生物酶压裂体系在特低渗油田的试验及应用

2014-02-28樊黎明

延安大学学报(自然科学版) 2014年3期

关键词：产油破胶生物酶

樊黎明

（延长油田股份有限公司南泥湾采油厂，陕西延安716000）

生物酶压裂体系在特低渗油田的试验及应用

樊黎明

（延长油田股份有限公司南泥湾采油厂，陕西延安716000）

压裂是低渗透油田主要的增产措施之一，相对传统压裂技术，生物辅助压裂技术可以在很大程度上弥补传统压裂中使用的化学破胶剂的缺点，可以提高压裂水平，减少残渣量并且施工简单，适用范围广等。通过多种对比试验证明，油井增产效果显著，取得较好的经济效益。

生物酶；压裂体系；特低渗油田

1 技术背景

压裂是低渗透油田主要的增产措施之一，压裂效果的好坏直接影响着油田开发的水平和经济效益。目前油田通常采用植物胶（如瓜胶等）为稠化剂的水基压裂体系，它具有许多方面的优点，比如：价廉、安全、可操作性强，综合性能好，运用范围广等。但潜在的问题是损害水敏性地层，以及由于残渣，未破胶的浓缩胶和滤饼造成的伤害则主要通过加入破胶剂来解决，目前应用的破胶体系以常规过硫酸盐为主，特点是价廉，运用广泛，但也存在一些问题，如对温度依赖性强，在低温条件下过硫酸盐作用效果并不理想，需要通过添加催化剂才能部分起效，尤其是温度低于40℃时，会有大量的植物大分子残渣残余在地层中；同时，大型加沙子压裂中，由于压裂时间长，在长时间的压力作用下极易产生较为严重的滤饼伤害，这就严重影响了油井的压裂效果，利用新的生物辅助压裂技术可以在很大程度上弥补化学破胶剂的缺点，可以提高压裂水平，减少残渣量并且有施工简单，适用范围广等优点。

生物压裂破胶增效技术在国外已经成熟使用多年，已被哈利伯顿等国际著名油田服务公司广泛用作油气田压裂施工。该技术在国内的多个油田井试完毕，增产效果显著。

2 技术原理

生物压裂破胶增效技术主要是利用了基因工程技术下诞生的高活性的工程微生物及所产生的生物酶和其他次级代谢产物，在进入地层后能够有效的对于植物胶进行分解作用，并利用分解植物胶的小分子片段产生具有增强油质流动性的生物表面活性剂，从而达到在减少植物胶堵塞的同时增强油质流动的作用，提高了压裂的质量。该技术使用的工程菌主要产生的是具有特异性的糖苷酶，专一的作用于植物胶的β（1－4）—糖苷键，α（1－6）—糖苷键，有别于化学破胶剂的放热破胶作用，这种专一的断裂生物键的反应能够从根本上解除植物胶交连作用。配合传统的过硫酸盐一起使用能够在小范围低浓度的条件下迅速作用，在少量成本增加的情况下提高过硫酸盐的适用范围，达到彻底破胶，减少油路堵塞，增强导流能力而达到增产增效的效果。

在过硫酸盐和生物酶共同作用将瓜尔胶分子降解成单糖和二糖后，这些单糖和二糖又可以作为地层中的本源微生物和外源微生物的营养源，通过次级代谢产生可有效水解脂类和酰胺类官能团，打破电子云叠加效应，降低沥青质和石蜡质类聚集的小分子生物表面活性剂、有机酸、有机脂、有机酮等物质，这些生物表面活性剂可以有效乳化沥青、石蜡和胶质，从而提高孔喉渗透率。

