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生物酶技术在油气田开发中的应用 刘　静１　管保山２　吕海燕１　周晓群１ （１．长庆油田油气工艺研究院，２.中石油勘探开发研究院廊坊分院） 摘要：在油田生产中, 酶用于清除不利于油气生产的化学物质，包括钻井液滤饼或压裂液中的生物聚合物。近来, 酶可以用于就地有用的化学物质进行酸化、防砂和控水。本文着重阐述钻井液清除、酶基酸化、生物酶破胶剂和煤层气回采四项技术原理及应用实例，为生物酶技术能够在长庆油气田开发中发挥作用提供借鉴。 主题词：生物酶 油气开采 钻井液 破胶剂 酸化 就整个石油工业来说，生物处理过程就是用来提高采油速度和效率，而生物酶在石油开采应用早期历史，主要体现在提高各种生物聚合物在工业应用的性能和作为胍胶聚合物破胶剂这两个方面的应用。直到最近，生物酶使用还仅限于胍胶破胶方面，用来降解某一种胍胶，清除不需要的、不利于油气生产的化学物质，像钻井液或胍胶类压裂液滤饼中的生物聚合物。最近以来，生物酶已经被用来作为就地生成有用化学物质，在油气开采中，主要是在地层中产生有机酸，可以用来作为基质酸化处理、天然裂缝处理、较长水平段的水平井污染伤害的清理和胍胶破胶。这种就地生酸可以保证整个水平段处理区域酸液的均匀分布，有利于提高酸液处理效果。 1、生物酶概述 生物酶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，通常在比较温和的pH和温度环境下发生作用。还有一些催化反应是在比较极端的条件下进行的。不同生物酶具有不同的催化活性，并且是极度专一（一种特定酶只能降解或合成某一特定的化合物）。生物酶通常在水中的溶解性非常好，并且不会造成严重环境问题，而且往往来代替一些对环境有害的化学处理方法。 作为工业酶有许多不同来源，像细菌、真菌。这些酶专一催化反应能力使得在许多主要工业中得到了应用，包括酿造、蒸馏、动物饲料、清洗、精细化学、医疗诊断、纺织、农业生产等。 生物酶工业应用已经有许多年了，随着生物基因技术最近20年的发展，生物酶用量以及应用范围逐年稳定地增长。特别是在最近几年理，出现了大量的、能够被人类利用的生物酶。基因工程是在基因信息库中，用来分离单个有用生物酶基因编码，并且通过蛋白工程提高生物酶性能。自然界中生物酶非常高的耐温、耐盐以及对重金属离子、表面活性剂具有抵抗能力特性，通过现代生物酶工程和筛选技术来实现。因此，耐温、pH和耐盐自然环境条件下筛选出来的生物酶是工业生物酶主要来源。 2、生物酶在油气工业开采中的应用 现代生物技术使得生物酶具有适应油气储层条件的能力，相对于传统化学技术提供了另一种选择，那么生物酶技术必须具备传统化学技术所没有的技术优势或成本优势。这才有可能在油气开发中形成广泛应用的基础。生物酶被应用降解不需要的化学物质，或者产生希望得到的化学物质。 本文着重阐述目前应用于油气开采中、基于生物酶的相关技术，包括应用原理、适用范围和应用实例。根据实际生产的需求以及生物酶的作用原理，生物酶在油/气田生产过程中可以被应用在以下几种工程中： 。尤其是在低渗透油藏中常常难以有效地清除这些污染。随着生产压差低的长水平井的增加，如何有效地清除这些污染成了各国工程技术人员主要攻关的主题之一。其中，在水平井钻井过程中，钻井液中的固相和液相浸入油层是造成油层损害的主要原因。由于在油层段钻井时，水平段的钻井时间要比直井长得多，因此钻井过程中钻井液会长时间的接触油层。同时，由于水平井通常不采用射孔完井方式，因而无法实现直井中利用射孔穿透污染带的作用来减少污染。此外，由于水平井单位长度产油段的压力降低于直井产油段，导致生产中清除返排固相侵入的能力下降，综合上述三种因素，与直井相比，水平井钻井液造成污染的程度要更为严重。通常，各种水平井聚合物钻井液中均含有高分子聚合物，如聚丙烯酰胺、胍尔胶、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠等。聚合物不完全降解形成的大分子量产物和未被分解的滤饼是形成聚合物伤害的两种主要形式。在不同地层原始渗透率条件下所做的研究表明，滤饼中多糖浓度比原钻井液中多糖浓度高10-25倍以上。因此在油井进行生产之前，应尽可能多地把剩余滤饼和侵入油气层的聚合物降解产物清除掉。国内传统的方法是用强酸、氧化剂或机械的方法进行清除，但这些方法均存在诸多缺陷。随着生物技术的发展，生物酶作为破胶剂用于清除钻井液对地层的伤害，以其具有传统方法所不具备的一些优点，在国外已得到成熟的应用。目前，多糖类聚合物因具有良好的可增稠、可输送支撑剂、可悬浮、可控制滤失和可进行层间隔离的特性，被广泛的应用于钻井、完井和增产处理过程中。但是，聚合物存在着作业完成之后难以降解的问题，并由此造成聚合物或降解不彻底的聚合物残留在地层，影响地层渗透率，对地层造成伤害等结果,但都有诸多缺陷,生物技术领域