生物酶解堵技術分析與研究

◇中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院 亢思丹

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

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“工業的血液”。對于人類社會的發展以及人們的生產、生活而言，石油的重要性不言自明。目前，石油的開發方式主要有三種：①一次采油；②二次采油；③三次采油。前兩種開發方式的采收率和產量都比較低，因此在開發中后期，各大油田普遍采用三次采油技術，該技術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]。三次采油技術主要有四種：①熱力采油；②非混相驅采油；③化學驅采油；④微生物驅油等。生物酶解堵技術是近些年發展起來的一種具有明顯環保特征和獨特效果的微生物采油技術，該技術是油田化學的一項技術革命，已經成功應用到實際生產項目中，取得了較好的解堵效果。

1 技術簡介

在油田開發過程之中，由于多種因素的影響，會導致油水井及附近地層的堵塞，降低了采收率以及產能，從而嚴重影響了油田企業的經濟效益。通常情況下都是采用酸化、壓裂技術來解決堵塞問題，但是，這兩者都存在一定的缺陷，前者主要為工藝復雜、穩定性較差、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，利用常規酸化、壓裂技術進行解堵,很難清除各種垢的復合堵塞，極大地增加了酸化、壓裂的難度，導致施工效果越來越差[2-3]。因此，可以應用生物酶解堵技術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劑（俗稱生物酶解堵劑）來解決油田開發中出現的地層堵塞、產能降低、油井生產周期短、采收率較低等系列問題的采油技術[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、驅油的目的，最終提高油田的采收率。國內外研究人員先后開發了多種生物酶，主要有SUN生物酶、LS生物酶、Apllo生物酶等，目前已在國內外各大油田進行了解堵試驗和現場應用，取得了十分顯著的解堵驅油、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生一定的影響，而不會影響原油的分子結構。

（2）在開采原油的過程中，地下巖石的微小顆粒容易出現松動以及運移，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變為水濕[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，使其變為不飽和烯烴，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，可以保持比較穩定的分散體系，進而可以阻礙瀝青的繼續沉降，在一定程度上也可以提高原油的流動性。

3 技術特點

生物酶解堵技術主要以下8種特點[5-8]：

（1）pH值為7，屬于中性，對油田生產中的各種管道以及井下設備沒有腐蝕性，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）在應用過程中，生物酶只是起到催化作用，因此生物酶能夠重復利用，成本較低。

（4）對地下巖石具有比較好的恢復以及穩定功能，可以有效保護油藏。

（5）水溶性產品，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）可以有效防止垢質重復沉淀。

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

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

4 選井原則

在使用生物酶解堵技術過程中，建議選擇以下6種油井[5-8]：

（1）抽油相關設備比較齊全且完好，并且井口的裝置可以正常運行的油井。

（2）地層堵塞導致供液不足、采收率低、產能下降的油井，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時間），盡可能地選擇底水比較疲軟的油井。

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

（6）動、靜態資料比較齊全，便于后續開展應用效果分析的油井。

5 實際應用

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

圖2 生物酶解堵技術應用效果

6 結論與建議

（1）生物酶解堵技術可以有效解決地層堵塞、產能降低、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量，值得應用和推廣。

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

（3）在實際應用過程中，應該綜合考慮其他解堵技術的優勢，與其相互結合，提高解堵的質量和效率。