生物酶系列产品在油田中的应用
2011-12-27 13:58阅读：
随着油田开发的深入，原油采出的难度也越来越大。许多油井面临着出沙，结蜡地层能量下降、结垢，渗透条带不通畅，油流只从部分渗透条带流向产油井眼，造成油井产能降低或停产，采收率下降。东营盛世石油科技有限责任公司特针对此研制了生物酶系列产品，并推向油田市场。
SUN生物酶技术简介
生物酶是微生物代谢产物中提取的生物催化剂，是高分子的氨基酸聚合物（分子量30000-200000），所有有机体都存在生物酶，他们主要作为一种加速有利于生命体化学反应的催化剂。生物酶通常在水中的溶解性非常好，不会造成环境污染问题，生物酶用量以及应用范围逐年稳定地增长。
生物酶制剂对环境友好，是解决环境污染与工业发展的最佳方案之一。
生物酶油田化学产品已经成为发展方向。
SUN生物酶石油增产制剂(也叫生物激活剂)是由东营盛世石油科技有限责任公司同国内外多家生物工程研究所、公司及油田专家合作开发的系列新型、高效的生物酶高科技制剂，其主要成份是酶主导的多种天然提取物，其技术完全针对油田开发中出现的油水井生产层系堵塞、产能降低、采收率低等问题而设计开发的。产品根据不同区块油藏构造条件进行调整，从而形成了一套完整的产品技术系列。增产技术思想具有前瞻性和革命性，提供了解决油层堵塞、油井生产期短、区块采收率低等难题的技术方案。作为绿色环保型产品，SUN生物酶系列增产技术应用具有良好的安全、稳定、环保特征，符合油田开采中
HSE工作环境的要求。
随着对技术机理的深入认识和执著开发，我们已经将生物酶技术成功应用发展到石油开发的各个领域，诸如钻井、完井、修井、压井、洗井、冲砂、酸化、压裂、采油、破乳、水处理、集输、油罐清洁、污染处理等工艺和流程中。并将生物酶新技术成功的运用到中国油田油水井施工作业、包括洗井解堵、压裂、完井、三次采油，污水污泥处理，均取得优异的效果，创造了显著的经济效益和环境效益。
目前公司主推的SUN生物酶石油增产应用技术是：
1. 生物酶解堵驱油提高采收率技术。
2. 生物酶完井技术。
3. 生物酶破胶清洁压裂技术。
生物酶解堵驱油技术
一
SUN生物酶驱油剂的功能及作用机理
SUN
生物酶解堵驱油剂是从自然生物中提取产生的，以酶为主导的多种生物化合物组成,其主要特点如下：
u
PH值为7，属中性，对油田管道和井下设备基本无腐蚀。
u
环保性好，符合油田HSE标准，对生产环境无污染，对人畜无伤害。
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具有良好的活性和催化力，能快速激活剥离碳氢化合物，清洁油垢能力显著。
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对地层岩芯有稳定的改善效果,
保护油藏特征明显。
u
水溶性产品，润湿效果好，能加快水分子运动，提升油水运动能力。
u
降粘、防蜡效果好，预防垢质再次沉积伤害能力显著。
u
疏通油流通道能力好。
SUN生物酶解堵驱油剂作用原理：
储层岩石表面润湿性分为油湿、水湿和中间润湿。储层岩石表面的润湿状态对原油流动有很大的影响，油湿性岩石对原油的粘附力强，而亲水性岩石的表面易结成一层水膜，减弱了对原油的粘附力和沉积。由于原油流体性质、地层本身环境和开发等多种原因，导致垢质沉积、堵塞，渗透条带不通畅，油流只从部分渗透条带流向产油井眼，造成油井产能降低或停产，采收率下降。
生物酶剂作为一种水溶性增产产品，可以使储层岩石表面的润湿性从油湿向水湿转化，从而改变储层岩石的润湿状态，明显改变岩石润湿性，降低油—岩层间的界面张力，释放储层岩石颗粒表面碳氢化合物，清洁油岩，使原油易于从岩石表面剥离下来。
对于微生物由于体积进不去的孔隙，生物酶剂成分可以渗流进去。生物酶剂通过渗流作用进入微小孔道，将原油剥落降粘带出孔隙，并将岩心转变为水湿。且SUN使用条件比较宽松，不像微生物因为环境的变化考虑存活问题。
生物酶剂具有良好的的降粘作用，一定的降解作用，包括将饱和蜡选择性降解为不饱和烯烃的能力，降低原油粘度，从而降低了原油在地层孔隙中的流动阻力。通过改善粘度比和提高流速，将原油降粘稀释，让油滴在地层中聚集，连成片，成为稀释油墙。
