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1、生物酶压裂体系说明书东营盛世石油科技有限责任公司(USA)SUN PETROLEUM TECHNOLOGY SERVICE INC.目录一、生物酶压裂体系介绍 31 、技术背景 31.1 传统的压裂液基液组成：31.2 传统破胶技术存在的问题：32、生物酶压裂体系 42.1 生物酶压裂体系组成 42.2 生物酶压裂体系的作用机理 42.2.1 生物酶破胶机理42.2.2 生物酶解堵机理52.3 生物酶压裂体系优势 53、生物酶压裂体系的使用工艺 6二、生物酶压裂体系室内评价试验 71、SUN- B2生物酶解堵剂的综合性能评价 71.1 SUN -B 2生物酶解堵剂助排性能 71.2 SUN-
2、B 2生物酶解堵剂破乳性能 71.3 SUN-B 2生物酶解堵剂杀菌性能 81.4 SUN-B 2生物酶解堵剂降粘性测定 81.5 SUN-B 2生物酶解堵剂剥离原油效果 102、生物酶破胶体系室内评价 112.1 生物酶破胶剂体系破胶能力评价 112.2 残渣含量测试 122.3 流变性能评价 122.4 压裂液伤害性能评价 13三、生物酶压裂体系的现场应用 141 、南泥湾采油厂 142、王家川采油厂 153、青化砭采油厂 164、川口采油厂 175、总结 18、生物酶压裂体系介绍1、技术背景现阶段对于低渗特低渗油田，压裂工艺已经成为油井增产，水井增注的最常用最有效的改造措施之一。而水基压
3、裂因其工艺简单，成本低廉的优势占据了压裂市场90%以上的份额。 但是多年来的现场试验及室内实验论证表明，水基压裂存在三大伤害问题：冷伤害、 水伤害和残渣伤害。大量的冷水随着压裂施工注入地层，会对裂缝周围的地层产生很多伤害，如水敏，水锁，速敏等，同时压力和温度的变化会使原油析出大量的无机盐和蜡质，在压后，油井正常生产过程中，这些无机盐和蜡质会慢慢聚集，形成堵塞，另外过氧化物破胶不彻底滞留在地层的聚合物残渣也会堵塞渗流孔道，使油井迅速减产，最终导致压裂效果不明显，有效期短。这些都制约了压裂增产效率。（ 1）使用冷水进行压裂，会产生冷伤害。由于原油含有蜡等成分，存在遇冷水结垢的可能性；（ 2）水伤害
4、-水锁，有机无机垢。压裂过程破胶后，产生的界面渗析影响，水锁，结垢等问题产生，影响反排；（ 3）残渣伤害：瓜胶破胶速度慢，不彻底，残渣多；传统的压裂破胶体系是过硫酸铵，过硫酸钾等，添加剂有助排剂、破乳剂、活性剂和杀菌剂等。存在的问题有：速度慢、不环保、残渣多、伤害大、药剂种类多、协同性差等。1.1 传统的压裂液基液组成：稠化剂0.25%-0.5%的羟丙基瓜胶（或香豆胶），加入一定量的杀菌剂、pH 调节剂、粘土稳定剂、助排剂、破乳剂。压裂液交联剂：硼砂（或有机硼交联剂）交联比：100： 5（或100： 0.25）支撑剂：陶粒砂破胶剂：氧化破胶剂（过硫酸钾、过硫酸铵等）1.2 传统破胶技术存在的问
5、题：（ 1）速度慢，反应时间及其活性主要依赖于温度（温度低于50，反应很慢）；（ 2）不环保，它属于非特殊性反应物，能和遇到的任何反应物如管材、地层基质和烃类等发生反应，生成与地层不配伍的污染物，造成地层伤害；（ 3）破胶持续时间短，氧化破胶剂很可能在到达目的裂缝前就消耗尽了，因而达不到破胶的目的；（ 4）残渣多，氧化破胶具有随机性，造成瓜胶链不能完全降解，约20%的分子量大于2.0 X06聚合物基本上未降解。针对以上问题，我们研发了一种新型的生物酶压裂体系，并得以大力推广。2、生物酶压裂体系2.1 生物酶压裂体系组成前置液：0.5%SUN-B2生物酶解堵剂热水溶液（80 C）基液组成：稠化剂
