开 发 应 用
崔维兰
（延长油田股份有限公司靖边采油厂，陕西 靖边 ７１８５００） 摘 要：通过室内实验，对低温生物酶的配伍性、静态破胶对比、耐温耐剪切、流变性能进行了评价，结合现场应用情 况论证了低温生物酶用于油井压裂破胶的可行性。 关键词：压裂；生物酶；破胶剂；配伍性 压裂是改造低渗透油田的主要措施。压裂效果的好坏 直接影响着油田开发水平和经济效益。水力压裂是以植物 胶（如胍胶等）为稠化剂的水基压裂液体系，具有价廉、 安全、可操作性强，综合性能好、运用范围广等特点。但 潜在的问题是损害水敏性储层，以及由于残渣、未破胶的 浓缩胶和滤饼造成的导流能力损害。储层水敏性伤害可以 通过加入防膨剂来解决，残渣、未破胶的浓缩胶和滤饼造 成的导流能力损害主要通过加入破胶剂来解决。目前，应 用的破胶体系以常规过硫酸盐为主，特点是价廉、运用广 泛，缺点是温度低于５１．７℃时过硫酸盐作用效果不好，需 要通过添加催化剂才能部分起效，这就影响了中浅低温井 的压裂效果。为了解决这一问题，开展了低温高效生物酶 破胶剂的应用研究。 １ 低温生物酶概述 低温生物酶是从杆菌亚种中提取的酶制剂。该酶是用 于水解聚糖的半纤维素酶，耐酸耐碱（ｐＨ ３．８－１１），尤其 适于作为２０～６０℃低温井压裂交联后冻胶的破胶剂。在石
后置于３０℃水浴进行破胶实验。同时做空白对照（除瓜尔 胶、酶和交联剂不添加其它助剂）。结果表明该生物酶与 其它助剂无配伍禁忌。 ２．２ 静态破胶对比实验 实验目的：对比在不同温度条件下不同浓度低温生物 酶的破胶性能测试以及与过硫酸铵破胶效果。 方法：①配制０．３％的瓜尔胶溶液：将瓜尔胶粉逐渐加入 到水中，同时用机械搅拌器进行搅拌。３０℃溶胀２小时。② 在交联剂中加入适量（不同浓度）的生物酶，搅拌均匀，然 后进行交联。③在交联剂中同时加入生物酶 （２０ｐｐｍ）和过 硫酸铵（０．３％），然后进行交联。④将冻胶置于水浴（温 度：２０，２５，３０，４０，５０℃）中进行破胶实验。 从静态破胶性能测试对比来看：①温度低于４０℃以 下，低温酶的破胶速度大大好于过硫酸铵的破胶速度；② 随着温度的升高，酶的活性增强，破胶速度增加；③酶浓 度的增加，可以提高破胶速度。 ２．３ 耐温耐剪切、流变实验 在不同实验条件下对压裂液的耐温耐剪切性能进行了 实验，评价低温生物酶动态破胶性能及对瓜尔胶性能的影 响。 实验结果表明：①低温酶的加入不影响压裂液冻胶的 耐温耐剪切性能；②温度３０℃条件下，低温酶的破胶速度 比过硫酸铵的破胶速度快；③酶浓度的增加，可以提高破 胶速度；④酶破胶剂用量２０ｐｐｍ即可满足要求。 ２．４ 低温酶的稳定性 方法：将酶分装于１０８个小试管中，分别置于４℃、室 温和３７℃中存放。每月分别从三个温度中各取三只试管， 按照酶活性标准测定方法进行酶活性测定。取均值。 测试了从２００６年１０月９日～ ２００７年８月９日期间，低温生 物酶分别在室温、４℃和３７℃下的稳定性曲线。由实验结果 可知：①４℃为低温生物酶的最佳保存温度，在该温度下， 低温生物酶的活性在一年内没有变化，且事实证明，如密 封保存３～５年，酶依然能够保持原有活力；②室温条件下
保存，４～５个月酶活性几乎不变；③在３７℃时，放置４５天 左右的时间能保证酶的活性。 ３ 现场应用试验 （下转第２０页）
油工业中，低温生物酶能够作为水解瓜尔胶的高效生物催 化剂，应用于解除植物胶造成的油层堵塞。 ２ 室内试验内容 为评价低温生物酶的应用可行性，对低温生物酶的配 伍性、静态破胶对比、耐温耐剪切、流变性能进行了室内 实验。 ２．１ 配伍性实验 评价低温生物酶与油田现用压裂助剂的配伍性。 现场低温压裂液配方：基液：瓜尔胶 ０．３％；交联剂： 硼砂１．００％，纯碱０．６０％；交联比：２０：１。其它助剂：破乳 助排剂，防膨剂，防膨抑砂剂，抑砂剂等加量均为０．２％。 （１）低温生物酶对交联的影响。方法：在交联剂中加 入生物酶，使其终浓度分别为２０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ，再 用该交联剂对瓜尔胶溶液进行交联。结果：三份胶液均快 速交联，呈现可挑挂状态。认为该酶对交联没有影响。 （２）低温生物酶与其它助剂的配伍性测试。方法：分 别在交联剂中加入破乳助排剂、防膨剂、防膨抑砂剂、抑 砂剂，使其终浓度为０．２０％。再加入生物酶使其终浓度为 ２０ｐｐｍ。分别用上述几份交联剂对瓜尔胶溶液进行交联，然
收稿日期：２００８－０９－２６ 修回日期：２００８－１０－２５
作者简介：崔维兰（１９７３－），女，硕士，工程师，研究方向为采油工程。
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中国西部科技
２００８年１１月（上旬）第０７卷第３１期 总 第１５６期
