生物酶解堵技术分析与研究

2022-10-27中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院亢思丹

内江科技 2022年9期

◇中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院亢思丹

在油田开发过程中，油水井及附近地层的堵塞会严重影响油田的产量和经济效益。本文主要对生物酶解堵技术进行了分析与研究，首先对该技术进行了简要介绍，然后分析了生物酶解堵技术的作用机理、特点以及选井原则，最后进行了实际应用，结果表明：生物酶解堵技术的解堵、驱油效果十分显著，值得应用推广。

石油是一种由多种烃类及非烃类化合物组成的可燃粘稠液体，被誉为“工业的血液”。对于人类社会的发展以及人们的生产、生活而言，石油的重要性不言自明。目前，石油的开发方式主要有三种：①一次采油；②二次采油；③三次采油。前两种开发方式的采收率和产量都比较低，因此在开发中后期，各大油田普遍采用三次采油技术，该技术是往地层中注入各种流体，利用这些流体的物理、生物、化学等特性改变油藏条件，从而提高油田采收率[1-2]。三次采油技术主要有四种：①热力采油；②非混相驱采油；③化学驱采油；④微生物驱油等。生物酶解堵技术是近些年发展起来的一种具有明显环保特征和独特效果的微生物采油技术，该技术是油田化学的一项技术革命，已经成功应用到实际生产项目中，取得了较好的解堵效果。

1 技术简介

在油田开发过程之中，由于多种因素的影响，会导致油水井及附近地层的堵塞，降低了采收率以及产能，从而严重影响了油田企业的经济效益。通常情况下都是采用酸化、压裂技术来解决堵塞问题，但是，这两者都存在一定的缺陷，前者主要为工艺复杂、稳定性较差、穿透地层的深度较小等；后者主要为流程繁多、投入高、风险大等。其次，利用常规酸化、压裂技术进行解堵,很难清除各种垢的复合堵塞，极大地增加了酸化、压裂的难度，导致施工效果越来越差[2-3]。因此，可以应用生物酶解堵技术来解决地层堵塞问题。

生物酶解堵是一种利用新型、高效的生物激活增产剂（俗称生物酶解堵剂）来解决油田开发中出现的地层堵塞、产能降低、油井生产周期短、采收率较低等系列问题的采油技术[4-6]。生物酶解堵剂可以迅速剥离地下岩石固体颗粒上的原油，进而能够达到解堵、驱油的目的，最终提高油田的采收率。国内外研究人员先后开发了多种生物酶，主要有SUN生物酶、LS生物酶、Apllo生物酶等，目前已在国内外各大油田进行了解堵试验和现场应用，取得了十分显著的解堵驱油、增油降水的效果。

2 作用机理

（1）生物酶解堵剂能够改变地下岩石表面的润湿程度，使其从油湿逐渐转化为水湿，进而大幅减小原油与岩石之间的表面张力，岩石颗粒变得不再亲油，颗粒表面的原油就能够迅速被剥离出来[5,6]。在剥离的过程之中，生物酶的浓度只会对剥离原油的速度产生一定的影响，而不会影响原油的分子结构。

（2）在开采原油的过程中，地下岩石的微小颗粒容易出现松动以及运移，并且会形成很多以微小颗粒为中心的包裹体（主要成份为原油和蜡），这些包裹体可以堵塞油层的流通通道，进而降低了原油的采收率。当注入生物酶解堵剂之后，生物酶可以分离出包裹体中的固体颗粒，进而能够疏通油层的流通通道，不但可以提高油井附近地层的渗透率，而且还可以减小液体的流动阻力（图1）。对于微生物很难进入的一些孔隙，生物酶解堵剂能够轻松渗入进去，将原油剥离，还可以降低粘度，并且还可以将岩石转变为水湿[5-6]。

图1 生物酶分离油滴示意图

（3）生物酶解堵剂具有较好的降解作用，可以将饱和蜡进行降解，使其变为不饱和烯烃，进而可以减小原油的粘度，从而可以减小原油在地下岩石孔隙中的流动阻力。其次，生物酶解堵剂具有较强的降粘作用，可以改善原油的粘度比，提高原油的流速，并且还可以将孤立的原油进行一定程度的降粘稀释，让原油在储层中聚集起来，最终成为稀释油。与此同时，生物酶解堵剂中的酶，通过催化反应，可以保持比较稳定的分散体系，进而可以阻碍沥青的继续沉降，在一定程度上也可以提高原油的流动性。

3 技术特点

生物酶解堵技术主要以下8种特点[5-8]：

（1）pH值为7，属于中性，对油田生产中的各种管道以及井下设备没有腐蚀性，不需要返排到地面，施工较为简单。

（2）具有比较好的活性以及催化性能，能够较好地激活以及剥离原油。

（3）在应用过程中，生物酶只是起到催化作用，因此生物酶能够重复利用，成本较低。

（4）对地下岩石具有比较好的恢复以及稳定功能，可以有效保护油藏。

（5）水溶性产品，在水中完全溶解，润湿性较好，可以提高水分子的运动速度。

（6）可以有效防止垢质重复沉淀。

（7）生物酶解堵剂与复合解堵剂混合使用，效果会更好，不但能够解决有机垢质的堵塞问题，还能够解决无机垢质以及粘土颗粒的堵塞问题。

（8）能够生物降解，符合油田企业的安全环保要求，对环境无污染，对人畜无伤害，并且对下游炼化生产也不会产生危害。

4 选井原则

在使用生物酶解堵技术过程中，建议选择以下6种油井[5-8]：

（1）抽油相关设备比较齐全且完好，并且井口的装置可以正常运行的油井。

（2）地层堵塞导致供液不足、采收率低、产能下降的油井，并且地层依旧存在一定能量，解堵之后供液能力恢复较好的油井。

（3）油藏条件比较好，并且存在一定储量的油井。

（4）含水率较高的油井（生物酶能够吸附在岩石的表面，进而增加解堵作用的持续时间），尽可能地选择底水比较疲软的油井。

（5）选择非均质性比较弱的油井，防止大部分的生物酶解堵剂进入渗透性较好的高含水层，进而导致解堵之后，油井含水增加，影响增产效果。

（6）动、静态资料比较齐全，便于后续开展应用效果分析的油井。

5 实际应用

东部某油田A工区C井，2005年2月28日开始自喷投产，但是后续效果较差，该井转为电泵生产。2005年7月2日，C井油压为零，不出液关井停产，产出液总共为69m3。经过分析可知，由于施工受到污染，使得压差发生改变，导致地层出现堵塞。之后使用对应的防水伤害剂以及柴油开展解堵作业，C井产出液较少，不到10m3/d，产油为7t/d。直到2005年7月2日油压显示为0，不出液关井停产，产出液总共为69m3。2005年7月20日应用生物酶解堵技术进行解堵处理。2005年7月29日开井，开采初期产液量为60m3/d，产油量为55m3/d。2005年8月6日开始，产液量逐渐增加，最后产液量、产油量、产气量分别可以达到110t/d、100t/d、20000m3/d。