生物酶特性及在石油行业的应用

1、陆，生物酶的特性及应用，中国石油冀东油田公司，2010年11月，1。前言2。生物酶的特性3。生物酶的种类。生物酶在石油中的应用。中国石油冀东油田公司此前曾表示，生物酶是一种无毒、环保的生物催化剂，其化学本质是蛋白质。酶的生产和应用在国内外已有80多年的历史。20世纪80年代，生物工程作为一种高新技术在中国迅速发展。酶处理技术已被公认为符合环保要求的绿色生产技术。它不仅提高了纺织品的性能，而且无毒、低耗、废水可生物降解、无污染，有助于保护生态环境。生物酶是具有催化功能的蛋白质。酶分子由氨基酸长链组成；该链的一部分是螺旋的，另一部分是折叠的片状结构，这两部分由未折叠的氨基酸链连接，这使得整个酶分子

2、成为特定的三维结构。生物酶是由生物体产生的，具有特殊的催化功能。它们的特点是：高效：以酶为催化剂，酶的催化效率是普通无机催化剂的103-106倍。生物酶的特性，中国石油冀东油田公司，生物酶的特性和特异性：一种酶只能催化一类物质的化学反应，也就是说，一种酶是一种只能促进特定化合物、特定化学键和特定化学变化的催化剂。低反应条件：酶催化反应可以在温和的常温常压下进行，不像一般的催化剂，需要苛刻的条件，如高温、高压、强酸和强碱。挥发性和失活：酶蛋白的二级和三级结构在紫外线、热、射线、表面活性剂、金属盐、强酸、强碱和其他化学试剂如氧化剂和还原剂的影响下发生变化。因此，在大规模生产中，如果条件允许，酶可以

3、循环使用。它可以降低生化反应的活化能：作为催化剂，酶可以提高化学反应的速率，主要是因为它降低了反应的活化能，使反应更容易。此外，这种酶在反应前后理论上是不消耗的，所以它也可以循环利用。中国石油冀东油田公司从固体颗粒表面的附着物上剥离碳氢化合物，这些固体颗粒是可生物降解的。酸碱度为7。催化反应范围广，速度快，完全溶于水，并降解碳氢化合物。生物酶是生物体产生的具有催化作用的蛋白质。它是一种生物工程复合产品，通过提取和培养不同用途的微生物，并有针对性地添加酶制剂、营养素和矿物质而制成。生物酶的特性、生物酶的特性、生物酶的类型、脂肪酶脂肪酶可将脂肪水解成甘油和脂肪酸，脂肪酸可进一步进行B-氧化，一次除

4、去一种C2物质，生成乙酰辅酶a(N-环己基辛胺)，进入TCA(三羧酸)环进行完全氧化或乙醛酸环进行糖的合成。在中国石油冀东油田公司，微生物分泌的生物酶和蛋白酶种类因菌株而异。例如，枯草芽孢杆菌分泌明胶酶和酪蛋白酶，它们能水解明胶和酪蛋白；fradiae链霉菌分泌角蛋白酶，可水解动物毛发、角和蹄的角蛋白。蛋白酶将蛋白质分解成肽，然后被肽酶水解成氨基酸。中国石油冀东油田公司生物酶的种类纤维素酶纤维素酶是一种多组分酶系统，大部分由木霉属真菌产生。纤维素酶中的纤维二糖水解酶，也称为外纤维素酶，由CHB和CHB组成，而内切葡聚糖酶，也称为内纤维素酶，由至少五种纤维素酶(EG、EG、EG、EG和EG)组成

5、。此外，还有13-葡萄糖醛酸酶。这些纤维素酶在纤维素水解中具有协同作用。过氧化氢酶过氧化氢酶是一种氧化还原酶，对过氧化氢分解成水和氧气进行催化。主要用于去除漂白过程后残留的过氧化氢，提高后续染色性能和质量，无过度危险。过氧化氢酶也可用于纱线染色机、溢流喷射染色机、绞盘染色机和卷染机的氧漂生物净化处理。淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶的总称。淀粉酶通常催化织物上淀粉浆料的水解。由于淀粉酶的高效性和特异性，酶退浆的退浆率高，退浆速度快，污染少。与酸法和减法相比，产品更柔软，不损伤纤维。淀粉酶的种类很多，根据不同的设备组合和工艺流程而有所不同。淀粉酶，中国石油冀东油田公司，生物酶用途。这种新型钻井液体系利

