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生物酶能有效降解聚合物,降低钻井液粘度,减小储层流体的渗流阻力,增大了地层渗透率,近年来生物酶解堵技术已在油田上获得多次成功运用,取得了明显的增产效果。本文基于生物酶具有能够降解聚合物的特点,研究适用于煤层气钻采的生物酶可解堵钻井液。
论文第一章首先介绍了国内外生物酶解堵技术的研究和应用现状,包括研究的几个主要方面和应用效果,然后介绍了国内外煤层气井钻井液的研究和应用现状,包括我国复杂的煤层气储层地质条件,接下来提出相关问题,阐述本文主要的研究工作。
第二章简单介绍了与煤层气钻采有关的煤层储层性质,包括:煤的物质组成、煤的双孔隙结构和渗透性、煤岩力学性质、煤层气的成因和解吸特性、我国煤层气井井型、煤层气井钻井液难点与要求。
第三章简单介绍了酶的性质和钻井液常用提粘剂以及实验用到的聚合物和酶,其中酶的性质主要包括酶的催化特性、影响酶促反应的因素、酶的作用机理。
第四章和第五章是室内试验部分,主要通过粘度衰减实验、针入度实验、岩心流动实验、显微观测实验、表面张力和接触角测试实验研究了酶对各种聚合物溶液的降解效果和解堵效果。
第四章是酶对聚合物溶液的降解效果实验:12种酶分别与9种聚合物溶液的粘度衰减实验结果说明纤维素酶和胍尔胶酶的降粘效果十分明显;通过粘度衰减实验研究了影响酶促反应的各因素,包括:底物浓度、酶浓度、pH和温度;针入度实验表明加入生物酶后的人工岩心均较没有加酶的硬化慢,从侧面说明了酶对聚合物的降解作用。
第五章是酶对聚合物溶液的解堵效果实验:采用人造煤心进行岩心流动实验观察岩心渗透率恢复情况,观察到大部分的组合配方渗透率恢复现象明显,其中胍尔胶酶与魔芋组合的解堵效果最好,渗透率恢复率为33%,胍尔胶酶对所有聚合物溶液解堵效果明显;显微镜观测实验结果从侧面说明了酶对溶液的解堵效果;表面张力和接触角测试实验结果说明普通型复合酶一般使聚合物溶液与煤样的接触角变大,使之趋于憎煤性质。
第六章为本文的结论,主要总结了在研究酶对聚合物溶液降解效果和解堵效果时得出的规律。