生物酶驱油效果评价

1、成人教育学院学生毕业设计（论文）摘 要本课题来源于大庆油田有限责任公司科技攻关项目。生物酶是由生物体产生的具有生物催化功能的生物大分子，它的催化作用具有专一性强、催化效率高、作用条件温和的特点。本文详细的论述了生物酶的构成、主要生产过程、结构、外观指标及生化机理。生物酶在低渗透、特低渗透油田的增油机理是消除了原油边界层的影响和改变了润湿性，使毛管力成为驱油动力。进行了生物酶的基本功能测试,如洗蜡能力、洗油能力，以及界面张力，并通过实验对生物酶吞吐反吐样品进行分析。同时，还进行了室内模拟驱油实验，结果表明生物酶驱油具有一定的效果。本文通过对生物酶性质和基本性能的了解，把它应用到低渗透、特低渗透油

2、田中，可作为解堵剂、驱油剂，来提高洗油效率，进而提高原油采收率。关键词：生物酶；解堵；驱油；润湿性；界面张力37目 录第1章 概 述11.1 国内外发展概况11.2 主要研究内容及成果21.3 生物酶驱油的目的及意义3第2章 生物酶的组成及性质42.1 酶的概念及催化剂作用特点42.2 生物酶特点、结构、性能、生产及生化机理52.3 表面活性剂与生物酶复配实验11第3章 生物酶基本性能133.1 生物酶基本性能实验133.2 生物酶吞吐反吐液样品分析17第4章 生物酶室内驱油评价效果194.1 生物酶驱油基本实验194.2 SUN溶液在解堵方面的应用274.3 相对渗透率曲线的测定30结 论3

3、4参考文献35致 谢36第1章 概 述1.1 国内外发展概况生物酶技术是近几年在石油以及化工行业广泛应用的新生物化学试剂。美国Apollo Separation Technology Inc 致力于研究生物酶制剂，目前在委内瑞拉、印尼等国家应用效果很好。除美国以外印度石油公司（INDIAN OIL CO.GOVERNMENT）在德赫拉顿（Dehradun）油田01-238号井应用生物酶解堵制剂，清理蜡质、沥青质堵塞地层出油通道，使该井产量由处理前的2桶/天恢复到648桶/天；印度尼西亚国家石油公司（PERTAMINE）在萨姆达坎（SUMDAKAN）油田的PG-473井处理蜡质、沥青质及磷状物质

4、堵塞与充填的砾石孔隙和射孔孔眼，使该油井产量由155桶/天恢复到539桶/天；该石油公司在萨恩得坎（SANDKAN）油田的P-567井清理蜡质、沥青质沉淀造成射孔孔眼和地层孔隙的堵塞，将该井产量由处理前30桶/天提高到至625桶/天。另外，前苏联、加拿大、法国、以及德国、罗马尼亚和阿曼等众多国家都进行了生物酶技术的研究和应用并取得了一定的效果。与国外油田相比，我国油田对生物酶应用技术效果也较为突出。不少石油方面的专家、学者都纷纷发表自己的见解，如我国著名学者张继芬于1997年在她的著作提高石油采收率基础中对生物酶驱油提高原油采收率进行了详细的论述，还有王庆、赵明宸等于2002在油田化学期刊上发

5、表了生物酶在出砂稠油井解堵中的应用的学术报告中，指出生物酶在稠油井中的应用前景，以及孔金、李海波等于2005年在油田化学期刊上发表了SUN 生物酶解堵剂及其在胜利海上油田的应用的学术报告，为生物酶在解堵方面的应用前景又提供了有力的证据。另外，我国不少油田在生物酶提高原油采收率方面进行了大量的研究并取得了不错的效果。如辽河油田在微生物采油的基础是研制开发利用生物工程高新技术石油裂解强化开采高稠、高凝油，解决原油含蜡问题，取得了突破性进展。实践证明该技术不仅具有微生物采油方法能够改变原油化学性质的特点，而且克服了微生物采油方法受温度、介质性质等多种客观因素的影响，具有广泛的应用前景。胜利油田东辛采

6、油厂永8、辛6、营13等区块拥有几千万吨稠油储量，这些区块大部分属于出砂稠油油藏，油层埋深18002500，原油粘度在300020000之间，采用抽油泵、防砂泵、螺杆泵等冷采方法开采，在开发过程中普遍存在出砂问题，一般采用绕丝筛管砾石充填和金属棉滤砂管进行防砂，但稠油井防砂处理后产量降低是一个一直未解决的问题。根据胜利油田防砂中心的研究结果，损失可达70%以上，造成许多油井供液不足而停产。为此，胜利油田引进生物酶解堵技术用于稠油出砂井解堵，取得了显著效果。永8-52井2001年7月用生物酶解堵剂0.8，施工后，初期日产液24.6，日产油23.5，含水4%，动液面716。截止到2001年10月1

