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生物酶在石油炼化技术中的应用摘要：《ICIS化学商务》报道，在石油、天然气和主要石化产品价格大幅震荡形势下，石化企业正提高催化工艺效率和生产率，开发替代常规原料生产石化产品的新型催化剂。
生物酶催化剂代替一般的化学催化剂用于有机合成，已得到了广泛的重视，并取得了重大进展。
生物酶在石油化工中的应用将对石油炼化技术产生重要的影响。
关键词：生物酶石油炼化技术应用生物酶催化剂代替一般的化学催化剂用于有机合成，已得到了广泛的重视，并取得了重大进展。
特别是利用生物酶催化反应的立体选择性，制备征分子和特殊的精细化学品，如糖类化合物、核酸、氨基酸、多肽和抗生素。
随着生物酶的分离和提纯以及固定化技术和生物反应器的开发，生物酶催化剂在石油炼化技术中的应用取得了重大进展。
一、丙烯腈水解生产丙烯酰胺丙烯酰胺的生产工艺是由American Cyanamid公司于1952年开发成功的，称为硫酸水合法。
70年代初期，又研究出高效铜系列催化剂水合法，使丙烯酰胺生产工艺更趋合理。
目前，丙烯酰胺的化工生产法几乎被铜系催化水合法取代，但该法存在催化剂生产工艺复杂，产品需要脱铜离子等缺点。
进入80年代，许多国家进行了利用微生物生产丙烯酰胺的研究。
日本的日东公司首先分离出具有高活性的Rhod~occusS．P．(N-774)，它是在含有有机营养素的介质中培养出来的腈水合酶；同时开发了其固定化技术(固定在聚酰胺胶上)和反应器，于1985年4月建成了4000t／a生产装置。
可以看出丙烯腈的单程转化率，丙烯酰胺的选择性都很高。
此后，日东公司在筛选腈水合酶的生产菌时，分离出Pseudomonas Chlororaphis(B23)菌株，以固定化的形式在0-15℃。
pH=7.0进行丙烯腈的水解，经过7-8h 后。
丙烯腈的单程转化率，99％，丙烯酰胺的累积浓度400g／L，仅有1％的副产物丙烯酸，这是现有的化学合成法无法达到的转化率和收率，于1989年8月将原腈水解酶更换为活性更高的B23菌株。
生物酶可解堵钻井液体系的在油层保护技术中研究与应用摘要：生物酶可解堵钻井液是一种新型钻井液体系，它利用生物酶能将钻井液处理剂降解为二氧化碳和水的生物催化特性，使井壁先前形成的泥饼自动破除而解堵。
破除的时间可以根据生物酶对体系的催化降解特性人为控制，从根本上改进了解堵工艺，实现对地层无污染、室内研究和现场应用表明，该体系能实现对地层无污染、无伤害钻进，完井后地层的渗透性恢复高，油气井产量大。
关键词：生物酶；可解堵；钻井液完井液；油气层保护0 前言生物酶可解堵钻井液是利用现代生物技术的优势，创造性的将生物酶应用于石油开采领域，此种新型的钻井液体系利用生物酶的生物降解特性，将钻进过程中侵入地层和粘附在井壁上的钻井材料转化为二氧化碳和水。
将钻井和完井相结合，并兼顾环境保护和储层保护，在钻井完成后不需要采用压力解堵、酸化解堵、油溶解堵、破胶解堵等技术，储层先前形成的泥饼在生物酶的作用下自动降解破除，且破除的时间可以根据生物酶对体系的催化降解特性人为控制，泥饼破除后产层孔隙中的阻塞物消除，从而使地下流体通道畅通，从根本上改进了解堵工艺，实现对地层无污染、无伤害钻进，完井后地层的渗透性恢复高，油气井产量大，节约生产成本[1]。
1 作用原理生物酶可解堵钻井液体系利用生物酶能够对钻进过程中侵入地层和粘附在井壁上的钻井液材料进行生物降解的特殊性能，在钻开产层前几十米，通过选择加入特殊的复配生物酶制剂和相应的化学试剂，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，该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，粘度逐渐下降，先前形成的泥饼自动破除，产层孔隙中的阻塞物消除，从而使地下流体通道畅通，恢复地层渗透率[2]。
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，相反酶在氧化分解过程的同时可利用释放的能量来完成其自身的新陈代谢，不断进行生长繁殖和自我更新。
