兩種膠都廣泛應(yīng)用于石油工作液（鉆井液、完井液和壓裂液等）的稠化劑。 但是作為石油工作液，從高黏度恢復(fù)到低黏度，使工作液從地層中清理和保護(hù)油 層，也是鉆井和壓裂采油的重要一步。完成這一步離不開(kāi)其中的破膠劑，破膠劑 的破膠效果直接影響工作液的返排和作業(yè)效果[31]。

壓裂液常用的破膠劑為氧化劑類和酶類。氧化劑類主要是過(guò)硫酸鹽等，它通 過(guò)熱分解產(chǎn)生兩個(gè)自由基，再同聚合物發(fā)生反應(yīng)。

02S-0-0S02^20S02

理論上每個(gè)瓜爾膠結(jié)構(gòu)單元中的兩個(gè)a-l，4-糖苷鍵和一個(gè)p-l，6-糖苷鍵同時(shí)斷開(kāi)， 可以將瓜爾膠降解單糖。但是由于自由基進(jìn)攻缺乏選擇性，故使用過(guò)硫酸鹽時(shí)， 每個(gè)瓜爾膠結(jié)構(gòu)單元中的18個(gè)糖苷鍵都可以斷開(kāi)，破膠劑的耗量大。而且，反應(yīng) 產(chǎn)物為一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大小不等的聚合物片斷，這些碎片往往聚集起來(lái)堵塞裂縫。 另外，使用氧化劑破膠對(duì)地質(zhì)和環(huán)境也有較大的破壞作用。而且，低溫油田一般 不采用化學(xué)方法破膠，因?yàn)檫@種方法在地層溫度低于6〇°C時(shí)效果會(huì)大大降低。因 此，研發(fā)新的破膠技術(shù)，成了石油領(lǐng)域科學(xué)家十分關(guān)注的科研課題。

酶類是一種生物催化劑，在反應(yīng)過(guò)程中本身不會(huì)損耗，而且反應(yīng)條件相對(duì)溫 和、選擇性強(qiáng)，有很好的應(yīng)用前景。油田上常用的酶破膠劑是未經(jīng)提純的含有半 纖維素酶、果膠酶和淀粉酶等的混合物。近幾年，已經(jīng)分離出了能夠特效降解瓜 爾膠的特效酶，實(shí)驗(yàn)表明其破膠效果要優(yōu)于過(guò)硫酸鹽[32]。

黃原膠由于其特殊的結(jié)構(gòu)，對(duì)化學(xué)藥品和酶攻擊的降解具有良好的抵抗性， 其破膠相對(duì)困難。上世紀(jì)90年代，美國(guó)科學(xué)家利用生物技術(shù)解決了低溫狀況下黃 原膠的破膠技術(shù)，其產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)，但由于壟斷生產(chǎn)，價(jià)格十分昂貴，同時(shí)由 于受進(jìn)口限制，國(guó)內(nèi)僅有一兩家油田少量使用。我國(guó)有很多低溫油田，破膠技術(shù) 一直困擾著這些油田。這些油田要么采用其他增粘劑替代黃原膠，要么采用化學(xué) 方法破膠，但這些方法不僅效果差、污染環(huán)境，還會(huì)造成地層損害，影響石油生

產(chǎn)。

1.2.2生物破膠的必要性

對(duì)于高溫油田，瓜爾膠和黃原膠降解均可以采用氧化劑破膠，由于生物酶一 般不能應(yīng)用于高溫的油田（80?90°C以上)，不過(guò)也有人分離出了抗溫能力達(dá)90°c 的酶破膠劑[33]，但對(duì)此似乎尚有爭(zhēng)議[34]。不過(guò)由于酶法破膠的專一性較好，對(duì) 環(huán)境友好，因此篩選耐高溫的酶破膠劑將會(huì)是很有前景和應(yīng)用價(jià)值的。

我國(guó)有很多低溫油田，破膠技術(shù)一直困擾著這些油田。生物破膠是一條安全、 有效的方法。油田上常用的酶破膠劑是未經(jīng)提純的含有半纖維素酶、果膠酶和淀 粉酶等的混合物，能夠?qū)蠣柲z優(yōu)先降解為水不溶性的物質(zhì)。近幾年，能夠特效 降解瓜爾膠的特效酶也已經(jīng)分離出了，實(shí)驗(yàn)表明其破膠效果要優(yōu)于過(guò)硫酸鹽。

黃原膠由于其特殊的結(jié)構(gòu)，對(duì)化學(xué)藥品和酶攻擊的降解具有良好的抵抗性， 其破膠相對(duì)困難。破膠技術(shù)一直困擾著這些油田。這些油田要么采用其他增粘劑 替代黃原膠，要么采用化學(xué)方法破膠，但這些方法不僅效果差、污染環(huán)境，還會(huì) 造成地層損害，影響石油生產(chǎn)。美國(guó)科學(xué)家利用生物技術(shù)解決了低溫狀況下黃原 膠的破膠技術(shù)，其產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)，但由于壟斷生產(chǎn)，價(jià)格十分昂貴，同時(shí)由于 受進(jìn)口限制，國(guó)內(nèi)僅有一兩家油田少量使用。

面對(duì)我國(guó)低溫油田的開(kāi)發(fā)困境，開(kāi)發(fā)出高效的生物破膠劑和有效的破膠技 術(shù)，對(duì)我國(guó)的石油工業(yè)有重大的使用價(jià)值和戰(zhàn)略意義，也對(duì)世界石油工業(yè)和地球 環(huán)境有很大意義。