6、0.25%-0.5%的羟丙基瓜胶+0.5%SUN-B2 生物酶解堵剂（取代助排剂、破乳剂、杀菌剂等）交联剂：硼砂（或有机硼交联剂）交联比：100： 5（或100： 0.25）支撑剂：石英砂或陶粒砂破胶剂：SUN-Y100生物酶压裂破胶剂+APS,单独使用SUN-Y100生物酶破胶剂也 可以破胶，但是鉴于现场一般要求破胶速度快，两者配合可以达到更好的效果。根据现场地质情况，也可在基液中选择性加入防膨剂。2.2 生物酶压裂体系的作用机理2.2.1 生物酶破胶机理瓜尔胶分子是由甘露糖通过 B （1-4）糖甘键连成的甘露聚糖，生物酶的破胶原理就是通过催化瓜尔胶分子表面的B （1-4）糖昔键，使其裂解，
7、最终将瓜尔胶分子的聚糖形式裂解为不可还原的单糖或二糖，粘度变稀，使得压裂液残液能从支撑剂充填中更稳定地返排出来，减少聚合物伤害，以提高采油采气的增产效率。生物酶破胶剂反应图：2.2.2 生物酶解堵机理SUN-B2生物酶解堵剂是由东营盛世石油科技有限责任公司同国内外多家生物工程研 究所、公司及油田专家合作开发的一种新型、 高效的生物酶高科技制剂，其主要成份是酶 主导的多种天然提取物质，具技术完全针对油田开发中出现的油水井生产层系堵塞、产能降低、采收率低等问题而设计开发。产品根据不同区块油藏构造条件进行调整，从而形成了一套完整的产品技术系列。解堵技术思想具有前瞻性和革命性，提供了解决油层堵塞、 油
8、井生产期短、区块采收率低等难题的技术方案。作为绿色环保型产品，SUN生物酶解堵增产技术应用具有良好的安全、稳定、环保特征，符合油田开采中HSE工作环境的要求。生物酶解堵机理：(1)通过诱导和自发渗吸作用进入微观孔道，清洗、剥落油膜，洁净油砂；(2)降低油水界面张力，加强扩散作用，提高水分子活化能；(3)降低原油粘度，改善粘度比，让油滴在地层中聚集，连成片成为稀释油墙； (4)提高原油流动能力，提高流速，提高开采压力梯度、提高油压；(5)吸附在岩心表层，岩石润湿性改变，稳定油藏，改善孔吼，提高渗流效率；(6)自破乳效果明显，回收药剂可以二次应用。2.3 生物酶压裂体系优势在体系中用绿色环保、高效
9、的生物酶破胶剂取代强腐蚀性的过硫酸俊(或者减少过硫 酸俊使用量)，使破胶更彻底、返排率更高、减少了对地层的伤害。在体系中，生物酶解堵剂完全替代常规的助排剂，表面活性剂，杀菌剂，引发剂，破乳剂等常规压裂添加剂，利用环保清洁的生物酶解堵剂来一剂多效，产生多种功能及其解堵的协同效果。在整个施工过程中加入生物酶解堵剂，可以对底层进行一次小型的解堵，特别是在低渗透油田，近井地带周围在钻井过程中或长期的生产过程中，都会产生一些泥浆伤害或有机垢质、蜡质、沥青质等堵塞，加入SUN-B2生物酶解堵剂的前置液可以解除堵塞，并在压裂基液的推动 下，延伸到地层深部，对地层进行处理。相当于解堵加压裂一起作用。SUN 生
10、物酶压裂液体系，是利用加入适量生物酶破胶剂和SUN-B 2生物酶解堵剂，联做使用，发挥破胶和解堵增产的协同作用。能够有效起到预防冷伤害，预防结蜡，降低表 面张力，产生消除水锁，洁净油砂，降粘解堵，诱导油流，容易反排的效果所以生物酶压 裂液体系是一个具有清洁环保，油藏保护，提高压裂效果的新工艺新方向。（1）解除水伤害：全程加入SUN-B2生物酶解堵剂，具有降低油水界面张力，洁净 油砂，消除水锁，降粘解堵，诱导油流，容易反排，提高近井地带渗透率。（ 2）降低残渣伤害：使用SUN-Y100 生物酶破胶技术，破胶速度快，破胶彻底，残渣少，极大的提高裂缝的渗透性。（ 3）环境保护：对油田生产环境和人畜无