3 适用范围及优势

（1）适用范围广：可以使在20～93℃使用过硫酸盐的破胶效果大大提高。

（2）分散均匀：水溶性产品，润湿效果好，易分散，减少破胶死角。

（3）破胶彻底：酶活半衰期长，可于过硫酸盐互补作用持久作用于地层中的瓜胶，降粘效果理想。

（4）用量少、成本低：高效的酶配合廉价的过硫酸盐即可达到明显的增产效果。

（5）岩心伤害低，残渣含量少：岩心伤害降低20％～40％，残渣含量减少30％～50％，减少施工时压裂液滤失。

（6）环境保护：符合油田HSE标准，对油田生产环境和人畜无伤害，无污染。

4 技术指标

用途：油田油气井压裂工程生物酶。

作用底物：瓜尔胶，改性胍尔胶（HPC），魔芋胶，田胶等。

产品组份：B－半乳甘露聚糖酶，甘油，杀菌剂，稳定剂。

适用井温：20～93℃。

压裂液PH：4～10，对强碱压裂液（高于PH10，需要调节PH值）。

配伍性能：耐盐，耐碱范围宽，于压裂液各助剂无配伍禁忌。

5 施工作业

将生物酶于辅剂加入标准容器中约100 L，使用电动喷雾加料器（可以达到匀速、恒浓度完全均匀的将酶破胶剂分散到携砂液中，达到彻底破胶的效果），在混砂车上自携携砂液开始全程添加。

我们进行生物酶压裂体系的试验，验证了该体系的增产效果。我们前期做了大量论证，并多次开会讨论，各区队经认真分析，最终选定并于2013年5月份分别用生物酶压裂体系对阳501－6、阳504－3进行了施工。同时选择松770、松735、阳377－9、三口生物酶压裂井对应松767－4、松767－1、阳377－2井三口常规瓜胶压三口井，对比试验情况报告如下：

（1）措施前后产量对比

1）5月22号在对阳501－6井进行的生物酶压裂体系试验，于5月26号开始投产，压裂前后的施工产量对比如表1。

表1 阳501－6压裂前后产量对比

由表1可以看出，措施后生产23d，产油22.3t，平均日产0.96t，比措施前平均日增产0.84t。现在仍然稳产在1 t左右每天。经济效益很不错的。

2）5月7日对阳504－3井进行了生物酶压裂体系的施工，5月9号开始投产，表2是施工前后的产量对比。

表2 阳504－3压裂前后产量对比

表2数据显示，实施生物酶压裂措施后生产39d，产油86.73t，平均日产2.17t，比措施前平均日增产1.94t。现在仍然稳产在2.2 t/d左右。这口井的效果非常突出。

（2）生物酶压裂体系和常规瓜胶压裂对比

1）生物酶压裂体系施工的松770井和对应常规压裂施工的松767－4井相比：

松770井5月3号开始施工，于23号开始投产，至6月18号止，观察共计26d，累计产油38.15t，单日最高产油1.8t，目前稳产在1.43t，平均日产油1.46t。常规瓜胶压裂的松767－4井，于5月10号施工，12号开始投产，观察31d，共计产油12.45t，单日最高产量0.66t，现在稳产在0.14t。平均日产油0.4t。对比图见图1。

图1 松770井与松767－4井产量对比

2）生物酶压裂体系施工的松735－1井和常规压裂施工的松767－1井对比：

松735－1井5月4号开始施工，观察共计39d，累计产油52.85t，单日最高产油1.74t，目前稳产在1.5t，平均日产油1.35t。常规瓜胶压裂的767－1井，于5月20号施工，6月5号开始投产，观察7d，共计产油6.1t，单日最高产量0.88t，现在稳产在0.82t。平均日产油0.87t。图2是日平均对比图。

图2 松735－1井与松767－1井的日平均产量对比

3）生物酶压裂体系施工的阳377－9井和常规压裂施工的阳377－2井相比：

阳377－9井6月1号开始施工，6月9号开始投产，观察共计9d，累计产油13.27t，单日最高产油2.04t，目前产量在2.04t，平均日产油1.46t。常规瓜胶压裂的阳377－2井，观察8d，共计产油3.59t，单日最高产量0.82t，现在稳产在0.82t。平均日产油0.44t。图3是日平均对比图。