7、5日，日产液22，日产油21.1，含水2%，动液面775，已累计增油1636。解堵效果非常明显，说明该解堵剂对稠油堵塞井有良好的解堵效果，同时产出液含水大大降低。营8-44施工后该井于2003年8月12日应用生物酶解堵技术施工，施工前因供液不足停产，施工后，初期日产量3.4，日产油量3，一直正常生产，达到了解堵要求。永8-X4井解堵后油井资料为：6油嘴生产，油压1.6，套压0，井温43，电流30，电压979，日产液48.0，日产油30.7，含水36%，油井生产稳定。油井日产液上升11.4，日产油上升12.8，含水下降15个百分点。到2003年8月，该井6油嘴生产，油压1.7，套压0.9，回压0

8、.8，井温47，电流33，电压989，日产液71.2，日产油25.5，含水64.2%，油井生产稳定。通过分析生物酶技术解堵前后的日产液量、日产油量和含水，可以发现阿波罗解堵剂能有效的解除近井地带胶质、沥青质引起的有机堵塞，使日产液量和日产油量明显提高，并且生产稳定。同时还能大幅的降低产出液的含水率。目前已成为胜利油田稠油出砂井处理的有效措施。1.2 主要研究内容及成果（1）岩石润湿性变化大小与岩性、生物酶作用时间之间的关系（2）生物酶作用对水驱油毛管力的大小的影响（3）生物酶的基本性能评价 洗蜡能力； 洗油能力； 界面张力的影响； 生物酶吞吐反吐液样品分析。（4）生物酶采收率影响因素评价 不同

9、浓度SUN溶液对采收率的影响； 生物酶对不同渗透率岩心采收率的影响； 不同渗透率对非均质人造岩心采收率的影响； 不同PV数SUN溶液对采收率的影响。（5）室内岩心驱油压力测试的评价（6）生物酶促进渗析采油驱油效果的评价（7）不同温度对生物酶驱油效果的影响（8）SUN溶液室内解堵的评价（9）相对渗透率曲线的测定通过对生物酶在石油方面的不断深入研究，使我们更深入的了解了生物酶在解堵中所发挥的关键作用，本课题通过对生物酶各种性能的测试，得出结论把它应用到低渗透、特低渗透油田中，可作为解堵剂、驱油剂，来提高洗油效率，进而提高原油采收率。1.3 生物酶驱油的目的及意义随着世界原油储量日益减少，而人类对原

10、油的需求却日益增加。为了解决这一问题，除了研究开发新能源，就是在原来开采原油技术的基础上，进一步提高原油的采收率。本文就是在这一背景下，研究生物酶作为解堵剂、驱油剂来提高原油采收率。在应用生物酶作为解堵剂的应用过程中，发现其具有极强的洗油效率，并且耐温、耐盐，在产出液中有利于原油脱水。所有上述的这些性质正好克服了目前驱油剂在高温、高盐油田应用所遇到的难题。国内外从未有关于生物酶作为驱油剂的报导，所以，本课题准备研究生物酶作为驱油剂应用的可行性。如果生物酶可以作为驱油剂使用，必将为朝阳沟油田的三次采油创造有利条件。由于它特有的性质，可以解决其它驱油剂带来的注入设备投资大、堵塞地层、原油脱水困难、

11、催化剂中毒等难题。这将为我国的石油开发带来极大的经济效益。第2章 生物酶的组成及性质2.1 酶的概念及催化剂作用特点2.1.1 酶的概念酶是由生物体产生的具有生物催化功能的生物大分子。按照其化学组成，可以分为由蛋白质组成的蛋白类酶（P酶）和由核糖核酸（RNA）组成的核酸类酶（R酶）两大类。酶可以在细胞内产生并在细胞内引起作用，称为胞内酶；也可以分泌到细胞外或转移到其它组织器官中发挥作用，称为胞外酶。各种动物、植物、微生物细胞在适宜的条件下都可以合成各种各样的酶。因此，采用适当的细胞，在人工控制条件的生物反应器中生产各种所需要的酶。2.1.2 催化作用特点酶催化的本质是降低反应的活化能。酶在催化

12、过程中，酶（E）首先与底物（S）形成中间产物ES（酶的活性中心与底物形成多个次级键），使反应的活化能降低，然后中间产物再生成反应产物（P），释放出酶，并开始又一次循环。酶是生物催化剂，与非酶催化剂相比，酶催化作用具有专一性强、催化效率高、作用条件温和的特点。 （1）酶催化作用的专一性强酶催化作用的专一性是酶最重要的特征之一，是酶与非酶催化剂的最主要区别，也是在各个领域广泛应用的基础。酶的专一性是指在一定的条件下，一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型反应的特性。按照专一性的严格程度不同，酶的专一性可分为绝对专一性和相对专一性。（2）酶催化作用效率高酶催化作用另一个显著特点是酶催化作

