生物酶壓裂技術在南泥灣油田的應用

李 平，王亞鵬，周國信，孫 敏，吳媛媛

（延長油田股份有限公司南泥灣采油廠，陜西延安 716000）

生物酶壓裂技術在南泥灣油田的應用

李 平，王亞鵬，周國信，孫 敏，吳媛媛

（延長油田股份有限公司南泥灣采油廠，陜西延安 716000）

延長油田南泥灣采油廠所處區塊儲層物性較差，屬于低含油飽和度、低孔隙度、超低滲透率的"三低"儲層物性。油井普遍無自然產能,需經壓裂改造后才能獲得工業油流 ,常規壓裂液對油井壓裂后，由于壓裂液返排不徹底，對儲層造成一定的污染、堵塞孔喉，從而造成油田采收率低。本文采用了一種新型的壓裂方法-生物酶壓裂，此方法彌補了常規壓裂液壓裂后對儲層造成污染的不足，生物酶壓裂液有著破膠徹底，低殘渣，利用率高、提高采收率的優點。得出的合理產量對氣井的配產更具有指導意義。

生物酶壓裂；破膠；殘渣含量；破膠時間

延長油田南泥灣采油廠從2005年才開始大規模開采，所處區塊儲層除了屬于“三低”物性外，儲層基本上沒有邊水、底水，注水開發很難在短時間見效，壓裂成為了油田有效的增產措施。而壓裂過程中壓裂液破膠徹底返排，是決定壓裂成功與否的一個關鍵環節[1]。本文介紹了能較好解決這些矛盾的生物酶壓裂技術。

1 常規壓裂效果不好的原因

1.1 儲層物性差

南泥灣采油廠屬于“三低”油田，滲透率平均值0.5 mD,平均空隙度9%，平均含油飽和度24.9%，油井普遍無自然產能。

1.2 粘土礦物含量高

表1 本廠儲層粘土礦物成分表

從表1可以看出：粘土礦物含量為9.84%，而其中能引起酸敏的綠泥石含量最高，此外，能引起水敏的蒙脫石含量也比較高。

1.3 壓裂后對近井污染嚴重

常規壓裂破膠時間長，破膠不徹底，不能及時返排壓裂后的壓裂液，滯留在儲層的殘渣堵塞孔吼，對儲層造成污染。

2 實驗部分

2.1 壓裂液配制

原膠液的配制：質量分數0.3%瓜爾膠、0.5%氯化鉀、0.3%助排劑、0.1%殺菌劑、0.1%引發劑；交聯劑的配制：0.025%硼砂；破膠劑的配制：0.05%過硫酸銨（常規）和0.05%生物酶破膠劑，其余為清水。

2.2 實驗結果

選擇三種生物酶破膠劑，采用《水基壓裂液性能評價方法》[2]對生物酶壓裂液與常規壓裂液壓裂參數（破膠時間和殘渣含量）進行評價對比，結果（見表2）。（實驗條件：溫度 40 ℃，pH=7～8,交聯比=100:2）。

表2 生物酶壓裂液與常規壓裂液壓裂參數對比表

從表2可以看出：由世恒公司和延長研究院提供的生物酶壓裂液壓裂后殘渣的含量明顯少于常規壓裂液，尤其是延長研究院提供的生物酶壓裂液最佳，破膠時間50 min與壓裂液進入地層后半小時左右可破膠相吻合，而且殘渣含量為3%～4%。而豐源公司提供的生物酶壓裂液效果最差，殘渣滯留的比較多，這與其破膠時間較長有關系，沒能及時返排出井口。壓裂液殘渣是植物膠水不溶物，破膠水化程度及壓裂液中其他添加劑雜質共同作用的結果[3]。殘渣含量越低，破膠時間越及時，對儲層傷害越小，由此可見延長研究院提供的壓裂液壓裂效果最佳。

3 壓裂效果影響因素

3.1 破膠機理對比

常規破膠劑（過硫酸銨為主）是以其氧化性發揮作用，易在高溫下受熱分解，降低效成分，延長破膠時間，影響破膠效果，從而在儲層中滯留更多的殘渣。而生物酶的破膠原理是在酶的作用下，催化生物酶瓜爾膠分子表面的B（1-4）糖苷鍵，使其裂解，最終將瓜爾膠分子的聚糖形式裂解為不可還原的單糖或二糖，粘度變稀，使壓裂液殘渣液從支撐劑充填中，快速返排出來，減少聚合物傷害，以提高采油的效率[4]。

3.2 溫度影響

本廠油層淺，油層溫度大概35～45℃，此溫度范圍是酶發揮催化作用適宜溫度，過硫酸銨是一種過氧化合物，易溶于水受熱分解成氧氣、臭氧，氧氣是造成油田腐蝕的主要因素，所以在本廠生物酶壓裂效果明顯優于常規壓裂。

圖1 陽809-5與陽809-2產量對比

3.3 破膠時間影響

破膠時間也是影響壓裂效果的重要因素，破膠時間越長，越不能及時返排壓裂液，殘渣滯留儲層的可能性越大，對儲層傷害也越嚴重。延長研究院提供的壓裂液破膠時間短，返排及時，殘渣含量少。

3.4 殘渣含量影響

殘渣含量多少是影響壓裂效果最為關鍵的一步，也是本文研究的重點，它決定了是否對近井產生了污染，影響儲層滲透率。從殘渣含量可見生物酶壓裂效果明顯優于常規壓裂，其中，延長研究院提供的生物酶壓裂液效果最佳。

4 現場試驗效果

選擇了物性基本一致的（陽809-5與陽809-2、劉251-4與劉251-2）4口井，進行了生物酶壓裂（陽809-5和劉251-4）、常規壓裂（陽809-2和劉251-2）后的效果評價，試驗結果（見圖1、圖2）。

圖2 劉251-4與劉251-2產量對比

試驗結果表明：延長研究院提供的生物酶壓裂液，壓裂后的兩口井在150 d內，產量都呈現遞減，但遞減速度遠遠小于常規壓裂的兩口井，且平均日產明顯高于常規壓裂后的平均日產，累計產油比常規壓裂高出38.1 t、121.8 t。150 d內獲得收益比常規壓裂高出9.88萬元、31.67萬元（1噸油按2600元計算）。

5 結論

根據對生物酶壓裂油井的綜合分析，可知生物酶壓裂破膠快，返排及時、徹底，殘渣含量少，對儲層污染小，結合現場應用情況，生物酶壓裂技術在本廠的應用，增產效果顯著，值得推廣。

[1] 管保山，劉靜，周曉群，等.長慶油氣田壓裂用生物酶破膠技術及其應用[J] .油田化學，2008，25（2）：126-128.

[2] 水基壓裂液性能評價方法[S] .中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T5107-2005.

[3] 李靜武.論述生物酶破膠劑在壓裂中的作用[J] .價值工程，2010，29（6）：46.

[4] 李軍，王潛，齊海鷹，等.新型破膠劑的研制與應用[J] .石油礦場機械，2008，37（10）：90-91.

TE357.9

A

1673-5285（2012）03-0092-02

2011－12-30

李平，男（1985-）本科，助理工程師，畢業于西安石油大學石油工程專業，現從事油氣田開發工作，郵箱：。