生物酶在水平井钻井液中的应用

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1、第15卷第4期新疆石油学院学报Vol.15No.42003年12月JournalofXinjiangPetroleumInstituteDec.2003文章编号:1009—0207(2003)04—0045-03生物酶在水平井钻井液中的应用李云波,乌效鸣,黄志文,蔡记华,杨倩云(中国地质大学工程学院,湖北武汉430074)摘要:提出了在水平井中运用生物酶解除钻井液对地层造成的伤害,详细阐述了生物酶的作用机理。通过室内粘度降低、滤饼清除和渗透率恢复等评价实验,及中东地区三口多油层井的现场对比实验,证明了运用生物酶作为破胶剂处理水平井钻井液对地层伤害的优越性。

2、关键词:生物酶;水平井钻井液;伤害中图分类号:TE254文献标识码:A随着油田的进一步勘探开发,油气藏开采难度目前国内外水平井钻井中普遍采用的钻井液日益增加,开发成本越来越高。为了提高单井油气体系有五种:①聚合物钻井液;②油基钻井液;③清产量,降低开发综合成本,从20世纪80年代开始,洁水/盐水钻井液;④混合金属层状氢氧化物钻井国外掀起了水平井热潮。由于水平井具有“少井高液;⑤泡沫或充气钻井液。其中,聚合物钻井液由产”、油田勘探开发费用少、建井周期短、资金回收于其优越的滤失控制和滤饼易用酸或氧化剂清除快、占地面积少和环境污染小等特点,国内各油田的特点,及有

3、极强的防制地层粘上矿物水化膨胀造[1]相继尝试这项技术。但我国油田大多数水平井的成地层损害的能力而被广泛采用。生产效果和增产效果并不明显,应用水平井开采效通常水平井聚合物钻井液中含有像聚丙烯酰益低下,其中,地层损害是影响水平井产能的一个胺、胍尔胶、羟乙基纤维素,羧甲基纤维素钠等高分重要因素,因此,水平井油气层保护问题需要我们子聚合物。大分子量的聚合物裂解产物及未分解进行更多的研究。的滤饼是聚合物伤害的两种主要形式。在不同地层原始渗透率条件下所作的研究表明,滤饼中多糖1水平井钻井液对地层的主要伤害浓度比原钻井液中多糖浓度高1025倍以上。因此在油井进行生产之

4、前,需要把剩余的滤饼和侵入油水平井钻井过程中,钻井液中固相和液相侵入气层的聚合物的裂解产物清除掉。常规的方法是油层仍是造成油层损害的主要原因。由于水平段采用强酸、氧化剂或机械的方法来清除,但都有诸在油层段钻井时间较直井要长得多,这样钻井过程多缺陷,生物技术领域的成就已为油气开采做出了当中油层同钻井液接触的时间长;水平井完井通常重大贡献,而生物酶作为破胶剂清除钻井液对地层不采用射孔完井,这样无法采用直井中利用射孔穿的伤害,具有常规方法所不具备的诸多优点。适污染带来减少污染的方法;水平井中每单位长度的产油段的压力降比直井产油段压力降低,因而生2生物酶的作用机理

5、产中反排清除固相侵入的能力下降等原因,同直井相比,水平井中钻井液造成污染的程度要更为严生物酶是一种由生物有机体生成的特殊蛋白重。质。石油工业中以往常用的酶破胶剂都是非特异收稿日期:2003-03-25作者简介:李云波(1979-),男,2001年毕业于大庆石油学院石油工程系,中国地质大学(武汉)油气田开发工程在读硕士。45新疆石油学院学报2003年性酶基质混合物,只能随机分解多糖聚合物,使多性水解酶,遵循的是“一把钥匙配一把锁”原理,只糖聚合物部分降解,生成短链多糖和少量的单糖和分解多糖聚合物结构中特定的糖甙键,可将聚合物二糖。短链多糖可交联,相对来讲不易

6、溶解,可引降姐为非还原性的单糖和二糖。根据对目标聚合起渗透率的严重伤害。例如,若在胍尔胶的甘露糖物链中特定糖甘健的分解能力,我们优选出了适用主链被甘露糖酶降解之前,半乳糖支链从甘露糖主于各个具体聚合物的特异性酶体系。下面以分解链上脱下,胍尔胶甘露糖主链就变得不溶。纤维素的特异性复合酶为例,介绍其具体作用机[2]新型特异性酶体系为多糖聚合物糖甙键特异理。图1纤维斯糖甘键特异酶降解原理纤维素是一种直链多糖聚合物,由1242β2D2糖3.2滤饼清除实验甙键将葡萄糖基连接在一起。1242β2糖甙键环内水为了评价酶破胶体系清除滤饼的效果,在实验解酶可有效地分解纤维素

7、,生成约80%的单糖和中使用了一个改进的HTHP漏失容器。之所以选20%的二糖。发生的化学反应是纤维素中1242β2D2择这套设备是因为它所模拟的环境更接近井下条糖甙键的环内水解反应。添加某种O键环外水解件。向容器中注入2%的氯化钾溶液,利用氮气使两例如一种β2D2糖甙葡糖水解酶(纤二糖酶),可分容器压力增至013MPa。采用含012%聚丙烯酰胺-22解末端的非还原性β2D2葡萄糖基,将剩余的20%二的聚合物钻井液驱替渗透率为3×10μm的人造糖分解成单糖。该机理简示于图l中。木聚糖环岩心,然后用不同破粘剂处理泥饼,实验结果见表内、环外水解酶也可有效地分解

8、纤维素。木糖中的2。1242β2糖甙键与纤维素中的类似,所使用的复