13、用的高效性。由于酶催化反应可以使反应所需要的活化能显著降低，酶催化的转换数（每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数）一般为103左右，酶催化反应速度比非酶催化反应的速度高1071013倍。（3）酶催化作用温和酶催化作用与非酶催化作用的另一个显著区别是酶催化作用条件温和。酶的催化作用一般都在常温、常压、PH值近乎中性的条件下进行。在高温、高压或强酸、强碱等极端条件下，大多数酶会失活而失去催化功能。 2.2 生物酶特点、结构、性能、生产及生化机理酶是生物催化剂，与非酶催化剂相比，具有专一性强、催化效率高、作用条件温和的特点。生物酶是以蛋白质为基质，具有油砂分离的较稳定的非活性酶制剂，并且安全、无毒、

14、无污染、不燃、不爆，有利于环境保护。生物酶适用于不同的油质，以及减产、低产油井。除用于解堵、驱油外，也可以用于清除油污、维护油田、工厂、码头等清洁。2.2.1 生物酶的构成生物酶是采用基因工程，细胞工程等现代技术，提取的一种以蛋白质为基质的生物催化剂。用于石油开采的生物酶是由多种酶筛选组成的复合酶体系，其组成主要为复合生物酶、生物活化物、生物提取物、水性分散剂、稳定剂等组成。2.2.2 生物酶的主要生产过程微生物激活提取吸附解吸洗脱透析层析过滤沉淀纯化精制而成。2.2.3 生物酶的结构生物酶的主要化学成分是蛋白质，相对分子质量从1万到数千万。蛋白质是由肽链构成的，除了在侧链带有不同的取代基外，

15、主链都是由酰胺键组成的肽链构成的（图2-1）。在肽链中，最具特色的是肽键，是指肽链中C-N键和相邻的C=O键形成的共轭键。X射线衍射测定表明：在肽链中，与肽链相连的六个原子在同一平面上。球状蛋白质的生物酶，分子链折叠成近乎球型，分子在进行折叠时，分子中的憎水部分向里聚集在一起。分子链表面具有-NH3+、-COOH-、-OH、-SH、-CONH亲水集团，与水形成氢键易溶于水。生物酶作为生物活性蛋白，具有独特的性能，能够快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。图2-1 球型蛋白质示意图2.2.4 生物酶外观指标（1）外观颜色：棕（茶）色半透明浓缩液体，有发酵气味；

16、（2）主要成分：酶、稳定剂和水；（3）PH：7.0 （有时略偏酸性）；（4）密度：1；（5）溶解性：完全溶于水。可与任何矿化度的污水配伍，不溶于油；（6）沸点: 100。2.2.5 生物酶生化机理生物酶制剂作为一种水溶性产品，具有非常高的释放储层岩石颗粒表面碳氢化合物的能力。它可以改变储集层岩石的润湿状态，使储集层岩石从亲油性改变为亲水性，可以降低润湿角，降低界面张力，从而减少了原油在储层孔隙中的流动阻力，使原油从岩石颗粒表面释放，从微孔隙中析出，达到解堵、驱油、提高采收率的效果。生物酶洗油过程是一个生物反应过程，与化学、细菌的作用完全不同，它的生化反应过程是一个循环的过程。在洗油过程中不改变

17、原油的特性，不生成新的衍生物，洗油过程完成后，生物酶还原为原始状态。具体过程概括为：一是生物酶制剂与原油和固体颗粒等形成的结合体吸附在一起形成酶油复合体；二是酶油复合体分解为酶油中间体，析出固体颗粒；三是酶油中间体分解，形成原油与酶制剂各自独立成分，恢复生物酶制剂原状。（1）生物酶在低渗透、特低渗透油田有更独特的增油机理是消除了原油边界层的影响。所谓边界层，就是直接紧贴着固体表面的液体层，其物理化学性质与体相液体有显著的不同。石油中的极性物质胶质和沥青质首先选择吸附在岩石颗粒表面上而形成边界层，其厚度与原油的物理化学性质、孔隙孔道半径大小及驱动压力梯度等因素有关，边界层中的原油与体相原油在成分

18、方面有差别，在边界层中原油形成某种结构，必须在非常大的驱动压力下才能流动。所以，边界层中原油具有较高的粘度和极限剪切应力。同时可以看到，油层的平均孔道半径越小，难以开采的原油占比例就越大，原油采收率越低。消除了原油边界层的影响可以从室内岩心降压实验及油井吞吐前后的采出原油成分得到证实。室内对11块岩心驱油实验，压力梯度下降44.1%，驱油实验的设计是定量条件下测压力及含水变化，根据采出油量计算采收率。由于生物酶不改变原油的粘度，实验过程中的压力下降可以理解为渗透率的提高，即消除原油边界层的影响。生物酶吞吐实验前后，油井产出液中蜡质及胶质含量增加，表明油井井底附近存在原油边界层，通过生物酶的作用