生物酶破胶体系的介绍及在延长油田的应用摘要：目前为了提高油田的最终采收率，在开发中采取很多增产措施，其中油层压裂提高油层的孔隙度和渗透率是主要增产措施之一，尤其是低渗透油田，由于岩层的孔隙度和渗透率较低，如不进行压裂就无法投入生产。
随着石油工业的发展，油田工艺与环境友好的要求不断提高，具有明显环保特征和独特效果的生物制剂已经被重视起来。
压裂液化学的发展方向是优质、低损害、低成本和环境友好的新材料和工业体系；需要将基础化学、化学工程、化学工艺、材料学与石油天然气勘探开发工程相结合，室内实验与矿场实践结合。
生物酶技术以其独特的优势进入到油田化学工艺增产领域，以酶主导的油田化学增产助剂正以良好的表现进入到人们的视野。
生物酶压裂破胶已经成为下一步压裂破胶的主流方向。
2009年中下旬，生物酶压裂破胶技术在青化砭采油厂进行了实施，增产效果显著，经济效益比高。
关键词：低渗透生物酶压裂破胶环保增产1 延长油田的概况延长油矿是中国陆上发现和开发最早的油田。
1905年开始土法生产，1907年6月5日至9月6日完钻，至1948年累计产原油6155吨。
1949年产原油820吨，汽油176吨，有力支持了人民解放军进军大西北。
解放后大力勘探开发和建设，1985年原油产量达15万吨。
1998年已拥有10个钻采公司，年产原油175.22万吨。
2005年重组后，年产原油产量迅速增长，2007年跨入千万吨油田行列。
2009年，延长油田产量突破1120万吨，总共已经生产了7000万吨原油。
延长油田属区域最密集，油水井最多的油田，总井数96650，油井78712口，水井超过9000口。
它的单井措施量，新井投产数，区域油田全国第一，另外也是最有代表性的低渗透油田。
延长油田的现状是年产1080x104t，自然递减率15.1%，综合递减率12.9%,采油速度0.7%，采出程度6.2%，累采油8800万吨，单井产量0.49t/d。
注水覆盖率13%，累注水3000万方，年注采比1.48，年注水800万方。
生物酶技术在油田增产领域的应用和发展
1.油藏评价和改造：生物酶技术可以用于油藏评价和改造，通过利用酶的降解和转化作用，可以测定油藏物质性质和地层渗透率，并且可以运用到酶法注入工艺中，减少油井道钻井坍塌的发生。
2.油井阻塞清除：在油井开采中，常常会遇到阻塞的问题，如石蜡、石灰、腐殖质等物质的聚集堵塞。
生物酶技术可以通过应用特定酶类的降解作用，将阻塞物质分解为可溶解的物质，从而解除油井阻塞，提高油井产量。
3.油污处理：在石油开采过程中，会产生大量的含油废水和油泥，这些废水和油泥对环境造成严重污染。
生物酶技术可以应用于油污处理中，利用特定酶类的降解作用，将油污分解为无害的物质或者脱落为沉淀物，从而达到净化水体和土壤的效果。
4.提高采出率：生物酶技术可以应用于地下油藏中，利用特定酶类的作用，改变原油黏度，降低油藏相渗透阻力。
同时还能够降解并分解胶体颗粒，促进原油的流动，提高采出率。
5.营养供给：油藏中养殖合适的细菌和微生物可以利用细菌酶进行分解有机物，产生胞外多糖、有机酸和醇类等次生代谢物。
通过为油藏中的细菌和微生物提供营养物质，可以促进它们的生长和繁殖，增加油藏中的菌类活性，从而提高采油效果。
6.抑制水合物形成：在一些油田中，由于油气中的水分、温度、压力等因素的变化，容易产生水合物，导致油藏阻塞。
生物酶技术可以应用于抑制水合物形成，通过降解和转化作用，将水合物分解为可溶解的物质，避免油藏阻塞，从而提高采油效果。
总的来说，生物酶技术在油田增产领域具有广泛的应用前景。
随着对生物酶的研究和开发的不断深入，生物酶技术在油田增产领域的应用还会不断完善和发展，并且有望成为油田增产的一种重要技术手段。
生物酶技术在的鄯善油田应用
谢佃和;蒋红玲;樊时华
【期刊名称】《新疆石油天然气》
【年(卷),期】2007(003)004
【摘要】鄯善油田为典型的低孔、特低渗透油田,油井乳化、结蜡严重,地层存在堵塞现象,导致产能下降快.部分油井因井况、水驱状况等原因无法使用常规酸化解堵及压裂改造技术,引进AE-2生物酶解堵技术.通过对AE-2生物酶解堵剂的作用机理进行分析,设计不动管柱进行解堵施工工艺.经油田2口井施工,措施有效率100%,累计增油1480吨,具有很好的推广价值.
