一种稠油高温活性水生物酶吞吐采油方法与流程

本发明涉及油田提高采收率，具体为一种稠油高温活性水生物酶吞吐采油方法。

背景技术：

1、稠油资源在全球石油储量中占有很大比例，其高黏度、高凝固点的特性造成常规开采方式采收率偏低。蒸汽吞吐是应用广泛的稠油热采手段，依靠向油井注入高温蒸汽加热油层，实现原油降黏。但受井筒及地层热损失、储层非均质性和蒸汽窜流等因素影响，蒸汽有效加热范围及未动用区域的改善程度受到限制。

2、为进一步提升开采效果，发展出活性水吞吐技术，向注入流体中加入表面活性剂，用以降低油水界面张力、改善驱替流度比。近年来，生物酶凭借高效、环境友好的特点，在稠油开采中显示出应用潜力。生物酶可以催化原油胶质中的特定化学键发生水解或酯交换反应，改善岩石表面润湿性，辅助降低稠油黏度。但稠油油藏往往具有较高地层温度，同时伴随高矿化度地层水，常规生物酶在高温高盐环境下极易发生蛋白变性失活，实际作用效果受到明显制约。现有研究虽对耐高温生物酶、酶固定化开展探索，但在油藏复杂介质条件下，酶体系稳定性以及与表面活性剂复配使用时的作用效果仍有待提升。与此同时，将固定化生物酶引入热力吞吐工艺还面临特殊的工艺矛盾：为实现稠油降黏，需要向油层注入高温流体预热油层，但高温环境又会加剧生物酶热失活；若一味降低注入流体温度，又会损失热力降黏的收益。不同油藏地层水离子组成、矿化度差异较大，会显著改变固定化酶的热失活特征，采用人为预设的统一注入温度窗口，难以适配不同油藏的实际工况，极易导致生物酶在注入或焖井过程中失活，造成化学剂浪费和增产效果不及预期。

3、因此，开发一种兼顾热力降黏效果、同时能够保护生物酶活性，并且可适配不同地层水条件的生物酶稠油吞吐采油方法，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种稠油高温活性水生物酶吞吐采油方法，通过过渡活性水段塞主动降温至生物酶工作液的热失活阈值以下，并注入以氨基化介孔二氧化硅为载体、经京尼平交联羧甲基壳聚糖包覆的固定化复合酶颗粒，实现了高温稠油油藏中生物酶的安全注入与长效作用，显著提高了稠油采收率。

2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种稠油高温活性水生物酶吞吐采油方法，包括以下步骤：

3、s1、向目标油层注入温度为95～125℃的高温活性水段塞，所述高温活性水段塞含有羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷；

4、s2、在所述高温活性水段塞注入完成后，向目标油层注入温度为50～75℃的过渡活性水段塞，所述过渡活性水段塞含有羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷，且所述过渡活性水段塞中羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷的总质量浓度低于所述高温活性水段塞中羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷的总质量浓度；持续注入所述过渡活性水段塞，使井底注入口温度降低至低于生物酶工作液的24h热失活阈值t50,24；

5、s3、在所述井底注入口温度低于所述t50,24时，向目标油层注入温度低于所述t50,24的所述生物酶工作液，随后注入后置顶替液，所述后置顶替液在井底注入口处的温度低于所述t50,24；

6、s4、完成所述后置顶替液的注入后关井焖井，随后开井生产；

7、其中，所述生物酶工作液包含固定化复合酶颗粒，所述固定化复合酶颗粒包括氨基化介孔二氧化硅载体、通过戊二醛共价固定于所述氨基化介孔二氧化硅载体上的脂肪酶和酯酶，以及包覆于所述氨基化介孔二氧化硅载体外表面的京尼平交联羧甲基壳聚糖层；

8、所述t50,24为：采用目标地层水，或者采用根据所述目标地层水实测的离子种类、离子浓度及总矿化度配制的模拟地层水，配制与步骤s3所用生物酶工作液具有相同组成及各组分质量浓度的测试样品，在不同温度下分别保温24h，分别确定所述脂肪酶和酯酶的残余酶活率为50%时对应的温度，并以所述两个温度中的较低值作为所述t50,24。

9、进一步地，所述脂肪酶和酯酶通过戊二醛共价固定于所述氨基化介孔二氧化硅载体的孔道内。

10、进一步地，步骤s3中开始注入所述生物酶工作液时，所述井底注入口温度比所述t50,24低3～5℃；所述生物酶工作液的注入温度为45～65℃。

11、进一步地，所述生物酶工作液还包括复合表面活性剂、蛋白保护剂、耐盐助剂和多元醇；所述复合表面活性剂包括羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷；所述蛋白保护剂包括海藻糖和依克多因；所述耐盐助剂为柠檬酸钠；所述多元醇为丙二醇。

12、进一步地，步骤s1中，所述高温活性水段塞中羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷的总质量浓度为0.20～0.80%；步骤s2中，所述过渡活性水段塞中羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷的总质量浓度为0.05～0.20%，且所述过渡活性水段塞中羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷的总质量浓度低于所述高温活性水段塞中羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷的总质量浓度。

13、进一步地，确定所述t50,24时，分别建立所述脂肪酶和酯酶的残余酶活率随保温温度变化的关系，分别确定所述脂肪酶和酯酶的残余酶活率为50%时对应的温度；当50%残余酶活率对应的温度位于相邻两个测试温度之间时，根据所述相邻两个测试温度及其对应的残余酶活率通过线性插值法确定所述温度。

14、进一步地，所述井底注入口温度通过设置于井下的温度检测装置实测获得；或者，根据井口注入温度、注入排量、井深、井筒结构、目标油层温度及井筒传热参数，通过井筒传热模型计算获得。

15、进一步地，以目标处理区域的有效孔隙体积vp为基准，所述高温活性水段塞的注入体积为0.25vp～0.40vp，所述过渡活性水段塞的注入体积为0.10vp～0.20vp，所述生物酶工作液的注入体积为0.15vp～0.30vp，所述后置顶替液的注入体积为0.05vp～0.15vp。

16、进一步地，所述后置顶替液在井底注入口处的温度为45～60℃；完成所述后置顶替液的注入后焖井48～120h，焖井结束后开井生产，并自开井时起的24～72h内控制井底流压逐步降低，井底流压下降速度不大于2.0mpa/d。

17、进一步地，步骤s1和s2中，所述羟基磺基甜菜碱与所述c8-c10烷基糖苷的质量比均为3:2。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

19、本发明通过设置过渡活性水段塞进行主动降温，并严格以生物酶工作液的24h热失活阈值t50,24作为注酶的温度控制基准,该阈值取脂肪酶和酯酶半失活温度中的较低值，降低双酶在注入过程中的热失活程度，提高酶活保持率，保障生物酶在油藏中的催化效能。高温活性水段塞与过渡活性水段塞中复配的羟基磺基甜菜碱和c8-c10烷基糖苷，具有耐温耐盐特性并能够发挥复配降黏作用，与生物酶工作液共同作用于吞吐采油过程，进一步提高了稠油采收率。本发明的固定化复合酶颗粒以氨基化介孔二氧化硅为载体，通过戊二醛将双酶共价固定于载体孔道内，这种微观孔道限域效应结合共价键的强相互作用，有利于限制高温条件下酶活性的下降，同时在介孔载体外表面包覆了京尼平交联羧甲基壳聚糖层，该交联层有利于降低固定化酶由孔道向外扩散和泄漏的可能性，并有利于提高固定化双酶在高矿化度介质中的稳定性。