19、将蜡质及胶质成分排除。与原油中的极性物质蜡质、胶质（分子量5001500）相比，分子量更高。在油层中生物酶首先与吸附的蜡质、胶质成分结合卷曲的分子链打开伸长将吸附的蜡质、胶质成分剥离，随着分子链打开伸长生物酶进一步将吸附的蜡质、胶质成分剥离，同时改变岩石的润湿性。（2）改变了润湿性，使毛管力成为驱油动力尽管低渗透油田的岩石表面性质总体是亲水的（朝阳沟油田为弱亲水），但岩石表面仍有一部分为斑状亲油，生物酶能降低油水间界面张力，提高驱油效率。对于低渗透油田毛管力的作用更是不能忽略的因素。对于采收率有影响的油藏岩石表面性质主要是岩石表面的润湿性。润湿性一般系指液体在分子里作用下在固体表面的展开能力。

20、润湿性是岩石流体之间相互作用的重要特性，是一个重要的储层特性参数。它是各相流体在孔隙介质中的微观分布状态及流动能力的主要影响因素。油藏岩石表面的润湿性不同，采收率大小不同，剩余油存在的形式不同。特别是油田注水时，研究岩石的润湿性，对分析水驱油过程中水洗油能力，选择提高采收率方法以及进行油藏动态模拟试验等方面都具有重要的意义。假如表面有一液滴，则所谓接触角是过气液固三相交点对液滴表面所作的切线与液固表面的夹角。接触角用表示 ，并且规定从密度大的流体一侧算起。通常将储层岩石对水和油的亲和展布能力按接触角的大小分成水润湿、中性润湿和油润湿三种。如图所示，90°时，油藏岩石亲水，为水润湿，越

21、小，亲水性越强；90°时，油藏岩石亲油，为油润湿，越大，亲油性越强；=90°油藏岩石为中性润湿。油藏岩石是由无数毛细管组成的。水驱油时在油水界面产生毛管力，毛管力大小与岩石表面的接触角密切相关，用Laplace方程表示为 （2-1）式中 毛管力，103； 油水界面张力, ；接触角，度；毛细管半径，。在水驱油过程中，如果岩石表面亲水，毛管力方向与水驱油方向一致，毛管力为驱油动力，越小，驱油动力越大；如果岩石中性润湿，毛管力为0，对水驱油没有影响；如果岩石表面亲油，毛管力方向与水驱油方向相反，毛管力为驱油阻力，越大，驱油阻力越大。用光学投影法测定接触角。将水滴滴在放入油中的岩石

22、试片上，用光源照射水滴，让水滴在屏幕上成像，使用数码相机拍摄图像，测定接触角。实验中采用光学投影法测量生物酶不同作用时间下灰岩和石英岩片润湿角的变化情况如下（图2-2图2-9）。 图2-2 灰岩（空白）：° 图2-3 石英（空白）：° 图2-4 灰岩（5 minutes）：° 图2-5 石英（5 minutes）：° 图2-6 灰岩（5 hours）：° 图2-7 石英（5 hours）：° 图2-8 灰岩（30 hours）：° 图2-9 石英（30 hours）：°润湿性变化灰岩和石英试片经过生物酶溶液作用后，

23、试片上水滴高度变小，长度增大。表明试片亲水性增强，亲油性减弱。并且作用时间越长，水滴高度越小，长度越长。灰岩与石英试片分别和生物酶溶液作用不同时间的润湿角变化见表2-1。表2-1 生物酶对岩石润湿性改变实验结果试片类型时间（分钟）053001800降低率石英试片（°）92.576.342.130100%灰岩试片（°）132.89131.36122.53113.3414.71%表2-1中润湿角降低率表示生物酶溶液作用1800分钟后的润湿角变化占作用前润湿角的百分比。生物酶可以在很短的时间里改变石英试片表面的润湿性，其润湿性由弱亲油变为强亲水，从而使岩石的油相渗透率增加，水相渗

24、透率减少，降低产出液的含水率。而对于灰岩试片的润湿角变化则比较慢。油藏润湿性对原油采收率的影响，是由岩石对油和水的润湿性不同所引起的。有的油层岩石为亲水（或偏亲水），有的为亲油（或偏亲油），有的部分亲水，部分亲油，对于亲水油层，在水驱过程中，由于水能很好的润湿孔壁，水驱油的阻力小，水易驱净亲水油层内的油，驱油率较高（图2-10）。润湿接触角增加使得颗粒表面有可能由亲水变成亲油，油毛管力公式可知减小直至成为阻力。根据实际油田统计资料，亲油油层采收率目前最高的也只有45%左右，而亲水油层的采收率可达80%。亲油油层，由于油能优先润湿岩石的颗粒表面，油与固体颗粒间存在着较强的附着力。当注入水（或聚合

25、物），进入亲油孔道时，由于油与岩石表面的附着力，使得水很难与岩石表面接触和在岩石表面流动，并且毛管力为驱油阻力。另一方面，水的粘度比油更小，水会沿着孔道中心窜流而留下油膜，成为残余油。60°58°35°2545°30020010残余油饱和度%888862410注入孔隙体积倍数图2-10 岩石润湿性和残余油饱和度的关系表2-2 不同润湿性对驱油效果的影响润湿性不同注入倍数时采收率（% ）无水期0.501.502.50亲油8.7014.5021.0026.00亲水14.0029.2042.0051.20表2-2显示出岩石表面润湿性不同对水驱油效果的影响，此表