6、用生物酶的生物降解特性，在钻井过程中将侵入地层并粘附在井壁上的钻井材料转化为二氧化碳和水。钻完井结合，兼顾环保和储层保护，钻井后无需使用压力解堵、酸解堵、油解堵、破胶解堵等技术；储层中预先形成的泥饼在生物酶的作用下自动降解破碎，破碎时间可以根据生物酶对系统的催化降解特性人为控制；泥饼破碎后，生产层孔隙中的堵塞被消除，地下流体通道畅通，解堵过程得到根本改善；它能实现钻井，对地层无污染、无害，完井后地层渗透率恢复，油气井产量大，节约了生产成本。1.生物酶在钻井过程中的应用，中国石油冀东油田公司，在钻井过程中，当钻井时，生物酶可以疏通钻井液，在井筒附近形成一个几乎零渗透率的封堵层，稳定井筒，保护油气

7、层；钻井后，钻井液将在生物酶的催化下被生物降解，粘度将逐渐降低，先前形成的泥饼将自动破碎，生产层孔隙中的堵塞将被消除，从而使地下流体通道畅通，恢复储层渗透率。中国石油冀东油田公司，生物酶随滤液进入储层，生物酶及其代谢产物在岩石表面的油膜下生长繁殖，占据孔隙空间，使原油从岩石表面剥离，驱油；原油降解主要表现在能够将长链饱和烃降解为中、短链烃，缩短饱和烃的平均分子链长度，降低原油粘度，改善原油流动性；在其代谢过程中，会产生大量气体，这些气体会溶解在原油中，从而降低原油的粘度，提高原油的流动性；当这些气体以小气泡的形式存在时，它们可以增加储层压力并降低残余油饱和度。作用原理及其在钻井中的应用。中国石

8、油冀东油田公司根据累计耗氧量的不同将处理剂分为以下三类：生物降解处理剂：累计耗氧量始终大于空白耗氧量；易生物降解处理剂：累积耗氧量最初小于空白样品，但随着培养时间的增加，其累积耗氧量最终大于空白样品；生物降解处理剂：累计耗氧量小于空白耗氧量。处理剂的初步筛选、溶解氧衰减法、最优化方法、在钻井过程中的应用、中国石油冀东油田公司可生物降解钻井液处理剂：天然或天然改性纤维素如高压聚合氯化铝、改性淀粉(A)、糖类抑制剂(B)、天然聚合物涂层剂(C)、天然聚合物抗温降滤失剂(D)、生物聚合物XC；易生物降解钻井液添加剂处理剂的初步优化及其在钻井中的应用。考虑到钻井液的性能要求，中国石油冀东油田公司初步选

9、择了以下四种钻井液处理剂进行再优化。粘度衰减法、自然降解性测定、生物降解性测定、评价方法、增粘剂：高压聚碳酸酯、高压羧甲基纤维素、降滤失剂：低压羧甲基纤维素、甲、丁流型调节剂：XC涂层抑制剂：聚碳酸酯-141、乙、丙、处理剂类型、处理剂优化、在钻井过程中的应用、中国石油冀东油田公司根据处理剂降解性能数据得出的降解率的平均/吨数据如下表所示。在钻井过程中的应用，中国石油冀东油田公司处理剂的自然降解率如下：添加生物酶后降解率比较如下：HV-PAC HV-CMC PAC-141 LV-CMC dacbxc。钻井工艺应用，中国石油冀东油田公司，PRE0: 3泥浆0.2% HV-CMC 0.3% D 0