生物酶在加速驱替油流的同时，还在油藏表层和金属表面形成一层有效的活性分子膜结构，（生物制剂产生的活性聚合物），阻止沥青质、胶质、石蜡等重质组分沉积，并同蜡晶等有机成分发生催化作用，促进蜡晶的崎变，改变蜡晶形态，阻止蜡晶体进一步生长，从而有效地防止重质的沉积结垢，对油藏起到预防再次结垢沉积的发生。
油水界面张力降低，可对部分低渗透、特低渗透泥岩油藏，产生预防水锁水敏等水伤害的作用，减缓油层注水过程中的有机和无机结垢，降低原油携砂能力，减少流体与砂岩的摩擦，从而达到稳定油藏结构，提高保护油藏的效果。
通过疏通堵塞，改善并增强了油的流动通道，提高毛管数，提高了压力梯度和导流能力，原油容易从四周流向井筒，激活区块和油井，促使采收率提高，起到增产增油的效果。
总结来说：通过各种工艺注入sun生物酶稀释液体，SUN生物活性药剂渗透进入所波及的岩心孔喉中，通过生物酶制剂本身的生物活性特有性能，清洁沉积油垢，降粘解堵，疏通阻滞渗流通道，改善渗透率，将原来油流通道阻塞，开采水平低的问题，进行清洁处理，洁净油砂，疏通渗流孔道，提高渗流效率，从而将有效的孔喉提供给油流。在对原油进行降粘、诱导、激活、聚并成油流带的过程中，让油流在畅通的通道有效运动起来。沉积在岩心表层的分子活性物，可以有效保护岩芯，防止有机垢再次沉积。生物酶增产技术综合的作用效果，使井底产油口袋（近井地带）和区块油藏在较长的时间里，不断保持畅通的油流运动和丰富储油量，发挥油井和区块开发的最大水平，产生明显的增产效果。
二 SUN生物酶解堵驱油剂的应用
（1）解除因油积垢造成的油井堵塞，提抽困难，不能正常开采的油水井的问题。
（2）含蜡油井的清洁及预防处理。
（3）水井注水低效问题。
（4）酸化，防砂，压裂，完井等工艺的处理工序。
（5）油井因作业伤害造成的产量降低问题。
（6）三次采油增产。
SUN-W生物酶完井技术
一 现有完井技术存在的问题
传统处理此类伤害的方法是运用酸或氧化剂溶蚀泥饼中的固体和聚合物，这类方法有一定的效果，但也存在许多缺点，即处理反应并非特效，可能发生多种副反应而生成沉淀物阻塞孔隙，甚至产生比溶解泥饼更复杂的问题。随水平井开发的增加，对完井质量的要求越来越高，使用更安全、更有效地完井液成为方向。用于钻井液体系的聚合物多为天然聚合物，如淀粉、纤维素及黄原胶等，钻井完成后难以降解，形成的泥饼会对筛管的导流能力及地层的原始渗透率造成伤害，导致油井投产效率大打折扣。较长水平段水平井和多分支井面临主要问题之一就是井筒清除，因为较长的水平段使得井筒滤饼均匀一致清除变得复杂，有效的清除技术或体系变得非常必要。
另外，由于油藏本身的局限，在完井时，油气水岩心会形成各种堵塞伤害，也会限制油气的正常开发，从而需要油藏保护特征明显，有效预防和解除油藏相关制约原油开发矛盾的完井入井液体系，来保障油井投产的有效性。国际有名的完井服务体系往往比国内一般的完井液投产产量大几倍。
二 SUN-W生物酶完井技术
生物酶完井技术，就是选用特殊的生物酶制剂，通过生物催化作用，降解聚合物，分散泥饼，快速有效的清除各种渗透伤害，提高油气渗透率，让油气井达到最佳的投产状态，取得良好的经济效果。
除此之外，该技术充分考虑油藏保护的重要性，综合分析钻井中各种侵害油藏的因素，包括水伤害造成的有机无机垢、岩石敏感等问题，形成独特的完井液技术体系，使得油气井的投产成功性得以大大提高。具体为可以减少界面张力从而减少毛细管力，增加滤液的挥发性，使滤液容易被气化，有效消除水锁。不含固相，消除了固相对低渗气层喉道的堵塞，避免了固相伤害。完井液中的生物酶可以完全清除钻井液形成的泥饼，解除泥饼对地层的堵塞。具有较强的抑制性，可以减轻粘土矿物的水化膨胀，减少水敏的损害。特别是在一些裸眼和筛管完井的水平井、高产气井应用生物酶技术，更能取得很好的成果，经济效益突出。
三 SUN-W生物酶完井技术作用机理
1．将聚合物交联链破坏，降解降粘，消除伤害。
酶是具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质。酶遵循的是“锁匙原理”，即“一把钥匙一把锁”的原理，将高分子聚合物的骨架键断裂，使其降解为低分子量聚合物，破坏紧贴在井壁上泥饼中的聚合物长链，把泥饼快速分散清除掉。这是主要的技术机理特征。
2．
蛋白酶和生物活性剂能催化剥离黏附岩石表层油垢，降粘解堵，清洁孔吼。
3.
