兩種膠都廣泛應用于石油工作液（鉆井液、完井液和壓裂液等）的稠化劑。 但是作為石油工作液，從高黏度恢復到低黏度，使工作液從地層中清理和保護油 層，也是鉆井和壓裂采油的重要一步。完成這一步離不開其中的破膠劑，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。氧化劑類主要是過硫酸鹽等，它通 過熱分解產生兩個自由基，再同聚合物發生反應。

02S-0-0S02^20S02

理論上每個瓜爾膠結構單元中的兩個a-l，4-糖苷鍵和一個p-l，6-糖苷鍵同時斷開， 可以將瓜爾膠降解單糖。但是由于自由基進攻缺乏選擇性，故使用過硫酸鹽時， 每個瓜爾膠結構單元中的18個糖苷鍵都可以斷開，破膠劑的耗量大。而且，反應 產物為一些結構復雜、大小不等的聚合物片斷，這些碎片往往聚集起來堵塞裂縫。 另外，使用氧化劑破膠對地質和環境也有較大的破壞作用。而且，低溫油田一般 不采用化學方法破膠，因為這種方法在地層溫度低于6〇°C時效果會大大降低。因 此，研發新的破膠技術，成了石油領域科學家十分關注的科研課題。

酶類是一種生物催化劑，在反應過程中本身不會損耗，而且反應條件相對溫 和、選擇性強，有很好的應用前景。油田上常用的酶破膠劑是未經提純的含有半 纖維素酶、果膠酶和淀粉酶等的混合物。近幾年，已經分離出了能夠特效降解瓜 爾膠的特效酶，實驗表明其破膠效果要優于過硫酸鹽[32]。

黃原膠由于其特殊的結構，對化學藥品和酶攻擊的降解具有良好的抵抗性， 其破膠相對困難。上世紀90年代，美國科學家利用生物技術解決了低溫狀況下黃 原膠的破膠技術，其產品已進入市場，但由于壟斷生產，價格十分昂貴，同時由 于受進口限制，國內僅有一兩家油田少量使用。我國有很多低溫油田，破膠技術 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 方法破膠，但這些方法不僅效果差、污染環境，還會造成地層損害，影響石油生

產。

1.2.2生物破膠的必要性

對于高溫油田，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 般不能應用于高溫的油田（80?90°C以上)，不過也有人分離出了抗溫能力達90°c 的酶破膠劑[33]，但對此似乎尚有爭議[34]。不過由于酶法破膠的專一性較好，對 環境友好，因此篩選耐高溫的酶破膠劑將會是很有前景和應用價值的。

我國有很多低溫油田，破膠技術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提純的含有半纖維素酶、果膠酶和淀 粉酶等的混合物，能夠對瓜爾膠優先降解為水不溶性的物質。近幾年，能夠特效 降解瓜爾膠的特效酶也已經分離出了，實驗表明其破膠效果要優于過硫酸鹽。

黃原膠由于其特殊的結構，對化學藥品和酶攻擊的降解具有良好的抵抗性， 其破膠相對困難。破膠技術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，要么采用化學方法破膠，但這些方法不僅效果差、污染環境，還會 造成地層損害，影響石油生產。美國科學家利用生物技術解決了低溫狀況下黃原 膠的破膠技術，其產品已進入市場，但由于壟斷生產，價格十分昂貴，同時由于 受進口限制，國內僅有一兩家油田少量使用。

面對我國低溫油田的開發困境，開發出高效的生物破膠劑和有效的破膠技 術，對我國的石油工業有重大的使用價值和戰略意義，也對世界石油工業和地球 環境有很大意義。