新型生物酶解堵剂的制备及其储层钻完井液解堵性能研究

来源：石油科学通报杂志2025年第6期北京时间：

作者：杨俊, 蒋官澄, 王鸽, 冯奇, 董腾飞, 贺垠博, 杨丽丽

单位：1 中国石油大学(北京)石油工程学院， 北京 102249 2 油气钻完井技术国家工程研究中心， 北京 102249 3 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院， 西安 710018 4 中国石油大学(北京)理学院， 北京 102249

摘要：针对钻完井液引起的聚合物堵塞与储层损害问题，本文开发了一种基于纳米载体的改性生物酶解堵剂。通过将α-淀粉酶交联固定在氨基化纳米二氧化硅表面，构建出粒径均匀(约183 nm)、结构稳定的新型固定化酶体系，显著提升了酶的催化活性与环境适应性。系统优化了酶载比、交联剂浓度等关键制备参数，并采用多种手段对比分析了纯酶制剂与固定化酶的分子结构与结合机制。机理研究表明，淀粉酶与氨基化纳米二氧化硅表面的伯胺基团发生脱水缩合反应，生成Schiff碱结构，实现了淀粉酶在纳米颗粒表面的共价固定。在室内模拟实验中，该解堵剂对API泥饼与人工砂盘内部聚合物堵塞展现出快速、高效的清除能力，滤液返排量提高至约120 mL，平均解堵率超过90 %。在95 ℃、3.5 MPa条件下，岩心渗透率恢复率达75.62 %，明显优于传统纯酶体系，体现出更强的高温稳定性与储层保护能力。新型生物酶解堵剂的解堵机制主要通过酶促作用水解聚合物中的α-1, 4或α-1, 6糖苷键，将长链分子切割为短链寡糖或单糖，促使其粘度明显降低，最终实现近井底带的高效解堵和井筒流体返排。此外，新型生物酶解堵剂可以从聚合物降解产物中进行简单离心回收，因此具备多次循环利用的潜力。本研究为生物酶制剂在油田复杂环境中的适应性改性与稳定高效应用提供了新的技术路径和工程思路。

关键词：生物酶,钻完井液,泥饼清除,解堵,储层保护

基金资助：国家自然科学基金重点支持项目“深海深井钻井液漏失机理与防治方法研究”(项目编号U23B2082)