摘要：壓裂是目前頁巖油氣藏和致密油氣藏開發(fā)提高油氣井產(chǎn)量的主要途徑，壓裂過程中壓裂液的破膠是壓裂技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對壓裂增產(chǎn)的效果起著極其重要的作用。當(dāng)壓裂完成后，壓裂液必須徹底破膠完成返排，即需要破膠劑快速降低壓裂液的粘度，疏通儲(chǔ)層油氣釋放孔道。目前使用的破膠劑多為化學(xué)破膠劑，一般是氧化劑，如過硫酸銨和過硫酸鉀等，過硫酸根在一定溫度下會(huì)分解產(chǎn)生硫酸根自由基，其迅速導(dǎo)致聚合物主鏈斷裂，使大分子破膠成小分子，從而達(dá)到破膠的目的。化學(xué)破膠劑的種類多樣、活性高，但其在低溫條件下作用效果不理想，當(dāng)溫度低于51.7℃時(shí)，使用過硫酸銨破膠會(huì)有大量植物膠大分子殘留，導(dǎo)致破膠不徹底。對于一些低溫儲(chǔ)層的油井來說，破膠不徹底會(huì)造成儲(chǔ)層嚴(yán)重出砂現(xiàn)象，影響油井正常生產(chǎn)和壓裂效果；另一方面，頁巖油氣藏和致密油氣藏開發(fā)過程中，大量的壓裂液返排到地面，由于地面溫度較低，低溫條件下壓裂返排液的破膠處理難度大，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，亦是目前面臨的難題。而酶破膠劑具有破膠速度快、殘?jiān)偌白饔脺囟确秶^寬等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了化學(xué)破膠劑的缺點(diǎn)。

瓜爾膠和槐豆膠等天然植物膠是油田中常用的稠化劑，在壓裂中起到輸送和鋪展支撐劑的作用，是形成壓裂液高粘度的最主要因素。它們的主要成分是半乳甘露聚糖，其主鏈?zhǔn)峭ㄟ^β-1，4-D-糖苷鍵連接D-甘露糖單元形成，側(cè)鏈?zhǔn)怯搔?1，6-糖苷鍵連接D-半乳糖構(gòu)成。1996年，Carol等研究嗜熱菌Thermotoganeapolitana5068所產(chǎn)的β-甘露聚糖酶和α-半乳糖苷酶，發(fā)現(xiàn)單一的β-甘露聚糖酶能充分降低瓜爾膠溶液的粘度，可用于水力壓裂從而提高油井采收率。β-甘露聚糖酶是一類能夠水解甘露聚糖（包括線性甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖、半乳糖葡甘露聚糖）的內(nèi)切水解酶，它可以催化甘露聚糖主鏈的β-1，4-糖苷鍵的隨機(jī)水解，生成一系列低分子量的甘露寡糖，包括二糖、三糖和四糖等，使瓜爾膠等稠化劑的粘度降低90%以上，在石油開采領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。在壓液中加入β-甘露聚糖酶，可以快速降低壓裂液的粘度而徹底破膠，從而提高油井采收率，減少殘?jiān)浚煌瑫r(shí)，還可以降低壓裂返排液的粘度，減小對環(huán)境的污染。盡管β-甘露聚糖酶有巨大的應(yīng)用潛力，但由于普通酶低溫活性較差，制約著酶破膠劑的工業(yè)應(yīng)用。因此，篩選低溫降解瓜爾膠效果好、活性高的β-甘露聚糖酶產(chǎn)生菌至關(guān)重要。

β-甘露聚糖酶來源廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前有百余種能產(chǎn)此酶的微生物，包括細(xì)菌、真菌和放線菌。然而，目前已報(bào)道的β-甘露聚糖酶大多是應(yīng)用于飼料食品等行業(yè)，或者是耐熱型的β-甘露聚糖酶，在石油開采尤其是低溫破膠方面的研究及應(yīng)用仍然有限，無法滿足工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際需求。本研究旨在利用高通量的篩選方法，分離篩選出產(chǎn)低溫β-甘露聚糖酶，且能高效降解瓜爾膠的菌株，并對其所產(chǎn)酶進(jìn)行酶學(xué)性質(zhì)和破膠性能的研究，以期為生物酶破膠劑在石油開采中低溫破膠方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

產(chǎn)低溫β-甘露聚糖酶的菌株O5提升低溫油藏壓裂液的破膠性能——摘要

產(chǎn)低溫β-甘露聚糖酶的菌株O5提升低溫油藏壓裂液的破膠性能——實(shí)驗(yàn)部分

產(chǎn)低溫β-甘露聚糖酶的菌株O5提升低溫油藏壓裂液的破膠性能——結(jié)果與討論、結(jié)論