生物酶解堵技術(shù)分析與研究

◇中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院 亢思丹

在油田開發(fā)過程中，油水井及附近地層的堵塞會嚴重影響油田的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。本文主要對生物酶解堵技術(shù)進行了分析與研究，首先對該技術(shù)進行了簡要介紹，然后分析了生物酶解堵技術(shù)的作用機理、特點以及選井原則，最后進行了實際應(yīng)用，結(jié)果表明：生物酶解堵技術(shù)的解堵、驅(qū)油效果十分顯著，值得應(yīng)用推廣。

石油是一種由多種烴類及非烴類化合物組成的可燃粘稠液體，被譽為“工業(yè)的血液”。對于人類社會的發(fā)展以及人們的生產(chǎn)、生活而言，石油的重要性不言自明。目前，石油的開發(fā)方式主要有三種：①一次采油；②二次采油；③三次采油。前兩種開發(fā)方式的采收率和產(chǎn)量都比較低，因此在開發(fā)中后期，各大油田普遍采用三次采油技術(shù)，該技術(shù)是往地層中注入各種流體，利用這些流體的物理、生物、化學等特性改變油藏條件，從而提高油田采收率[1-2]。三次采油技術(shù)主要有四種：①熱力采油；②非混相驅(qū)采油；③化學驅(qū)采油；④微生物驅(qū)油等。生物酶解堵技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種具有明顯環(huán)保特征和獨特效果的微生物采油技術(shù)，該技術(shù)是油田化學的一項技術(shù)革命，已經(jīng)成功應(yīng)用到實際生產(chǎn)項目中，取得了較好的解堵效果。

1 技術(shù)簡介

在油田開發(fā)過程之中，由于多種因素的影響，會導(dǎo)致油水井及附近地層的堵塞，降低了采收率以及產(chǎn)能，從而嚴重影響了油田企業(yè)的經(jīng)濟效益。通常情況下都是采用酸化、壓裂技術(shù)來解決堵塞問題，但是，這兩者都存在一定的缺陷，前者主要為工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性較差、穿透地層的深度較小等；后者主要為流程繁多、投入高、風險大等。其次，利用常規(guī)酸化、壓裂技術(shù)進行解堵,很難清除各種垢的復(fù)合堵塞，極大地增加了酸化、壓裂的難度，導(dǎo)致施工效果越來越差[2-3]。因此，可以應(yīng)用生物酶解堵技術(shù)來解決地層堵塞問題。

生物酶解堵是一種利用新型、高效的生物激活增產(chǎn)劑（俗稱生物酶解堵劑）來解決油田開發(fā)中出現(xiàn)的地層堵塞、產(chǎn)能降低、油井生產(chǎn)周期短、采收率較低等系列問題的采油技術(shù)[4-6]。生物酶解堵劑可以迅速剝離地下巖石固體顆粒上的原油，進而能夠達到解堵、驅(qū)油的目的，最終提高油田的采收率。國內(nèi)外研究人員先后開發(fā)了多種生物酶，主要有SUN生物酶、LS生物酶、Apllo生物酶等，目前已在國內(nèi)外各大油田進行了解堵試驗和現(xiàn)場應(yīng)用，取得了十分顯著的解堵驅(qū)油、增油降水的效果。

2 作用機理

（1）生物酶解堵劑能夠改變地下巖石表面的潤濕程度，使其從油濕逐漸轉(zhuǎn)化為水濕，進而大幅減小原油與巖石之間的表面張力，巖石顆粒變得不再親油，顆粒表面的原油就能夠迅速被剝離出來[5,6]。在剝離的過程之中，生物酶的濃度只會對剝離原油的速度產(chǎn)生一定的影響，而不會影響原油的分子結(jié)構(gòu)。

（2）在開采原油的過程中，地下巖石的微小顆粒容易出現(xiàn)松動以及運移，并且會形成很多以微小顆粒為中心的包裹體（主要成份為原油和蠟），這些包裹體可以堵塞油層的流通通道，進而降低了原油的采收率。當注入生物酶解堵劑之后，生物酶可以分離出包裹體中的固體顆粒，進而能夠疏通油層的流通通道，不但可以提高油井附近地層的滲透率，而且還可以減小液體的流動阻力（圖1）。對于微生物很難進入的一些孔隙，生物酶解堵劑能夠輕松滲入進去，將原油剝離，還可以降低粘度，并且還可以將巖石轉(zhuǎn)變?yōu)樗疂馵5-6]。

