生物酶可解堵钻井液解堵机理研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）文章编号:100125620(20210320012204生物酶可解堵钻井液解堵机理研究杨倩云郭保雨沈丽袁丽(胜利石油管理局钻井工程技术公司,山东东营摘要生物酶可解堵钻井液技术是利用现代生物技术,将具有绿色降解能力和催化特性的复合生物酶添加到钻井液中,使泥饼在生物酶的作用下自动降解清除,从而达到保护油气层的目的。根据酶与处理剂之间具有对应关系、特定的酶降解特定处理剂的原理,用黏度衰减法优选出了具有良好流变性、抑制性和润滑性并能形成渗透率几乎为零的封堵层的钻井完井液配方,其处理剂主要包含纤维素、改性淀粉、生物聚合物处理剂等,同时介绍了几种酶对上述几种处理剂的降解机理。采用黏度衰减法和泥饼清除、有FA无渗透钻井液滤失试验对比了评价钻井液加酶前后的解堵情况。结果表明生物酶可解堵钻井液能够有效解除储层封堵,保护油气层。与常规解堵技术相比,该泥饼清除技术对环境的污染程度更低、地层渗透率恢复值更高,而且可以节约生产成本。关键词防止地层损害;钻井完井液;生物酶;泥饼清除;黏度衰减;解堵机理中图分类号:TE254.3文献标识码:A0引言为了解除泥饼对地层的污染,提高油气井产量,一般采用酸化、氧化等化学方法清除泥饼,有时也使用机械方法如水力喷射,或者综合应用这几种方法来解堵。但酸化法不太适合水平井,尤其是水平位移大的井,因为这需要大量的酸在碳酸盐地层形成气孔,而泥饼中的聚合物会包裹住碳酸盐颗粒,降低了酸化效果。研究表明,氧化法(LiOCl、NaOCl、Na2S2O8对于水平井泥饼的清除效果也不显著。而且,酸化和氧化法的化学反应非常剧烈,所采用的化学试剂不具备特效性,它们在清除泥饼的同时,也会损害钻井管具、伤害地层流体,从而降低了清除泥饼的效果。水力喷射的效果取决于立柱距离、流体速率、射流形状和喷射工具传动速度的共同作用,主要由机械物理动力决定,消耗的能量比较大,成本较高。寻找高效节能环保的解堵方式是现代钻井技术的需求方向[1]。生物酶是利用现代生物技术开发的具有催化作用的蛋白质,是一种生化催化剂,其化学结构复杂,分子量在1×103~1×106之间;催化反应范围宽,比化学催化剂的催化反应多得多,酶活力是非酶催化剂的1×107倍;完全溶于水,能降解碳氢化合物,将它们转化为二氧化碳和水;能快速从固体粒子表面把碳氢化合物附着物剥离;对环境不会造成污染,对人体无不良影响,属环保产品。生物酶可解堵钻井液正是利用生物的酶降解能力和催化特性来清除泥饼。1生物酶可解堵钻井液的特点在钻开油层前几十米,通过在钻井液中加入复配生物酶制剂和相应的化学试剂,可在近井壁形成一个渗透率几乎为零的护壁层,达到稳定井壁的效果。钻进结束后,护壁层中的钻井液材料在生物酶的催化作用下发生生物降解,由长链大分子变成了短链小分子,黏度逐渐下降,先前形成的泥饼自动破除,储层孔隙中的阻塞物消除,从而解除对储层孔隙的封堵,使得地下流体通道畅通,恢复油层渗透率,达到超低污染、低伤害、保护油气层的目的[2]。2生物酶与处理剂的作用特点2.1钻井液组成生物酶可解堵钻井液主要由各类可生物降解处理剂以及生物酶组成。这些钻井液材料主要有:纤基金项目:中石化基金项目《生物酶可解堵钻井液体系的研究》(JP06007。第一作者简介:杨倩云,工程师,1978年生,2004年硕士毕业于中国地质大学(武汉工程学院地质工程专业,现在主要从事泥浆工艺研究工作。地址:山东省东营市胜利石油管理局钻井工程技术公司泥浆工艺研究所;邮政编码257064;(05468721047;E2mail:yangqyun@slof。第26卷第3期钻井液与完井液Vol.26No.32021年5月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMay2021维素、淀粉、生物聚合物、野生植物胶、多糖类聚合物等,可以起降滤失、增黏、降黏、稳定井壁和防塌等作用[324]。用DO衰减法筛选出满足要求的主要处理剂有以下几种:HV2PAC、高、中、低黏CMC、PAC141、LD2302、DFD2140、天然高分子包被剂、糖类抑制剂、屏蔽暂堵剂、XC。对上述处理剂用黏度衰减法进行再次优选,最后由纤维素、改性淀粉、生物聚合物复配形成性能良好的体系,该体系不仅具备常规钻井液完井液具有良好的流变性、抑制性以及润滑性,还具备可生物降解性。2.2生物酶对处理剂的催化特点生物酶与处理剂的作用主要存在下面3种方式。1钻井液处理剂与生物酶结合,在酶的催化作用下,钻井液处理剂被氧化分解为简单的低分子物质,同时释放能量。在该过程中,酶分子作为一种催化剂参与反应,其结构及活性不发生变化,相反酶在氧化分解的同时可利用释放的能量来完