【总页数】4页(P44-47)
【作者】谢佃和;蒋红玲;樊时华
【作者单位】吐哈油田鄯善采油厂,新疆,鄯善,839009;吐哈油田鄯善采油厂,新疆,鄯善,839009;吐哈油田鄯善采油厂,新疆,鄯善,839009
【正文语种】中文
【中图分类】TE357
【相关文献】
1.生物增白——利用生物酶技术应用于中国传统主食馒头 [J],
2.生物酶技术应用于面包焙烤暨生物酶技术应用于溴酸钾的替代方案 [J],
3.低渗、特低渗油田注水开发见效见水受控因素分析--以鄯善油田、丘陵油田为例[J], 朱玉双;曲志浩;孙卫;阎林;梁晓伟;程行海;贾自力;马广明
4.盛世石油科技——将酶技术应用于油田化学领域的先行者 [J],
5.生物酶,21世纪的一道独特风景——生物酶技术在棉织物印染加工中的应用 [J], 本刊编辑部;许益
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生物酶技术在油气田开发中的应用发布：多吉利来源：减小字体增大字体生物酶技术在油气田开发中的应用1、生物酶概述生物酶是高分子的氨基酸聚合物（分子量30000-200000），所有有机体都存在生物酶，他们主要作为一种加速有利于生命体化学反应的催化剂，通常在比较温和的pH和温度环境下发生作用。
还有一些催化反应是在比较极端的条件下进行的。
不同生物酶具有不同的催化活性，并且是极度专一（一种特定酶只能降解或合成某一特定的化合物）。
生物酶通常在水中的溶解性非常好，并且不会造成严重环境问题，而且往往来代替一些对环境有害的化学处理方法。
作为工业酶有许多不同来源，像细菌、真菌。
这些酶专一催化反应能力使得在许多主要工业中得到了应用，包括酿造、蒸馏、动物饲料、清洗、精细化学、医疗诊断、纺织、农业生产等。
生物酶工业应用已经有许多年了，随着生物基因技术最近20年的发展，生物酶用量以及应用范围逐年稳定地增长。
特别是在最近几年理，出现了大量的、能够被人类利用的生物酶。
基因工程是在基因信息库中，用来分离单个有用生物酶基因编码，并且通过蛋白工程提高生物酶性能。
自然界中生物酶非常高的耐温、耐盐以及对重金属离子、表面活性剂具有抵抗能力特性，通过现代生物酶工程和筛选技术来实现。
因此，耐温、pH和耐盐自然环境条件下筛选出来的生物酶是工业生物酶主要来源。
2、生物酶在油气工业开采中的应用现代生物技术使得生物酶具有适应油气储层条件的能力，相对于传统化学技术提供了另一种选择，那么生物酶技术必须具备传统化学技术所没有的技术优势或成本优势。
这才有可能在油气开发中形成广泛应用的基础。
生物酶被应用降解不需要的化学物质，或者产生希望得到的化学物质。
本文着重阐述目前应用于油气开采中、基于生物酶的相关技术，包括应用原理、适用范围和应用实例。
根据实际生产的需求以及生物酶的作用原理，生物酶在油/气田生产过程中可以被应用在以下几种工程中：2.1钻井液污染清除较长水平段水平井和多分支井面临主要问题之一就是井筒清除，这是因为较长的水平段使得井筒滤饼均匀一致清除变得复杂，非常有效的清除技术或体系变得非常必要。
第3卷第4期2007年12月 新疆石油天然气Xinjiang O il &Gas Vol .3No .4Dec .2007文章编号:1673—2677(2007)04—0044-04收稿日期:2007-08-10作者简介:谢佃和(1971-),1993年7月毕业于石油大学(华东)石油地质专业,油藏工程师,现在吐哈油田鄯善采油厂从事油藏管理工作。
