率，導(dǎo)致被處理井產(chǎn)能大幅度下降。酶作為破膠劑