生物酶提高原油采收率原理及應(yīng)用實(shí)例

黃慧兵

摘要：生物酶是通過微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的一種新型生物制劑，它具有高效釋放固體粒子表面碳?xì)浠衔?、迅速促進(jìn)井下油水形成乳化狀態(tài)、解堵降粘、驅(qū)油、提高采收率的作用，且能夠在井下形成有利于外源微生物有效降解、利用原油作為營(yíng)養(yǎng)源快速生長(zhǎng)繁殖的微生態(tài)環(huán)境【1】。通過開展生物酶制劑在不同溫度下對(duì)遼河油田不同種類稠油的降粘、乳化實(shí)驗(yàn)，生物酶制劑對(duì)稠油有顯著的降解作用，且溫度越高生物酶的作用越明顯，將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于H006井解堵降粘提高原油采收率，取得了明顯的效果。

關(guān)鍵字：生物酶;稠油;采收率;乳化;H006井

引 ?言

生物酶提高原油采收率技術(shù)是微生物采油的一種，從上個(gè)世紀(jì)20年代起，美國(guó)已開始研究微生物采油技術(shù)，并于50年代開始應(yīng)用于油田。我國(guó)于80年代末在大慶油田首先進(jìn)行了試驗(yàn)， 并取得了較好效果。目前國(guó)內(nèi)外微生物采油技術(shù)已得到越來越多業(yè)內(nèi)人士的重視和認(rèn)可，但實(shí)際應(yīng)用中仍然存在諸多難題，直接影響該技術(shù)在油田的大面積應(yīng)用推廣【2】。

1生物酶提高原油采收率技術(shù)原理

生物酶是采用現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)將所選育能顯著提高原油采收率的微生物菌群在特定工藝條件下培養(yǎng)，將其生長(zhǎng)代謝過程中所產(chǎn)生的各類酶、醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性劑等代謝產(chǎn)物根據(jù)其不同功能和用途經(jīng)提取、分離、純化、濃縮、復(fù)配后形成的一種用于提高原油采收率的新型生物制劑【3】，其主要作用機(jī)理如下：

1.1生物酶制劑具有良好的乳化作用，加入地層后可迅速的降低巖石-油-水系統(tǒng)的界面張力，形成油-水乳狀液。生物酶制劑能夠選擇性使原油中的大分子降解為不飽和烯烴， 從而降低原油粘度和原油在地層孔隙中的流動(dòng)阻力，通過改善粘度比和提高流速，將原油降粘稀釋，讓油滴在地層中聚集連成片，成為稀釋油墻。

1.2生物酶制劑作為一種水溶性增產(chǎn)產(chǎn)品，可以使儲(chǔ)層巖石表面的潤(rùn)濕性從油濕向水濕轉(zhuǎn)化，從而改變儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕狀態(tài)，明顯改變巖石潤(rùn)濕性，降低油-巖層間的界面張力，釋放儲(chǔ)層巖石顆粒表面碳?xì)浠衔?，清潔油巖，使原油易于從巖石表面剝離下來。

1.3油水界面張力降低，可對(duì)部分低滲透、特低滲透泥巖油藏，產(chǎn)生預(yù)防水鎖水敏等水傷害的作用，減緩油層注水過程中的有機(jī)和無機(jī)結(jié)垢，降低原油攜砂能力，減少流體與砂巖的摩擦，從而達(dá)到穩(wěn)定油藏結(jié)構(gòu)，提高保護(hù)油藏的效果。

1.4生物酶能夠在油藏表層和巖石表面形成一層有效的活性分子膜結(jié)構(gòu)（微生物代謝產(chǎn)生的活性聚合物），阻止瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟等重質(zhì)組分沉積，并同蠟晶等有機(jī)成分發(fā)生催化作用，促進(jìn)蠟晶的崎變，改變蠟晶形態(tài)，阻止蠟晶體進(jìn)一步生長(zhǎng)，從而有效地防止油藏重質(zhì)沉積結(jié)垢的發(fā)生。

1.5生物酶制劑通過滲流作用進(jìn)入微小孔道，將原油剝落降粘帶出孔隙。且使用條件比較寬松，不像微生物細(xì)胞因?yàn)榫挛锢砘瘜W(xué)環(huán)境的變化考慮存活問題。

2生物酶對(duì)遼河油田稠油的乳化作用

1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荷锩钢苿┰诓煌瑴囟认聦?duì)不同種類稠油的乳化效果。

2、 實(shí)驗(yàn)材料：生物酶制劑

兩類稠油：曙光超稠油、特稠油

3、 實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）取250mL燒杯6個(gè)各加入100mL水;

（2）設(shè)30℃，60℃兩個(gè)溫度梯度，在每種溫度的水中分別加入上述兩類原油50mL;

（3）向各燒杯中分別加入1 mL的生物酶制劑，震蕩?kù)o置后觀察。

4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）30℃條件下兩種油的乳化效果實(shí)驗(yàn)

30℃時(shí)，2號(hào)超稠油在加入生物酶后搖晃，掛在壁上的稠油殘液被洗下，但油在溶液中凝結(jié)成塊，而3號(hào)特稠油能夠很好的分散在水溶劑中，乳化效果明顯。

（2）60℃條件下三種油的乳化效果實(shí)驗(yàn)

60℃時(shí)，加入生物酶處理并攪拌，2號(hào)超稠油處理后攪拌呈絮狀，混亂分布于整個(gè)溶液中;3號(hào)特稠油均勻的分散在水溶劑中，靜置后效果不變，乳化效果明顯。

綜上所述，30℃時(shí)只有特稠油在經(jīng)生物酶處理后能夠乳化分散在水中，特稠油在處理后可將掛壁油洗脫，但其凝固點(diǎn)高，故在30℃水中并未融化。而在60℃條件下，兩類原油均能一定程度的分散在水中，其中以3號(hào)特稠油乳化分散效果最好。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)溫度，生物酶作用適宜溫度在10-160℃范圍，溫度越高生物酶的作用越明顯。

3 應(yīng)用實(shí)例

2013年10月在H006井井進(jìn)行了生物酶解堵降粘提高原油采收率應(yīng)用示范，試驗(yàn)結(jié)果顯示：對(duì)H006井驅(qū)油試驗(yàn)，生物采油單日最高產(chǎn)量達(dá)到9.2噸，試驗(yàn)月均產(chǎn)油量為4.81噸，較原出油量相比，分別增長(zhǎng)411.1%、206.4%，生物酶驅(qū)油對(duì)H006井試驗(yàn)日（33天）共計(jì)驅(qū)油增產(chǎn)量為107.91噸。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭永強(qiáng).微生物吞吐采油技術(shù)發(fā)展思考[J]. 科技風(fēng)，2020，16：11～20.

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[2] 吳明遠(yuǎn)，祁忠偉，于俊楠. 油藏微生物的代謝特征及提高原油采收率技術(shù)[J]. 化學(xué)工程與裝備，2020，01：82～83.