两种胶都广泛应用于石油工作液（钻井液、完井液和压裂液等）的稠化剂。 但是作为石油工作液，从高黏度恢复到低黏度，使工作液从地层中清理和保护油 层，也是钻井和压裂采油的重要一步。完成这一步离不开其中的破胶剂，破胶剂 的破胶效果直接影响工作液的返排和作业效果[31]。

压裂液常用的破胶剂为氧化剂类和酶类。氧化剂类主要是过硫酸盐等，它通 过热分解产生两个自由基，再同聚合物发生反应。

02S-0-0S02^20S02

理论上每个瓜尔胶结构单元中的两个a-l，4-糖苷键和一个p-l，6-糖苷键同时断开， 可以将瓜尔胶降解单糖。但是由于自由基进攻缺乏选择性，故使用过硫酸盐时， 每个瓜尔胶结构单元中的18个糖苷键都可以断开，破胶剂的耗量大。而且，反应 产物为一些结构复杂、大小不等的聚合物片断，这些碎片往往聚集起来堵塞裂缝。 另外，使用氧化剂破胶对地质和环境也有较大的破坏作用。而且，低温油田一般 不采用化学方法破胶，因为这种方法在地层温度低于6〇°C时效果会大大降低。因 此，研发新的破胶技术，成了石油领域科学家十分关注的科研课题。

酶类是一种生物催化剂，在反应过程中本身不会损耗，而且反应条件相对温 和、选择性强，有很好的应用前景。油田上常用的酶破胶剂是未经提纯的含有半 纤维素酶、果胶酶和淀粉酶等的混合物。近几年，已经分离出了能够特效降解瓜 尔胶的特效酶，实验表明其破胶效果要优于过硫酸盐[32]。

黄原胶由于其特殊的结构，对化学药品和酶攻击的降解具有良好的抵抗性， 其破胶相对困难。上世纪90年代，美国科学家利用生物技术解决了低温状况下黄 原胶的破胶技术，其产品已进入市场，但由于垄断生产，价格十分昂贵，同时由 于受进口限制，国内仅有一两家油田少量使用。我国有很多低温油田，破胶技术 一直困扰着这些油田。这些油田要么采用其他增粘剂替代黄原胶，要么采用化学 方法破胶，但这些方法不仅效果差、污染环境，还会造成地层损害，影响石油生

产。

1.2.2生物破胶的必要性

对于高温油田，瓜尔胶和黄原胶降解均可以采用氧化剂破胶，由于生物酶一 般不能应用于高温的油田（80〜90°C以上)，不过也有人分离出了抗温能力达90°c 的酶破胶剂[33]，但对此似乎尚有争议[34]。不过由于酶法破胶的专一性较好，对 环境友好，因此筛选耐高温的酶破胶剂将会是很有前景和应用价值的。

我国有很多低温油田，破胶技术一直困扰着这些油田。生物破胶是一条安全、 有效的方法。油田上常用的酶破胶剂是未经提纯的含有半纤维素酶、果胶酶和淀 粉酶等的混合物，能够对瓜尔胶优先降解为水不溶性的物质。近几年，能够特效 降解瓜尔胶的特效酶也已经分离出了，实验表明其破胶效果要优于过硫酸盐。

黄原胶由于其特殊的结构，对化学药品和酶攻击的降解具有良好的抵抗性， 其破胶相对困难。破胶技术一直困扰着这些油田。这些油田要么采用其他增粘剂 替代黄原胶，要么采用化学方法破胶，但这些方法不仅效果差、污染环境，还会 造成地层损害，影响石油生产。美国科学家利用生物技术解决了低温状况下黄原 胶的破胶技术，其产品已进入市场，但由于垄断生产，价格十分昂贵，同时由于 受进口限制，国内仅有一两家油田少量使用。

面对我国低温油田的开发困境，开发出高效的生物破胶剂和有效的破胶技 术，对我国的石油工业有重大的使用价值和战略意义，也对世界石油工业和地球 环境有很大意义。