26、为胜利油田某产层试验所得。试验中当采用硅油处理岩石时，会使岩石表面由亲水转变为亲油。由上述试验可以看出，尽管层内非均质相同，但由于岩石表面的润湿性的变化，使注入孔隙体积倍数都为2.5时，其采收率的差值可达25.2%，这说明，不利的表面润湿性会加重地层非均质性所造成的不利影响。毛管力变化生物酶溶液作用后，岩石的润湿性发生变化，润湿角变小，相应的岩石孔隙中的毛管力也发生变化，使水驱油的毛管阻力变小。假设岩石的毛管半径为1，生物酶作用前油水界面张力为18.98，石英试片润湿角92.57°，灰岩试片润湿角132.89°，生物酶作用后油水界面张力为0.1，石英试片润湿角为0°

27、;，灰岩试片润湿角为113.34°计算生物酶溶液作用前后毛管力变化如下所示。对石英试片 作用前 作用后 生物酶作用后，毛管力由原来的水驱油阻力变为水驱油的动力，这是一个质的变化。对于灰岩试片 作用前 作用后 生物酶作用后，毛管力发生了明显的变化，水驱油的阻力显著降低。计算结果如表2-3所示。表2-3 生物酶作用前后毛管力变化结果开 始30小时后（°）（）×104（°）（）×104133.64-2.58113.34-0.794.35-0.1700.2其中“-”表示毛管力为水驱油阻力。生物酶溶液作用后，对于水湿油藏可以增加水驱油毛管动力，对于油湿油

28、藏可以减少水驱油毛管阻力，大大增加了毛细管中剩余油的启动、聚集和运移速度，可以更快地驱出毛细管中剩余油。2.3 表面活性剂与生物酶复配实验表面活性剂ORS、碱、酶复配实验表明，表面活性剂ORS、碱、酶复配溶液和原油的界面张力在0.1830.258，与生物酶溶液和原油之间的界面张力相比，均处在10-1数量级；与表面活性剂ORS、碱复配溶液和原油的界面张力为0.0110.031相比，表面活性剂ORS、碱、酶复配溶液和原油的界面张力比表面活性剂ORS、碱复配体系和原油之间的界面张力增大1个数量级（表2-42-5）。表2-4 表面活性剂、碱复配体系与原油的界面张力时间（）456590120表面活性剂、

29、碱复配体系比：ORS（0.3%）+NaOH(1%)原油：朝阳沟油田界面张力0.0110.0310.0350.031表2-5 表面活性剂、碱、酶组成的复配液和朝阳沟油田原油的界面张力表面活性剂、碱、酶复配体系配比不同时间下的界面张力（）3045 50 6570 90 120 SORS(0.3%)+NaOH(1%)+HAI(2%)0.2150.2230.217SORS(0.3%)+NaOH(1%)+M(2%)0.2440.2250.258SORS(0.3%)+NaOH(1%)+sun1#(2%)0.1830.1890.201 第3章 生物酶基本性能3.1 生物酶基本性能实验3.1.1 溶蜡能力将蜡

30、样称重，浸泡在阿波罗解堵剂溶液中，测量解堵剂对蜡样的溶解能力，发现阿波罗解堵剂对蜡基本不溶解。3.1.2 洗油能力首先采用相同浓度不同类型的生物酶溶液进行洗油能力测试实验，从图3-1中可以看出，左1瓶为水，左2瓶为浓度8% 的D(2)溶液，左3瓶为浓度8% 的SUN溶液，左4瓶为浓度8% 的HAI溶液，左5瓶为浓度8% 的D(1)溶液，从洗油能力看，SUNHAI和D(1)溶液洗油效果基本相同,洗油能力都很强.然后选定一种生物酶,降低浓度进行洗油能力测试实验,图3-2给出不同浓度SUN溶液洗油效果,从图中可以看出低浓度也具有较强的洗油能力。3.1.3 生物酶样品界面张力实验结果本次研究在重点评价

31、之前,分别测定了浓度为8%的APOLLO-D(1)APOLLO-D(2)APOLLO-HAI和SUN溶液与朝阳沟油田的界面张力,发现APOLLO-HAI和SUN溶液的界面张力较低,所以重点评价了APOLLO-HAI和SUN溶液。在实验室利用界面张力仪测定了APOLLO-HAI和SUN溶液与朝阳沟油田的界面张力,同时还测定了同一种酶不同浓度的溶液与朝阳沟油田原油的界面张力,并且给出了界面张力与时间的关系,测定了水的矿化度对酶溶液与朝阳沟油田原油的界面张力的影。从测试结果可以看出,酶的浓度在0.5%附近界面张力最低,时间与水的矿化度对界面张力影响不大(图3-1图3-6)。SUN系列的界面张力更低一