生物酶技术在的鄯善油田应用谢佃和,蒋红玲,樊时华(吐哈油田鄯善采油厂,新疆鄯善839009)摘 要:鄯善油田为典型的低孔、特低渗透油田,油井乳化、结蜡严重,地层存在堵塞现象,导致产能下降快。
部分油井因井况、水驱状况等原因无法使用常规酸化解堵及压裂改造技术,引进AE -2生物酶解堵技术。
通过对AE -2生物酶解堵剂的作用机理进行分析,设计不动管柱进行解堵施工工艺。
经油田2口井施工,措施有效率100%,累计增油1480吨,具有很好的推广价值。
关键词:生物酶;储层伤害;解堵;产能中图分类号:TE357 文献标识码:A 鄯善油田为一注水开发的低孔、特低渗透油田,孔隙度为1215%,渗透率为612x10–3μm 2,测井解释为519x10–3μm 2。
随着油田开发程度的加深,低产、低效井增多,且油田井下状况变差,油水分布更加复杂,常规酸化解堵及压裂改造技术已经不适合这部分井层的改造。
为此,需要寻求增产新工艺来改善油井产状,达到提高产能的目的,在对AE -2生物酶解堵剂的作用机理进行分析的基础上,引进AE -2碱化生物酶解堵技术用于油井解堵,通过试验,满足了低渗透油田油井解堵的需要。
1 油田特征111 储层特征鄯善油田含油层系为中侏罗统地层,属滨浅湖—辫状河沉积体系。
含油层厚400～500m ,岩性以灰色—灰白色中细—中粗砂岩为主,其次为含砾砂岩。
岩石成分岩屑含量高,占30%～60%,平均50%,其次为石英和长石,分别占2918%和2018%,胶结物含量中等,以泥质胶结为主,占15%,其次为碳酸岩胶结,为118%,粘土矿物以高岭石、绿泥石为主,分别占36%和33%,蒙脱石含量低,仅为0174%。
孔隙结构包括原生孔、次生孔和微裂缝三种类型,主要为次生孔隙。
微观孔隙结构为小孔喉为主,小于1μm 的孔喉体积占58%,大于3μm 的孔喉体积只占14%,最低孔喉流动下限1μm 。
储层平面非均质中等,层间非均质性较弱,层内非均质性强。
112 流体性质油藏具有“三高两低”的特点,即高油气比(194m 3/t ),高含蜡(13146%),高凝固点(1712℃),低密度(0166g/c m 3)和低粘度(013876mPa 1S )。
油藏无气顶、无纯气层,只有溶解气。
天然气中C 1含量平均为67181%,C 2—C 5含量为3019%,大于C 6含量1129%,不含H 2S 气体,为典型的富气。
113 生产状况鄯善油田油井液量分级看(见表1),日产液低于5方的井有51口,占全油田开井数的2215%,日产液128方,占全油田总液量的312%,日产油691944第3卷第4期 谢佃和:生物酶技术在的鄯善油田应用吨,产量比例为814%;而日产液量高于20方的井有74口,占全油田开井数的3216%,日产液2620方,占全油田总液量的6615%,日产油438吨,产量比例为5219%。
可以看出:对低产液井进行治理,是油田下步挖潜的方向。
表1 鄯善油田液量分级情况表液量分级(m3/d)<55-20≥20合计井数(口)5110274227日产液(m3/d)128119326203941日产油(t/d)6919320124381082811井数比例(%)22154419321610010液量比例(%)3123013661510010产量比例(%)814381752。
9100102 油田油层损害机理211 油层潜在损害因素鄯善油田油层岩石矿物成熟度较低,分选差,石英加大缩小孔喉。
矿物破碎和溶解严重,溶孔发育,微粒含量高,孔隙和喉道较细,孔喉比增大,微小孔道多,储层非均质性严重,渗流能力较弱。
