生物酶提高原油采收率原理及應用實例

黃慧兵

摘要：生物酶是通過微生物發酵技術生產的一種新型生物制劑，它具有高效釋放固體粒子表面碳氫化合物、迅速促進井下油水形成乳化狀態、解堵降粘、驅油、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、利用原油作為營養源快速生長繁殖的微生態環境【1】。通過開展生物酶制劑在不同溫度下對遼河油田不同種類稠油的降粘、乳化實驗，生物酶制劑對稠油有顯著的降解作用，且溫度越高生物酶的作用越明顯，將該項技術應用于H006井解堵降粘提高原油采收率，取得了明顯的效果。

關鍵字：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是微生物采油的一種，從上個世紀20年代起，美國已開始研究微生物采油技術，并于50年代開始應用于油田。我國于80年代末在大慶油田首先進行了試驗， 并取得了較好效果。目前國內外微生物采油技術已得到越來越多業內人士的重視和認可，但實際應用中仍然存在諸多難題，直接影響該技術在油田的大面積應用推廣【2】。

1生物酶提高原油采收率技術原理

生物酶是采用現代發酵工程技術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，將其生長代謝過程中所產生的各類酶、醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性劑等代謝產物根據其不同功能和用途經提取、分離、純化、濃縮、復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產品，可以使儲層巖石表面的潤濕性從油濕向水濕轉化，從而改變儲層巖石的潤濕狀態，明顯改變巖石潤濕性，降低油-巖層間的界面張力，釋放儲層巖石顆粒表面碳氫化合物，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，可對部分低滲透、特低滲透泥巖油藏，產生預防水鎖水敏等水傷害的作用，減緩油層注水過程中的有機和無機結垢，降低原油攜砂能力，減少流體與砂巖的摩擦，從而達到穩定油藏結構，提高保護油藏的效果。

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構（微生物代謝產生的活性聚合物），阻止瀝青質、膠質、石蠟等重質組分沉積，并同蠟晶等有機成分發生催化作用，促進蠟晶的崎變，改變蠟晶形態，阻止蠟晶體進一步生長，從而有效地防止油藏重質沉積結垢的發生。

1.5生物酶制劑通過滲流作用進入微小孔道，將原油剝落降粘帶出孔隙。且使用條件比較寬松，不像微生物細胞因為井下物理化學環境的變化考慮存活問題。

2生物酶對遼河油田稠油的乳化作用

1、 實驗目的：生物酶制劑在不同溫度下對不同種類稠油的乳化效果。

2、 實驗材料：生物酶制劑

兩類稠油：曙光超稠油、特稠油

3、 實驗步驟：

（1）取250mL燒杯6個各加入100mL水;

（2）設30℃，60℃兩個溫度梯度，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，震蕩靜置后觀察。

4、 實驗結果

（1）30℃條件下兩種油的乳化效果實驗

30℃時，2號超稠油在加入生物酶后搖晃，掛在壁上的稠油殘液被洗下，但油在溶液中凝結成塊，而3號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驗

60℃時，加入生物酶處理并攪拌，2號超稠油處理后攪拌呈絮狀，混亂分布于整個溶液中;3號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℃時只有特稠油在經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號特稠油乳化分散效果最好。由于實驗設置兩個溫度，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 應用實例

2013年10月在H006井井進行了生物酶解堵降粘提高原油采收率應用示范，試驗結果顯示：對H006井驅油試驗，生物采油單日最高產量達到9.2噸，試驗月均產油量為4.81噸，較原出油量相比，分別增長411.1%、206.4%，生物酶驅油對H006井試驗日（33天）共計驅油增產量為107.91噸。

參考文獻

[1] 郭永強.微生物吞吐采油技術發展思考[J]. 科技風，2020，16：11～20.

[2] 柯巖、諶國慶、吳峰山、韓慧玲、韓曉程. 生物酶驅油技術在低滲油田的研究及應用 [J].石油與天然氣化，2016，1：87～91.

[2] 吳明遠，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[J]. 化學工程與裝備，2020，01：82～83.