[发明专利]一种超高温生物基破胶剂、其绿色制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种超高温生物基破胶剂、其绿色制备方法及应用，所述超高温生物基破胶剂是由解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)CB‑019发酵制备而成，该菌株在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为CGMCC No.11950。本发明的菌株培养方法简单，培养基原料易得，菌株合成代谢产物性能强，发酵产物中破胶剂含量高，其温度耐受范围广，耐高温性能良好，在超高温度条件下对油田用瓜尔胶或改性瓜尔胶压裂液具有高效破胶能力，且与压裂液中绝大部分化学助剂无配伍禁忌，可满足油田压裂工程需求。

技术领域

本发明属于工业生物技术领域，涉及一种超高温生物基破胶剂、其绿色制备方法及在超高温井水力压裂破胶中的应用。

背景技术

水力压裂技术作为油气井增产的重要措施，经过近八十年的发展已经日趋成熟并广泛使用。压裂液体系的性能是影响压裂施工成败的关键因素，压裂液的破胶效果直接影响压裂液的返排和增产效果。

传统压裂液用破胶剂主要为氧化型破胶剂—过硫酸铵、过硫酸钾等。这类破胶剂虽价格便宜，使用方便，但存在温度依赖性强、破胶不彻底、返排率低、易造成地层伤害及破胶后大分子物质对裂缝导流能力影响大等缺陷，因此压裂液化学的发展方向为高效、低伤害、低成本和环境友好的新材料。在这一趋势下，生物酶破胶已经成为下一步压裂破胶的主流方向。

生物酶破胶剂为多糖聚合物糖苷键特异性水解酶，转一作用于多糖聚合物的β-1,4-糖苷键，将含有该键的植物胶及其衍生物(如瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧丙基瓜尔胶、羟丙基纤维素、魔芋胶、田菁胶等)降解为小分子的糖。与传统氧化型破胶剂相比，生物酶破胶剂具有适用范围广、对地层伤害小、返排率高、环境友好和增产效果明显等优点，近年来在辽河、长庆、新疆等油田得到推广和应用。

随着钻井技术的提升，高温深层油气藏不断发展，储层温度随着油藏深度增加而升高，对压裂液体系的耐温要求也越来越高。为满足高温压裂需求，近年来一些超高温压裂液相继面世，稠化剂和交联剂的耐温性方面已有显著提升。高温压裂液作为一种特殊的压裂液体系，其主要组成与普通压裂液一致，除了稠化剂、交联剂等主剂，还要求破胶剂在内的各种助剂同样具有耐受高温的性能，以确保压裂液体系的性能稳定，且尽可能降低对储层的伤害，破胶后还应能顺利返排等。

目前报道的大多数生物破胶剂温度适用范围为60～90℃，陈英等报道的生物酶破胶剂可耐受120℃高温，但抗温超过120℃的还未见报道。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种可通过微生物发酵生产的超高温井水力压裂破胶剂，并提供该菌株的培养及发酵方法，以及发酵产物在超高温破胶中的应用。

本发明提供一种超高温生物基破胶剂，由解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)CB-019发酵制备而成，适用温度范围为70～160℃，优选为120～160℃。

本发明所提供的生产超高温生物基破胶剂的解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)CB-019是由某油田采出液中筛选获得。该菌株已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称：CGMCC，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编：100101)保藏，保藏号为CGMCC No.11950，保藏日期为2016年1月4日。

本发明还提供利用所述解淀粉芽孢杆菌CB-019制备超高温生物基破胶剂的方法，包括如下步骤：

(1)将固体培养基上保存的解淀粉芽孢杆菌CB-019单菌株接种于种子培养基中，30～37℃、振荡培养1～2天，得种子液；

(2)将种子液接入发酵培养基中，30～37℃、培养2～5天，得微生物发酵液；

(3)将微生物发酵液经离心去除菌体，所得上清液经滤膜浓缩即为超高温生物基破胶剂。