生物酶可降解钻井液降解效果评价方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第29卷第3期钻井液与完井液V_ol_29NO．32012年5月DRILLINGFLUID＆COMPLETIoNFLUIDMay2012【理论研究与应用技术】生物酶可降解钻井液降解效果评价方法刘浩，蔡记华，肖长波(中国地质大学(武汉)工程学院，武汉)刘浩等．生物酶可降解钻井液降解效果评价方法【JJ．钻井液与完井液，2012，29(3)：74．77．摘要生物酶可降解钻井液通过在钻进过程中对储层实现有效封堵、钻进完成后又可自动降解的原理，可对油气结层起到有效的保护作用。以实验数据为基础，以与实际生产的接近程度为标准，总结了生物酶可降解钻井液降解

2、效果的6种评价方法，即黏度衰减法、泥饼清除法、渗透率恢复测定法、还原糖测定法、二氧化碳排放测定法、溶解氧测定法。结果表明，渗透率恢复测定法评价效果最有效，还原糖测定法、二氧化碳排量测定法测试过程太过繁琐、不适于现场实施，溶解氧测定法不适于评价生物酶对可降解钻井液的降解效果评价。关键词钻井液；生物酶；渗透率；降解效果；评价方法中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001—5620(2012)03．0074．04生物酶是生物分泌的一种特殊大分子蛋白质，酶可使骨架结构发生断裂，导致聚合物相对分子质分子量分布在1×10～1×10之间。生物酶作为一量降低，并使黏度降低～1

3、。以半乳甘露聚糖特异种催化剂，具有专一性、高效性等特征[1-2]o关于复合酶降解瓜尔胶为例进行说明，见图1。生物酶对可降解钻井液降解效果的评价目前主要有2种方法[3-41：一是黏度衰减法，即在主要组成为高分子生物聚合物的钻井液中加入一定量的生物酶，经过一段时间后测定表观黏度降低率来衡量生物酶的降解效果；另一种是岩心渗透率恢复测定法，即通过测定在生物酶处理前后岩心渗透率的变化来进行评价。在已有研究数据的基础上并结合相关资料，总结了当前评价生物酶可降解钻井液降解效果的6种方法，并以与实际生产中的接近程度为标准，对各方法进行了对比和评价。1生物酶可降解钻井液的降解原理生物酶可降解钻

4、井液主要由各类可生物降解的图1瓜二胶糖键特异酶对瓜尔胶的降解机理处理剂及生物酶组成，包括生物聚合物、淀粉、纤维素、野生植物胶、多糖类聚合物等，其在钻井液瓜尔胶属于半乳甘露聚糖类，其分子结构的主中的作用主要包括降滤失、增黏、稳定井壁等。这链是以．1，4糖苷键相连的甘露聚糖，支链是以-1，类处理剂在钻井液中可形成空间网架结构，而生物6糖苷键连接的半乳聚糖。半乳聚糖沿甘露聚糖主基金项目：国家自然科学基金项目(40802031、41072111o第一作者简介：刘浩，在读硕士研究生，现在主要从事煤层气钻井方面的研究工作。地址：湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号中国地质大学1200912班

5、；邮政编码430074；电话13277075789；E—mail：493671873@qq．corn。学兔兔www.xuetutu.com第29卷第3期刘浩等：生物酶可降解钻井液降解效果评价方法75链随机分布，2者之比约为l：2。倒入350mL清水，常压下测试其在90S的滤失量；半乳甘露聚糖特异复合酶可水解半乳甘露聚测试到连续3次滤失量不再明显增大为止。糖，由2种O键水解酶组合而成。第1种O键水浸泡前泥饼表面有一层水膜，该层水膜的形成解酶是oc一半乳糖甙酶(蜜二糖酶)，专门作用于半主要是瓜尔胶分子形成空间网状结构的同时，还吸乳糖取代基，可用来水解末端的非还原性一D半乳附大量水

6、分子。如图3所示，t----0时泥饼滤失量为糖甙键。第2种0键水解酶作用于甘露糖主链，这1mL，表明该泥饼附着在井壁时，可阻止钻井液对种水解酶被称作一1，4一甘露聚糖环内水解酶，可地层的渗透。10h时，破胶率已达到85％，但此时随机水解一1，4一D甘露糖甙键。降解生成的半乳滤失量仅为最大滤失量的41％，说明并不能依据前糖和甘露糖均属单糖，与葡萄糖互为同类异构体。期的黏度衰减来判断渗透率的恢复效果。随着浸泡时问的增长，静滤失量达极大值并趋于稳定(约252可降解钻井液的评价方法mL)，表明生物酶对泥饼降解基本完成，图3(b)可看出泥饼基本“消失”。该过程也表明，附着在2．1黏度衰

7、减法井壁上的泥饼在降解完成后，可恢复产层渗透率。黏度衰减法主要是根据可降解钻井液中的高分子量聚合物在生物酶作用下，其分子结构随着时间的增长逐渐发生分解，由大变小，直至完全破碎，同时在降解过程中钻井液的黏度会逐渐变小。因此，可以通过可降解钻井液在生物酶的作用下其黏度的变化情况来评价可降解钻井液的降解情况。一将1g／1000mL的JBR生物酶加入到400mL、a酸液浸泡前(0h)b酸液浸泡后(80h)1％的羟丙基瓜尔胶溶液中进行降解测试，结果见图3IBR生物酶浸泡前后的泥饼图图2。由图2可知，瓜尔胶溶液在J