研究表明鄯善油田油气层潜在损害表现为:1)粘土矿物(高岭石)在注水开发中发生微粒迁移和堵塞孔喉,从而降低储层的渗透能力;2)原油含蜡量较高,在井下形成有机垢,堵塞油层;3)地层水为边、底水形式存在,矿化度较低,为3000—22507mg/l,水型为NaHCO3—CaCL2型,地面密度11008g/c m3,矿化度变化幅度大,当入井流体与地层流体配伍性不好时,形成高粘乳状液或结垢堵塞孔喉而改变储集性能。
212 外因作用下引起的油气层损害鄯善油田油层在外因作用下引起的油层损害主要有以下几个方面:1)当入井流体液柱压力大于油气层孔隙压力时,固相颗粒随流体一同压入油层,从而缩小喉道半径,严重者堵死孔喉造成油层严重伤害;2)当外来流体的化学组份与地层流体的化学组份不相匹配时,在油层中发生沉积、乳化或促进细菌繁殖,引起地层渗透能力下降;3)由于注入水质很不稳定,悬浮物粒径及含量严重超标,溶解氧含量超标数十倍,细菌含量超标,易形成固相颗粒堵塞孔道,缩小孔喉,特别对低渗透油层影响尤其严重;4)由于储层粘土矿物和地层微粒稳定性差,对流体的流速和矿化度很敏感,水敏和盐敏对油层造成伤害;5)其它各种生产液、洗井液等外来入井液体,若与地层矿物或地层水不配伍时,造成油层生产能力下降。
3 AE-2碱化生物酶的解堵机理311 基本原理AE-2碱化生物酶是具有催化功能的蛋白质。
其分子是两极性分子,主要成分是从自然界生物中提取产生的,以酶蛋白为主导的多种生物化合物组成。
象其他蛋白质一样,酶分子由氨基酸长链组成。
其中一部分链成螺旋状,一部分成折叠的薄片结构,而这两部分由不折叠的氨基酸链连接起来,而使整个酶分子成为特定的三维结构。
它具有特殊的催化功能,酶的催化效率是一般无机催化剂的103-106倍。
同时,又具有专一性,它是只能促进特定化合物、特定化学键、特定化学变化的催化剂。
AE-2碱化生物酶完全溶于水不溶于油,进入水中的酶分子,当酶的活性部位遇到油--固体混合物时,诱导酶的构象发生改变,形成催化基团的正确定向(对于催化作用是必要的),使得油分子结合到酶的活性部位上去,表现出其亲油性,将油从固体表面剥落下来。
接着AE-2碱化生物酶附着在固体表面,使其它油分子不能再附着这部分固体。
312 主要性能评价实验31211 界面张力特性把玻璃片挂在精密天平吊环上,然后通过马达带动,玻璃片缓慢进入水中,在此过程中,不断记录天平上的重量。
根据稳定后的重量计算表面张力和润湿角。
把玻璃片浸泡在含AE-2中,浸泡一段时间后,测量界面张力和润湿角。
通过对比浸泡前后表面张力与润湿角,相对于原始强亲水玻璃片的表面张力和接触角,浸泡后表面张力与润湿角有较大的改变,说明AE-2的确能改变界面性质。
31212 洗油能力实验在两个150m l烧杯内分别放入50m l A E-2剂和50m l地层水,各放置一团稠油砂,同时放入40℃水浴中恒温观察1小时。
实验结果为:在AE-2剂中的油砂团中的稠油逐渐脱离砂团上浮至液面,此54新疆石油天然气2007年后油花瞬间分散,似焰花在空中爆炸,石英砂沉入底部,金属丝表面清洁呈亮,而在地层水中的油砂团毫无任何反应。
31213 油藏岩石润湿性的改变选取有代表性的岩芯,切割成薄片后,用金相砂纸从粗到细逐级打磨,直到被测定表面光滑洁净为止。
分别用原油和含AE -2剂的溶液浸泡岩芯切片后,用注射器将等体积的注入水水滴缓慢地滴在岩芯切片表面,放置一段时间,使岩芯切片表面与水滴接触达到平衡,然后放入到盛有煤油的透明小容器中,平衡后用数码相机拍摄切片表面对水滴的润湿情况的像片。