32、些。从表3-5可以看出, 朝阳沟油田不同油层的原油对界面张力的影响不大。表3-1 APOLLO-HAI溶液界面张力随浓度的变化关系浓度(%)0.81.02.05.08.010.0界面张力()6.72×10-14.88×10-12.01×10-12.21×10-12.48×10-12.52×10-14.76×10-17.15×10-19.50×10-1 图3-1 APOLLO-HAI溶液界面张力随浓度的变化曲线表3-2 APOLLO-HAI界面张力随时间的变化关系(2%)时间()20406

33、080100120界面张力()2.34×10-12.50×10-12.28×10-12.63×10-12.52×10-12.40×10-1图3-2 APOLLO-HAI界面张力随时间的变化曲线(2%)表 3-3 APOLLOHAI （浓度0.5%）溶液矿化度随界面张力的变化关系矿化度（）200800200050008000界面张力（）2.52×10-12.58×10-12.55×10-12.47×10-12.39×10-1 图3-3 APOLLOHAI （浓度0.5%）溶液矿化度随界面

34、张力的变化曲线表3-4 SUN溶液界面张力随浓度的变化关系浓度（%）0.81.02.05.08.010.0界面张力（）4.15×10-12.84×10-11.65×10-12.49×10-12.68×10-13.13×10-13.27×10-13.34×10-13.76×10-1图3-4 SUN溶液界面张力随浓度的变化曲线表3-5 0.5% SUN溶液与不同油层原油界面张力朝阳沟油田原油扶余杨大城子肇源界面张力（）1.65×10-12.34×10-11.97×

35、;10-1表3-6 SUN溶液界面张力随时间的变化关系（浓度0.5%）时间（）20406080100120140界面张力（）1.62×10-11.68×10-11.63×10-11.65×10-11.61×10-11.22×10-11.69×10-1图3-5 SUN溶液界面张力随时间的变化曲线（浓度0.5%）表3-7 SUN溶液矿化度随界面张力的变化关系（浓度0.5%）矿化度（）200800200050008000界面张力（）1.65×10-11.68×10-11.65×10-11.67

36、5;10-11.69×10-1 图3-6 SUN溶液矿化度随界面张力的变化曲线（浓度0.5%）3.2 生物酶吞吐反吐液样品分析图3-7至图3-10分别给出利用生物酶对朝阳沟油田F138-74和F136-88两口井进行吞吐，吞吐液随时间的变化情况。吞吐液起初以乳状液的形式存在 ，随着时间的增长，乳状液逐渐破乳，大约4小时左右油水完全分离，且产出液也比较容易分离。用朝阳沟油田原油与石英砂充分混合搅拌，放入F138-74井吞吐反吐液中观察，吞吐反吐液慢慢将原油从石英砂表面分离下来，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，说明吞吐反吐液也有较好的洗油能力（图3-11）。 图3

37、-7 原始状态的反吐液 图3-8 1小时后的反吐液 图3-9 2小时后的反吐液 图3-10 4小时后的反吐液 图3-11 吞吐反吐液洗油状况第4章 生物酶室内驱油评价效果在应用生物酶作为解堵剂的应用过程中，发现其具有极强的洗油效率，并且耐温、耐盐，在产出液中与油不混溶，有利于原油脱水。所有上述的这些性质正好克服了目前驱油剂在高温、高盐油田应用所遇到的难题。国内外从末有关于生物酶作为驱油剂的报导，所以，我们准备研究生物酶作为驱油剂应用的可行性。如果生物酶可以作为驱油剂使用，必将为东辛采油厂的三次采油创造了有利条件。如果推广到其它油田，由于它特有性质，可以解决其它驱油剂带来的注水设备投资大、堵塞地

38、层、原油脱水困难、催化剂中毒等难题。这将为我国的石油开发带来极大的经济效益。目前正在推广的SUN系列生物酶技术产品,是一种高科技生物制剂,以基因工程和酶工程等现代生化技术为基础,产品由酶主导的多种天然提取物质组成,技术完全针对油田开发中出现的产层堵塞、产能降低问题而设计开发。其解堵技术思想具有前瞻性,为全球首家独创技术,能提供油田堵塞、油井生产期短难题的各种解决方案。SUN催化解堵功能彻底,能充分激活油井最大产能。SUN产品为环保型绿色产品,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。SUN特别提出独特的生物酶和生物活性因子等活性物质催化剥落、降解、解堵稠油垢质理论,独