油污染，防止灰尘附着在其表面而影响散热效果；另外在 作业中要时刻注意液压油箱液位计的显示，当液压油温度 快速上升时，首先应停机检查液压油油箱液位计，如果在 刻度线以下或看不到显示应及时添加足量的液压油。 ２．３ 维护保养过程中的污染控制 机械设备液压系统发生故障，很多是因为保养不及时 或在维护保养过程中的不当操作造成的。因此，首先应加 强维护保养制度，实施强制 保养，同时按规程进行维修保 养。在保养过程中，操作人员和维修人员应注意：①受到 不同作业环境、场地的影响，机械设备在维护保养时应尽 可能停放在平稳、避风的场所；②拆卸液压元器件后，应 做好防漏、防尘、清洁工作，如拆卸液压油泵后，应用塑 料盖或干净的布封堵液压油泵进出油口及高压胶管接头 等；③拆解、清洗、组装液压元器件应尽可能在干净、清 洁的室内工作台进行；④维修人员穿戴要整洁，防止纤 维、灰尘及其它杂质落入液压系统而造成污染；⑤清洗溶 液原则上使用煤油或同牌号的液压油，考虑到经济成本， 也允许使用柴油进行清洗，清洗后的液压零件要放在干净 的容器内，最好有遮盖物；⑥液压零件装配时按装配要求 进行，装配完成后装车前应注意需提前加入液压油的必须 要加注，否则会造成早期磨损，如液压泵、液压马达的早 期磨损等；⑦更换液压油时，要选择同牌号的液压油，加 油前，必须检查液压油箱内部的清洁度，必要时要进行清 洗，更换新油同时要更换液压滤芯。液压系统的污染是可 预防并可避免的，对于使用单位来说，首先要严格操作规 程，保证 机械设备的原有性能，提高机械设备的完好率和 利用率；其次，要加强机械设备的维护保养工作，使用正 厂原配件，严格按规定的保养周期进行维护保养、周期换 油等，工作环境、施工条件恶劣的机械设备要缩短保养周 期及换油周期。 重视并控制机械设备液压系统的污染，是保证机械设 备故障发生率降低的重要一环，俗话说“磨刀不误砍柴 工”，只要我们重视并加强液压系统污染的预防与控制， 就可起到事半功倍的效果，这样才能提高机械设备的生命 价值和经济价值。
参考文献：（略）
２．２ 作业中的污染控制 （１）机械设备液压系统在工作中也会到污染，因此在 作业中应柔和平稳，避免粗暴作业，否则会使机械设备的 工作装置产生冲击负荷，冲击负荷会使机械设备结构早期 磨损、断裂、破碎，同时使液压系统产生冲击压力，使液 压元件损坏，油封和高压胶管及胶管接头接合部泄露或爆 管，溢流阀动作频繁使液压油油温快速升高。为了有效避 免产生冲击负荷，必须严格按照操作规程操作，同时在制 度上应坚持定人定机制。 （２）机械设备在作业中操作人员应时刻注意液压系统 的异常响声、机构装置的误动作。如果液压泵、液压马 达、溢流阀等有异常声响，应查明响声原因，排除故障后 再继续使用；如果机构装置在没有负荷时动作缓慢或失 灵，并伴有溢流阀声响时，应立即停机检查，排除故障后 方可作业。 （３）作业中要及时处理液压系统的漏油部位，做好密 封、紧固工作。如果液压元件密封件损坏造成泄露，应及时 处理，更换密封件很有必要，大家都知道，有进必有出，液 压油能泄露出来，污染物也能从泄露处进入液压系统。 （４）作业中还应注意液压油的
低温水浴温度，液压系统工作温 度一般应控制在３０～９０℃之间。工作温度太低，液压油黏 度较大，其流动性就差，阻力就大，工作效率就低，表现 为：执行元件或动作机构缓慢、推力不足、动作不稳定或 不动作等。当工作温度低于２０℃以下时，一般是指开机工 作前或环境温度在寒冷地区，此时启动发动机后，应空载 怠速运转发动机３～５ｍｉｎ，然后再提高发动机转速，但不宜 高速，操纵手柄使工作装置的任何一个动作至极限位置， 保持发动机转速几分钟，使液压油通过溢流阀升温至３０℃ 或以上，当温度升至适宜的工作温度后再操纵机械设备进 行正常的施工作业。当液压油温度过高时，液压油黏度降 低，润滑油膜强度降低，容易引起泄露；液压油氧化加 速，易生成碳化物及淤渣，造成油质恶化，加速液压元器 件的磨损，油封、高压胶管早期老化等，降低机械设备液 压系统的使用寿命。为了防止液压油温度过高，注意在作 业中不要长时间使机械设备超负荷作业，加强机械设备液 压系统的冷却，注意散热器、散热片要保持清洁，避免被
通过在靖边采油厂乔家洼长６油区压 （上接第２９页） 裂过程中在携砂液中加入低温生物酶破胶剂后，压裂液返 排彻底，返排液粘度均低于５ｍＰａ・ｓ，与同类油井相比初产 较高。
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试验结论及建议 （１）低温生物酶对油田压裂液体系没有负面影响，能 够保证压裂的顺利进行。（２）单独应用过硫酸铵和激活剂 在低温（３０℃）下不能达到理想的破胶效果，而低温生物 酶在室
温２０℃甚至低温（１５℃左右）给予足够长的时间或 者足够大的量仍然可以达到满意的破胶效果。（３）低温生 物酶单独使用也可完全破胶，而且破胶速度可以通过调节 酶用量来控制。（４）通过现场试验的情况看，对于压裂液 的破胶效果好，返排液粘度均低于５ｍＰａ・ ｓ。 （５）从增产 的情况看，压后产量与可对比井相比，增产效果较好。
参考文献：（略）
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