用图象处理软件测定液滴的高度h 和它与岩石接触的湿周周长D ,利用下式计算润湿角θ:tgθ/2=2h /D 通过计算可以得到处理前切片表面的两个水滴的润湿角分别是60℃和53℃,用地层水处理后润湿角为82℃,用含有AE -2剂的溶液处理后润湿角为158℃。
可见,由于AE -2剂反应生成物在岩石表面的吸附作用,确实导致了岩石表面强憎油。
31214 吸附性的测定将含油岩芯在用AE -2剂处理前后均放入透射电镜下观察:从图1、图2中可以看出:处理前岩石的表面矿物比较锐利,矿物的形态能够清楚看见;处理后的岩石中矿物的锐利程度减小,矿物的形态变得模糊起来。
说明处理后,能够大大增加岩石的表面积。
图1 处理前含油岩石表面图(放大1.5万倍)图2 处理后岩石表面图(放大1.5万倍)313 AE -2碱化生物酶特点AE -2碱化生物酶具有以下的特点:1)是天然提取物,是非酸解堵剂;2)不受各种剪切、降解、压力、水矿化度等的影响;3)1良好的活性和催化力,能快速激活剥离碳氢化合物,清洁油垢能力显著,具有改变岩石的润湿性、降解蜡质、降粘等特性;4)PH 值为7,属中性,对油田管道和井下设备基本无腐蚀;5)水溶性产品,润湿效果好,能加快水分子运动,提升油水运动能力,作业时无固相、残渣生成,并可在岩石颗粒表面形成一层有效的分子膜结构,起到预防再次垢沉积、防止水伤害的作用;6)该产品属于环保产品,符合油田HSE 标准,对生产环境无污染,对人畜无伤害;不会产生着火或爆炸,安全可靠。
4 现场应用及效果通过分析AE -2生物酶解堵机理和油田油层损害机理,主要针对油层结蜡造成的有机垢堵塞,于2006年引进AE -2生物酶解堵技术进行试验。
411 选井条件措施井必须具备下列条件:(1)油井含水小于30%的井。
(2)控制面积大,采出程度小于15%的井。
(3)投产初期产量较高,目前地层能量较高,产能较低的井。
412 施工用量AE -2生物酶用量由下式选定:V =απ(R 2-r 2)Φhw 其中:V —用量,m 3;64第3卷第4期 谢佃和:生物酶技术在的鄯善油田应用R —处理半径,m;r —井筒半径,m;Φ—油层有效孔隙度,%;h —油层有效厚度,m;α—修正系数,一般取11005—1101w —AE -2生物酶浓度(%)413 应用效果分析2006年10月,在鄯善油田对S6-25、S6-241两口油井进行AE -2碱化生物酶增油技术试验,精心组织现场施工,施工成功率100%,见效率100%(表2,图3、4)。
与施工前相比,在生产制度不变情况下,两口井日增产量10t/d 。
6-25井在2007年2月进行其它措施前,仍然有318吨/天的增产量,累计增产767吨。
截止2007年4月底,6-241井日增产315吨/天,累计增油720吨。
表2 AE -2碱化生物酶增油效果对比井号施工前施工后增产效果对比日产液m 3/d 日产油t/d 含水%日产液m 3/d 日产油t/d 含水%日产液m 3/d 日产油t/d 含水%6-2418.66.01513.510.094.94.1-66-252.70.95812.06.8309.35.9-28合 计1172525.516.91914.210.014图3 S6-241井生产曲线图5 S6-25井生产曲线414 应用效果分析41411 成本分析每口井施工AE -2碱化生物酶用量1-112吨,单价5万元/吨;作业施工费4万元,合计单井费用11235万元+4万元=10万元41412效益分析截止2007年4月底,S6-25、S6-241两口油井累计增产1480吨,按原油价格4000元/吨计算,产出、投入比为2916。
