生物酶增产技术在低渗油田的应用

杨德华

（大港油田公司采油工艺研究院，天津 300280）

1 生物酶驱油技术

生物酶作为生物活性蛋白，具有独特的性能，能够迅速促进各种生物化学反应快速进行。作为比化学物质和生物分子更稳定的催化剂，生物酶在低温及中酸碱性条件下就可起作用[1-4]。

1.1 生物酶室内实验

（1）实验用油和水：以板64-30井油和产出水为实验流体进行适应性实验。

（2）生物酶：LS型环保生物酶，浓度按100%计算。

（3）最佳生物酶浓度确定：用产出水配制浓度为0.5%，2%，8%，20%的生物酶溶液250 mL，盛入300 mL烧杯中；用纱布包成油砂比为4：1的含油砂放入不同浓度的生物酶溶液中，在实验温度下每天观察溶液和出油量的变化，并与空白对比。

（4）生物酶与不同区块原油的适应性：在最佳生物酶浓度溶液中放置不同区块的原油纱布包，观察原油的产出量，并与空白对比。

（5）生物酶耐盐实验：在最佳生物酶溶液中加入不同浓度的氯化钠、氯化钙和氯化镁，考察油纱包产油量，确定生物酶所适应的不同化学物质的浓度。

（6）岩心原油解吸实验：取天然岩心，经过饱和水和水驱油建立束缚水。分水驱含水90%和0%两组，分别放在浓度为8%生物酶溶液中，定量观察原油的产出量，并与空白对照。

（7）洗油能力将油田原油样品与石英砂充分混合搅拌后，分别放入不同的生物酶溶液中观察洗油效果，其中左1瓶为水，左2～4瓶分别为浓度8%的生物酶溶液（见图1）。生物酶溶液与油砂混合接触后，使原油从石英砂表面分离下来，形成油滴状或团状浮起，分离后砂粒表面清洁，且油水界面整齐，说明生物酶有较好的洗油能力。

图1 洗油能力对比

图2 生物酶最佳浓度

1.2 生物酶最佳应用浓度

含油纱包在生物酶溶液中浸泡的第2天，溶液开始变浑浊并有原油从纱包冒出，并且在第1天和第2天里，随着生物酶浓度的增加，生物酶溶液浊度增加。实验第3天生物酶浓度为8%的溶液开始乳化，在第4天完全乳化，油水混为一体。而浓度为20%的生物酶溶液开始变黄。在实验的第7天，浓度为8%生物酶溶液的乳化效果开始变差，油又重新浮于液面之上，而浓度为20%生物酶乳化效果变好，溶液为浅黑色，其效果好于浓度为8%的溶液。从实验第9天开始，实验效果开始下降，油和溶液分离各成一体。因此确定8%生物酶为最佳浓度（见图2）。

1.3 生物酶和产出水中微生物相互作用的实验

为了进一步研究所用生物酶和产出水中的微生物是否有相互作用，用产出水分别灭菌和不灭菌和8%生物酶溶液经过7天的培养，实验结果表明，前3天灭菌和不灭菌效果相近，但是，从实验第4天开始，不灭菌的溶液效果明显好于灭过菌的溶液，第7天效果开始反弹。说明，生物酶对原油的降解、乳化等作用是和地层中的微生物相互作用的结果。

2 现场应用

进行了现场先导实验对西新7-6井进行生物酶实验，该井的生产情况与注生物酶前相比，无较大变化，注入生物酶后产量上升、含水下降，注前10天平均产量为4.29 t。扣除关井4天的产量17.16 t。开井161天总产量为1 701.8 t，该井累计增油为2 300 t。

现场实验和室内实验均说明，油田应用生物酶可进一步提高油田采收率，取得良好的经济效益和社会效益[5-7]。

（1）通过现场注入情况分析，生物酶与地层水的配合性良好，通过诱导和自发渗吸作用进入微观孔道，吸附在岩心表层，剥蚀原油，改善孔吼生物酶具有较强的剥离粘附在油砂上原油的能力；生物酶能够清洗剥落油膜，降低原油的含蜡，降低原油黏度；明显改变润湿接触角的功能，在较短的时间可以使石英表面油湿转变为水湿，对岩石润湿性有改善作用，它能使润湿性为亲水的岩石亲水性更强；亲油的岩石亲油指数减弱、亲水指数增强并最终发生润湿性反转由亲油转变为亲水；生物酶对低渗透天然岩心和松散的石英砂充填岩心均有较好的解堵效果。

（2）生物酶制剂有其独特优点，不受各种剪切降解、压力、水矿化度等的影响。另外，生物酶完全溶于水并可与任何矿化度的回注水配伍，自破乳效果明显。

其主要应用有：生物酶吞吐解堵增产工艺、现场施工工艺简单，回收药剂可以二次应用。

3 结论

（1）生物酶驱油具有较强的降压能力，压力梯度降低值在35%以上，在开发过程中存在有机堵塞，生物酶能有效地解除有机堵塞。

（2）生物酶具有较强的洗油能力，较低的界面张力，使得水驱时小孔隙中不流动的油交换到大孔隙中，促进了渗析现象，从而提高了采收率。

（3）生物酶有独特的驱油机理，它与常用的表面活性剂、碱等复配后并不改善驱油效果。

先后现场实验共实施井20口，增油已经达到16万吨，实验成功率达到100%。生物酶具有使用浓度低，投资少，施工工艺简便特点可在各大油田具有广泛的应用前景。

［1］向兴金，等.聚合物钻井液对储层伤害因素的研究［J］.钻井液完井液，1996，139（1）：39-41.

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［3］邹信芳译.酶在地层保护中的作用［J］.国外油田工程，1998，14（6）：1-3.

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［5］张艳玉.低渗透油田注气开采技术研究［D］.中国石油勘探开发研究院博士论文，2005.

［6］沈治凯，陈兴武.阿波罗解堵技术在桥日油田的应用［J］.特种油气藏，2004，11（1）：69-7l.

［7］何更生.油层物理［M］.北京：石油工业出版社，1991：178-179.