通过加入螯合剂可以解决钻井液、水泥浆滤液和地层水流体间不配伍造成的无机垢，并有溶蚀岩石，疏通扩大渗流孔道的作用（类似隐性酸性能）。
4.
完井液体系具有低表面张力，能够有效消除水锁伤害、改善岩石界面，产生诱导油流的作用。
SUN生物酶完井液中的复合酶能精准有效地将聚合物胶结结构破坏，分散消除钻井过程中造成的泥饼伤害。
在保护油藏的前提下，通过在完井液体系系统达到解决无机垢、有机垢、改善岩石、油、水系统的界面性质，形成预防和主动进攻的效果。
将解除堵塞物携带出孔眼，清洁油藏，疏通孔吼，将有效通道交给油气流，提高投产效率。
四 SUN-W生物完井技术特点
1.
生化催化反应，环保安全，低腐蚀，类似清水。
2.
彻底清除泥饼，解除堵塞，岩心渗透率恢复有效。
3.
油藏保护特征显著，油水岩石配伍性好。
4.
进攻型特征（消除垢和水伤害，改善岩石界面性质）。
5.
操作简单，效果突出。
6.
比酸、氧化剂等化学剂物质更环保，更安全，更有效。
通过对钻井液粘度降低、渗透率恢复和泥饼清除实验,表明生物酶具有良好的降低地层伤害效果。用生物酶制剂洗井，将淤塞在井壁内的冲洗液催化水解，从而快速恢复岩层过水通道（裂隙、孔隙）的透水性能。可使洗井效果（洗井后水渗透率／洗井前水渗透率）达８－１０倍，渗透恢复率达８５％－９０％。具有用量少，成本低，无毒，无污染，方法简单，可广泛应用于利用或了解地下水文地质情况的钻井和岩芯钻探及水井的洗井。
生物酶压裂破胶技术
一 传统破胶技术存在的问题
主要用过硫酸铵，过硫酸钾等氧化剂。
1
速度慢。反应时间及其活性主要依赖于温度(温度低于50℃，反应很慢)。
2
不环保。它属于非特殊性反应物，能和遇到的任何反应物如管材、地层基质和烃类等发生反应，生成与地层不配伍的污染物，造成地层伤害。
3破胶持续时间短。氧化破胶剂很可能在到达目的裂缝前就消耗尽了，因而达不到破胶的目的。
4残渣多。氧化破胶具有随机性，造成胍胶链不能完全降解，约20%的分子量大于2.0×106聚合物基本上未降解。
二 生物酶压裂液
酶是具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子物质。酶遵循的是“锁匙原理”，即“一把钥匙一把锁”的原理。生物酶压裂技术，通过特殊提纯的SUN-Y100生物酶的生物催化作用，将高分子聚合物-瓜胶的骨架键断裂，使其降解为低分子量聚合物，快速清除聚合物残渣，提高油气渗透率，让油气井达到最佳的投产状态，取得良好的经济成果。
利用SUN-B2生物酶解堵剂进行油藏保护，预防结垢，有针对性的清洁原油，消除水锁，降粘解堵，提高渗流能力，综合完善压裂措施，取得清洁压裂成绩。
生物酶压裂体系：
前置液： 0.5%SUN-B生物酶解堵剂热水溶液（