10、.2% LV-CMC 0.3% A 0.1% HV-PAC 0.1% XC1 % YFP-2，最终配方，配方性能，钻井液体系配方及性能评价，在中国钻井工艺中的应用，从图中可以看出，在加入生物酶的初始阶段，钻井液的降解速率随着生物酶浓度的增加而增加，表明体系的降解速率随着生物酶的增加而加快钻井液体系性能评价试验，体系降解性能，注：Pre1-PRE0 0.1%酶1；Pre2-PRE0 0.2%酶1；Pre 3-PRE0 0.3%酶1，中国石油冀东油田公司钻井液体系性能评价试验，体系降解性能，不同生物酶对体系降解速度的影响，四种生物酶：酶3、酶2、酶4、酶1的降解速度，体系降解程度：酶3、酶4、酶2

11、、酶1，当配置体系降解速度较慢时，考虑选择生物酶4或酶1；如果你想快速降解(在24小时内)，你可以考虑使用酶3和酶2。从表中数据可以看出，生物酶解堵钻井液配方对高、低渗透岩心解堵后的渗透率有很好的恢复效果，恢复率可达80%以上，特别是加入生物酶后，体系渗透率恢复值达到90%以上，说明该配方具有良好的油气层保护性能，生物酶可以优化体系的油气层保护效果。公式Pre0和Pre1分别对高渗透率和低渗透率岩心进行渗透率恢复试验。结果如下：渗透率恢复试验和钻井液体系性能评价试验。中国石油冀东油田公司公式Pre0和Pre1(与渗透率恢复试验公式相同)分别对高渗透率和低渗透率岩心进行了动态污染评价试验。结果表

12、明：动态污染评价试验表明，该系统具有良好的油气层保护效果，尤其是添加酶3后，减少了堵塞。中国石油冀东油田公司的动态污染评价试验、钻井液体系性能评价试验及现场应用表明，该生物酶解堵钻井液体系不仅具有良好的流变性、抑制性和润滑性，而且保证了钻井过程中的井壁稳定，具有良好的泥饼解堵效果，渗透率恢复值高，油气层保护效果好，有利于环境保护，取得了良好的经济效益和社会效益。现场试验、应用区块、吉林油田、渭北油田、桩西油田、冀东油田公司、中石油共38口井，现场试验产油信息反馈、钻井工艺应用、冀东油田公司、中石油、水处理应用，A是缺氧的首字母，意思是厌氧和缺氧。o是oxi的第一个字母，这意味着分子氧提供氧气并

13、且是有氧的。厌氧/好氧是一种厌氧-好氧两级废水处理工艺。这里的输入输出过程只是两个串联的阶段，充分发挥了各自的优势。预处理后的废水冷却塔、厌氧池、沉淀池、好氧池、二沉池、污泥干化池，冀东油田公司、中国石油冀东油田公司经常添加黄原胶以增加粘度长江大学的易绍金教授带领一个研究小组对生物酶低温破胶技术进行了深入研究。经过一年的努力，终于研制出生物酶破胶酶。实验室研究结果表明，当温度低于60时，48小时内黄原胶的粘度可降低80%。在中国石油冀东油田公司，生物酶在采油过程中的应用可以乳化原油，改变岩石表面的润湿性，所有浓度的生物酶溶液都可以完全乳化原油。但是，随着生物酶浓度的增加，原油的乳化效果逐渐增强

14、，随着静置时间的增加，乳化效果下降。因此，在动态乳化过程中，生物酶可以乳化原油，并且随着生物酶浓度的增加，乳化效果增强。生物酶吸附在岩石表面后，改变了岩石表面的润湿性，使岩石表面由原来的亲脂性或弱亲脂性变为亲水性或强亲水性。在中国石油冀东油田公司采油过程中，生物酶驱油解堵的原理是生物酶在固体表面具有很高的释放原油的能力，这是由生物酶本身剥离原油的生物性质决定的。中国石油冀东油田公司在采油工艺中应用生物酶驱(三次采油)。“酶”的作用如下：当生物环境酶与原油污染物接触时，首先，原油和酶是“紧密的”和“定向的”，酶和原油被诱导楔入。由于酶活性中心结构的适应性，当原油与活性中心结合时，酶蛋白发生一定的构象变化，使反应所需的酶中的催化基团和结合