39、特“口袋解驱疏通”和 “激活油井最大产能”原理。SUN系列技术的发展还涉及:特殊油井解堵、维护(清防蜡、降粘、防砂)等,低渗透油藏解堵疏通、防砂、三采方向工艺增产等,油田工艺市场发展前景广泛。SUN生物酶(SUN生物活性解堵剂)技术的特点如下：（1）符合油田HSE标准要求,对石油生产环境和人无伤害,无污染；（2）具有良好的活性和催化能力,激活剥离碳氢化合物能力显著；（3）水溶性产品,润湿效果好；（4）阻垢性能好,具有一定预防有机垢质沉积和无机垢质形成的作用；（5）同酸碱复配可以增强解堵的有效性。4.1 生物酶驱油基本实验4.1.1 实验步骤（1）将岩样密封于衬套式岩心夹持器中，将岩样抽空饱和地

40、层水；（2）置放于恒温箱中，饱和朝阳沟油田原油，造束缚水。计量岩样中饱和的油量及计算束缚水饱和度；（3）用注水驱替岩样，直至含水饱和率达到98%，记录驱出的油量；（4）注入0.6PV的酶溶液段塞；（5）再用注水驱替岩样，直至含水饱和率达到98%，记录驱出的油量；（6）计算原油采收率的增加值。 （4-1） （4-2） （4-3）式中注酶前的原油采收率，% ； 注酶后的总原油采收率，% ； 注酶增加的原油采收率，% ； 注酶前驱出的油量， ； 注酶后驱出的总油量，； 岩样中饱和的总油量，。实验流程图如图4-1所示。 图4-1 驱油实验流程图4.1.2 实验结果（1）溶液浓度对采收率的影响表4-1和

41、图4-2给出了不同浓度SUN溶液室内岩心驱油实验结果，从表4-1和图4-2可以看出，在岩心渗透率相近，注入SUN溶液PV数相同的情况下，随着注入浓度的增加，采收率提高值增加。表4-1 不同浓度SUN溶液室内岩心驱油实验结果（0.6PV）岩心编号气测渗透率（）酶浓度（%）水驱采收率（%）酶采收率提高值（%）总采收率（%）人造 D1049.20.05人造 D10.845.6人造 D11.247.4人造 D149.20.545.92.847.9人造 D251.3144.44.649.0人造 D350.7246.55.552.0人造

42、 D449.7546.06.452.4人造 D553.7846.86.853.6 图4-2 不同浓度SUN溶液室内岩心驱油实验结果（2）生物酶对不同渗透率岩心采收率的提高值影响表4-2和图4-3给出了不同渗透率人造岩心SUN溶液室内驱油实验结果，从表4-2和图4-3可以看出，在SUN溶液浓度相同，注入SUN溶液PV数相同的情况下，随岩心渗透率的增加，采收率提高值基本不变。表4-3和图4-4给出了不同渗透率天然岩心SUN溶液室内驱油实验结果，从表4-3和图4-4可以看出，在SUN溶液浓度相同，注入SUN溶液PV数相同的情况下，随岩心渗透率的增加，采收率提高值基本不变，说明渗透率对采收率提高影响不

43、大。表4-2 不同渗透率人造岩心室内驱油实验结果（0.6PV）岩心编号气测渗透率（）酶浓度（%）水驱采收率（%）酶采收率提值（%）总采收率（%）人造123.6人造245.8246.45.051.4人造D-350.7246.55.552.0人造470.8245.35.451.7人造598.0245.75.851.5 图4-3 不同渗透率人造岩心室内驱油实验结果表4-3 不同渗透率天然岩心室内驱油实验结果（0.6PV）岩心编号气测渗透率（）酶浓度（%）水驱采收率（%）酶采收率提高值（%）总采收率（%）天然16.3239.96.846.7天然210.9

44、天然333.8238.85.444.2天然445.9239.75.044.7天然573.0图4-4 不同渗透率天然岩心室内驱油实验结果（3）非均质岩心驱油状况表4-4和图4-5给出了不同渗透率人造非均质岩心SUN溶液室内驱油实验结果，岩心为三层组成，渗透率变异系数为0.72。从表4-4和 图4-5 可以看出，在SUN溶液浓度相同，注入SUN溶液PV数相同的情况下，非均质岩心渗透率越低，采收率提高值越高。由于酶可以改变岩石湿润性，增强水的润湿能力，因而有利于非均质岩心低渗透层驱油。表4-4 不同渗透率非均质人造岩心室内驱油实验结果（0.6PV）岩心编号气测渗透率（）酶浓度

45、（%）水驱采收率（%）酶采收率提高值（%）总采收率（%）非均质113.6223.56.429.9非均质225.6225.35.731.0非均质340.6227.65.032.6非均质457.9229.54.834.3非均质578.937.4图4-5 不同渗透率非均质人造岩心室内驱油实验结果（4）注入PV数对采收率的影响表4-5和图4-6给出了注入不同PV数SUN溶液室内驱油实验结果，从表4-5和图4-6 可以看出，在SUN溶液浓度相同，岩心渗透率相近，随注入SUN溶液PV数的增加，采收率提高值增加。表4-5 不同PV数SUN溶液室内岩心驱油实验结果岩心编号气测渗透率 （）酶浓