圖1 生物酶分離油滴示意圖

（3）生物酶解堵劑具有較好的降解作用，可以將飽和蠟進行降解，使其變?yōu)椴伙柡拖N，進而可以減小原油的粘度，從而可以減小原油在地下巖石孔隙中的流動阻力。其次，生物酶解堵劑具有較強的降粘作用，可以改善原油的粘度比，提高原油的流速，并且還可以將孤立的原油進行一定程度的降粘稀釋，讓原油在儲層中聚集起來，最終成為稀釋油。與此同時，生物酶解堵劑中的酶，通過催化反應(yīng)，可以保持比較穩(wěn)定的分散體系，進而可以阻礙瀝青的繼續(xù)沉降，在一定程度上也可以提高原油的流動性。

3 技術(shù)特點

生物酶解堵技術(shù)主要以下8種特點[5-8]：

（1）pH值為7，屬于中性，對油田生產(chǎn)中的各種管道以及井下設(shè)備沒有腐蝕性，不需要返排到地面，施工較為簡單。

（2）具有比較好的活性以及催化性能，能夠較好地激活以及剝離原油。

（3）在應(yīng)用過程中，生物酶只是起到催化作用，因此生物酶能夠重復(fù)利用，成本較低。

（4）對地下巖石具有比較好的恢復(fù)以及穩(wěn)定功能，可以有效保護油藏。

（5）水溶性產(chǎn)品，在水中完全溶解，潤濕性較好，可以提高水分子的運動速度。

（6）可以有效防止垢質(zhì)重復(fù)沉淀。

（7）生物酶解堵劑與復(fù)合解堵劑混合使用，效果會更好，不但能夠解決有機垢質(zhì)的堵塞問題，還能夠解決無機垢質(zhì)以及粘土顆粒的堵塞問題。

（8）能夠生物降解，符合油田企業(yè)的安全環(huán)保要求，對環(huán)境無污染，對人畜無傷害，并且對下游煉化生產(chǎn)也不會產(chǎn)生危害。

4 選井原則

在使用生物酶解堵技術(shù)過程中，建議選擇以下6種油井[5-8]：

（1）抽油相關(guān)設(shè)備比較齊全且完好，并且井口的裝置可以正常運行的油井。

（2）地層堵塞導(dǎo)致供液不足、采收率低、產(chǎn)能下降的油井，并且地層依舊存在一定能量，解堵之后供液能力恢復(fù)較好的油井。

（3）油藏條件比較好，并且存在一定儲量的油井。

（4）含水率較高的油井（生物酶能夠吸附在巖石的表面，進而增加解堵作用的持續(xù)時間），盡可能地選擇底水比較疲軟的油井。

（5）選擇非均質(zhì)性比較弱的油井，防止大部分的生物酶解堵劑進入滲透性較好的高含水層，進而導(dǎo)致解堵之后，油井含水增加，影響增產(chǎn)效果。

（6）動、靜態(tài)資料比較齊全，便于后續(xù)開展應(yīng)用效果分析的油井。

5 實際應(yīng)用

東部某油田A工區(qū)C井，2005年2月28日開始自噴投產(chǎn)，但是后續(xù)效果較差，該井轉(zhuǎn)為電泵生產(chǎn)。2005年7月2日，C井油壓為零，不出液關(guān)井停產(chǎn)，產(chǎn)出液總共為69m3。經(jīng)過分析可知，由于施工受到污染，使得壓差發(fā)生改變，導(dǎo)致地層出現(xiàn)堵塞。之后使用對應(yīng)的防水傷害劑以及柴油開展解堵作業(yè)，C井產(chǎn)出液較少，不到10m3/d，產(chǎn)油為7t/d。直到2005年7月2日油壓顯示為0，不出液關(guān)井停產(chǎn)，產(chǎn)出液總共為69m3。2005年7月20日應(yīng)用生物酶解堵技術(shù)進行解堵處理。2005年7月29日開井，開采初期產(chǎn)液量為60m3/d，產(chǎn)油量為55m3/d。2005年8月6日開始，產(chǎn)液量逐漸增加，最后產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量分別可以達到110t/d、100t/d、20000m3/d。

圖2 生物酶解堵技術(shù)應(yīng)用效果

6 結(jié)論與建議

（1）生物酶解堵技術(shù)可以有效解決地層堵塞、產(chǎn)能降低、采收率低等問題，并且還具有降解、降粘的作用，進而可以提高原油的流動性，最終提高油田的采收率和產(chǎn)量，值得應(yīng)用和推廣。

（2）目前生物酶解堵技術(shù)的研究比較局限，仍然停留在生物酶的配方變革上。研究人員應(yīng)該從生物酶解堵劑的性能提升角度著手，研發(fā)出成本更低、適用范圍更廣、效果更好的生物酶解堵劑。

（3）在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)該綜合考慮其他解堵技術(shù)的優(yōu)勢，與其相互結(jié)合，提高解堵的質(zhì)量和效率。