11、伤害，无污染；（ 4）适用范围广：低温破胶好，对油田管道和井下设备无腐蚀；（ 5）兼容性强：可与化学破胶剂搭配使用，优势互补，提高效能；（ 6）破胶彻底：低残渣，长效、速效、高效；（ 7）操作简单：不改变现有压裂模式，只是进行现有工艺的优化；（ 8）性价比高：增产幅度大，预计提高10-20%以上压裂效率。3、生物酶压裂体系的使用工艺（1）、连接地面管线，高压管线试压15分钟，压力达50Mpa,不刺漏为合格；（ 2） 、以1.0m3/min 排量反洗井，循环两周以上；（ 3） 、 启泵压裂待有破压显示，压力平稳后开始加注，加注顺序为，首先注入前置液，然后注入基液，注入基液的同时加入交联剂和支撑剂
12、，SUN-Y100 生物酶破胶剂随基液全程点滴加入；（ 4） 、安装井口关井憋压，观察并记录好井口压力变化，60 分钟后，控制压力油管 放喷；(5)、待井口压力扩散后，起出井筒管柱、生物酶压裂体系室内评价试验1、SUN- B生物酶解堵剂的综合性能评价1.1 SUN -B 2生物酶解堵剂助排性能表1不同SUN-B加量对表面张力的影响含量/%SUN-B2生物酶解堵剂助排剂0.20.30.40.50.3表面张力mN/m30.929.130.530.132.3注：蒸储水的表面张力74.0mN/m实验结果表明：在同一浓度下，SUN-B 2生物酶解堵剂的表面张力小于助排剂。1.2 SUN- B 2生物酶解
13、堵剂破乳性能 实验结果见下图1和表2。图1 SUN-B 2生物酶解堵剂的破乳性能表2不同SUN-B加量对原油破乳的影响破乳率/%时间/min35101520253060900.2%5083961001001001001001000.5%5093100100100100100100100破乳剂(0.2%)100100100100100100100100100注：破胶液与原油3: 2体积比 温度=45C实验结果表明：在同一浓度下，SUN-B2生物酶解堵剂的破乳率在5分钟之前略低于 破乳剂的破乳率，但是在10分钟之后两种产品的破乳率相当。1.3 SUN-B2生物酶解堵剂杀菌性能实验结果见下表3。表3
14、不同SUN -B2加量对杀菌效果的影响SUN-B21227杀菌剂未加杀菌剂含量/%0.20.30.40.50.10粘度保持率/%96.0596.395.396.2196.379.84注：0.5%瓜胶粉，T=30C放置72小时测粘度损失率通过实验表明：SUN-B2生物酶解堵剂在72小时的黏度保持率与1227杀菌剂性能相 当。1.4 SUN-B2生物酶解堵剂降粘性测定实验测试了加入不同SUN-B2生物酶解堵剂后对原油的降粘作用。 实验结果见图2和 表4。1400 _图2不同温度对原油粘度的影响s 度粘表4不同SUN-B2加量对原油粘度的影响温度/C不同温度卜原油粘度/mPa.s原油0.5%SUN-B21.0%SUN-B220.713558636792170658754722357265169232141831192417514296251521178726137104762712092602810876