46、度（%）PV水驱采收率（%）酶采收提高值（%）总采收率（%）人造 D-649.946.4人造 D-752.320.445.23.849.0人造 D-350.720.646.55.552.0人造 D-851.820.845.36.952.2人造 D-954.221.044.47.451.8图4-6 不同PV数SUN溶液室内岩心驱油实验结果（5）室内岩心驱油压力测试表4-6和图4-7、图4-8给出了不同注入酶浓度情况下，压力下降梯度与酶浓度之间的关系。从图4-7、图4-8中可以看出，随着酶浓度的增加，注酶压力梯度下降值和后续水驱的压力梯度下降值都增加。在实验过程中发现，注酶的

47、过程中在注入0.3PV开始注入压力开始下降。表4-6 酶室内岩心驱油压力测试结果岩心编号气测渗透率（）酶浓度（%）水驱压力梯度（）注酶压力梯度（）注酶压力梯度下降百分数（%）后续水驱压力梯度（）后续水驱压力梯度下降百分数（%）人造 D-480.32327.80.29434.3人造 D-251.310.4450.30730.90.26740.0人造 D-350.720.4180.26935.70.23044.8人造 D-449.750.4890.30038.60.24750.7人造 D-553.780.4460.24744.70.20953.0图4-7 注酶压力梯度下降百分

48、数与酶浓度关系图4-8 注酶后续水驱压力梯度下降百分数与酶浓度关系（6）生物酶促进渗析采油驱油效果实验实验步骤将岩样密封于衬套式岩心夹持器中，将岩样抽空饱和地层水；置放于恒温箱中，用朝阳沟油田原油饱和，造束缚水。计量岩样中饱和的油量及计算束缚水饱和度；用注入水驱替岩样，直至含水率达到98%，记录驱出油量；注入0.6PV的酶溶液段塞；再用注入水驱替岩样，直至含水率达到98%，记录出油量；放置不同时间10天、20天和30天；再用注入水驱替岩样，直至含水率达到98%，记录驱出油量；计算原油采收率的增加值。表4-7 和图4-9 分别给出注入生物酶水驱之后放置不同时间驱油效果对比，从表4-7和图4-9可

49、以看出，随着放置时间的增长后续注水的采收率提高值是增加的。表4-7 不同放置时间对驱油效果的影响岩心编号气测渗透率（）md酶浓度（%）放置时间（天）后续采收率提高值（%）%人造D-1150.82100.5人造D-1251.22201.1人造D-1352.52301.6图4-9 不同放置时间对驱油效果的影响（7）不同温度对生物酶驱油效果的影响图4-10给出了不同温度下生物酶溶液驱油效果对比，从图4-10可以看出，随着温度的增加，生物酶溶液驱油的采收率提高值略有增加，但增加幅度不大，因此，可以说温度对生物酶驱油效果影响不大。图4-10 不同温度下生物酶溶液驱油效果对比4.2 SUN溶液在解堵方面的

50、应用4.2.1 SUN生物酶解堵剂简介SUN生物酶解堵剂是由酶主导的多种生物化合物的复合物,主要成分有:蛋白质-复合酶(NOYEES)、生物活性物(BIO-P)、复合生物活性物(BIO-A)、异化菌、天然生物提取物。外观为白色或淡黄色均匀膏状物或粘稠液体,密度1.011.30,PH值7,与水互溶。4.2.2 SUN生物酶解堵剂作用机理（1）利用生物酶及其活性物质的激活催化作用,促进物理和化学作用快速进行,多种活性物质快速将油垢从堵塞处剥离、降解、稀释。（2）剥落和解除堵塞的垢质经降解、降粘、稀释后释放出稀释油,同其它分散油(包括乳化的死油和中断的死油)快速聚并,形成连续的稀释油墙、油流带而通过

51、孔喉。（3）残存的活性物质在地层岩石上形成一定厚度的膜层,可稳定岩层,使岩石表面变为水润湿,阻止垢再次沉积并持续起诱导油流的作用。4.2.3 SUN溶液室内解堵实验评价油层物性及其与地层流体的相互作用时，岩心驱替实验起着十分重要的作用。而对于一种新的解堵剂，其解堵特性也可以通过岩心驱替实验来进行评价。在进行岩心驱替实验以前，首先要进行的工作就是针对地层条件进行造堵模拟。由于造成油井堵塞的有机物可能是原油中分子量较高但含量很少的有机组分日积月累而成，且同时受多种因素综合作用所控制，所以，对岩心驱替实验而言，如何用较少的地面原油样品在较短的时间内模拟地层中长时间积累的堵塞，是解堵评价实验能否进行下去的难点和关键。通常使用三种方法进行油井的堵塞模拟：凝聚法、降温法与分散法。其中凝聚法是让热原油在岩心循环流动，模拟地层条件下胶质、沥青质的沉积过程；降温法是让热原油在岩心中循环流动时，降低实验温度以加速原油中的胶质、沥青质的沉积；分散法是通过增加原油中的胶