(3)生物酶破胶实验

应用生物酶处理压裂液实验报告
1.实验目的：
测试生物酶对压裂用冻胶和一种压裂液破胶液的破胶能力。

2.实验试剂：
生物酶
瓜胶原粉、硼砂、过硫酸铵
3.常规压裂液配方：
基液：0.30%瓜胶原粉
交联液：1%硼砂
交联比：20：1
常规破胶剂：过硫酸铵
稀释酶液：取2ml酶加入200ml的纯净水配制成1%浓度的生物酶液
4.实验步骤
4.1配制基液
称取3.00瓜胶备用，量取997ml去离子水，用200－500rpm搅拌器搅拌5分钟，使其成为均匀的胶液。

倒入三角瓶中加盖，在恒温30℃水浴中静置4h，使基液粘度趋于稳定。

交联液、破胶液的配制
称取0.10g×5的硼砂，及0.06g×3的过硫酸铵备用。

量取10ml×8的去离子水，将硼砂和过硫酸铵分别充分溶解于每份去离子水中。

冻胶制备
量取稳定的基液200ml（由于粘度大，容易粘壁，所以可以多量取5ml左右），倒入混调器中，改变转速使混调器内液面形成旋涡，直到旋涡见到搅拌器顶端为止。

使搅拌器恒速搅动，按交联比将所需交联液倒入，要加生物酶的得先于交联剂加入到在混调器中搅拌，过硫酸铵在加入交联剂后再加入，旋涡逐渐消失，到液面微微突起，形成能挑挂的均匀冻胶。

冻胶成分如下表：
将每份冻胶分别分取3份，借助药品勺把冻胶剪切成小块量取每份50ml，这3份作为破胶液残渣称取用，剩余的冻胶作为破胶液粘度测定用；
4.4酶—压裂液破胶液的制备
采用现场破胶液样品，取50ml作对照样，另取50ml破胶液中加入100ppm （0.5ml）生物酶，适度搅拌,待用；
5.45℃下破胶液粘度及残渣测定
5.1 破胶液粘度、pH值测定
将5种冻胶及破胶液共22个样（包括配制的冻胶5×4及2瓶破胶液），放入45℃的恒温箱中放置直到破胶，大约4小时。

测定破胶液的粘度，结果如下：
注：破胶液1——基液+交联液+200ppm生物酶；
破胶液2——基液+交联液+100ppm生物酶；
破胶液3——基液+交联液+（NH4）2S2O8+200ppm生物酶；
破胶液4——基液+交联液+（NH4）2S2O8+100ppm生物酶；
破胶液5——基液+交联液+（NH4）2S2O8；
破胶液6——200ppm生物酶+破胶液；
破胶液7——破胶液；
5.2 破胶液残渣测定
取低速离心机的4个大塑料杯，每个容量大概300ml，洗净放入105℃恒温箱中烘约15min干，迅速放入高精度电子天平中称量干重；取前4种破胶液（即破胶液1、2、3、4）各50ml，向破胶液中倒入50ml去离子水，搅拌均匀，倒入塑料杯中，再分别用50ml去离子水刷洗残留在容器中破胶液残渣，分别倒入相对应的塑料杯中，这样4个塑料杯都有150ml破胶液。

将塑料杯放入离心机中，在4800r/min的转速下离心20min，然后慢慢倒出上层清液，将离心管放入电热恒温箱中烘烤，在105℃±1℃条件下烘干到恒重。

大约需要8小时以上。

迅速取出塑料杯称重。

称重结果及压裂液残渣含量如下表：
六、残渣含量计算及结果分析
压裂液残渣含量按下式计算：
m
η=
V
式中：η——压裂液残渣含量，mg/l；
m——残渣质量，mg；
V——压裂液用量，L；
计算结果如下表：
实验结果：
1、在本实验条件下，生物酶对瓜胶原粉形成的冻胶具有很好的破胶效果，比300ppm的化学破胶剂过硫酸铵的破胶效果好2-4倍。

生物酶酶对另一种压裂破胶液仍有较好的破胶作用。

2、在本实验条件下，生物酶同时可有效降低瓜胶原粉形成的压裂液和另一种压裂破胶液残渣。

3、在本实验条件下，生物酶与过硫酸铵具有良好的匹配性，共同使用既具有生物酶破胶的持久均匀性，又具有过硫酸铵破胶的快速性，结合了两者的优点。

注：
1、因低温生物酶破胶剂在室温下也可以降解瓜尔胶，建议先将低温生物酶加入
交联剂中，再加入基液中进行交联，或者先加入低温酶搅拌均匀后立即加入交联剂进行交联。

2、若压裂液配方中要求通过将碱加入交联液（pH＞10）的方式调节压裂液酸碱
度，会因压裂液局部碱性过高，导致局部生物酶活性降低，则不建议先将生物酶加入交联剂。

3、稀释后的生物酶溶液只能当天使用，后续实验请配制新的酶溶液。