量子物理技術在油田管道防垢方面的應用

摘 要：本文分析了注水系統管道結垢原因，并將一種量子管通環應用于該區段地面集輸系統的結垢治理。通過近五年的效果跟蹤發現，量子防垢技術是一種具有良好的阻垢及除垢物理技術，適應了油田安全生產、降本增效以及節能環保等多方面的要求，適宜在結垢較為嚴重的區塊進行推廣應用。

關鍵詞：注水管道;結垢;量子管通環;防垢

1 注水系統管道結垢原因分析

遼河油田某區塊注水系統2000年竣工投產，近年來發現注水壓力不斷上升，回注水質沿線惡化，集輸管道流通能力下降等影響生產的現象。該區塊目前共有注水井40口，開井26口，其中14口常壓注水井，注水井口均為25MPa，注水干壓為14.5-15.0MPa。高壓增注井12口，注水干壓為21.5MPa左右。注水站設計注入量2000m3/d，實際注入量1300m3/d，設計壓力16MPa。該區塊注入水為CaCl 2、NaCl 2水型，采出水為NaHCO 3水型，兩種水質不配伍而引起的結垢是油田結垢最為普遍的主要原因。

2 量子防垢機理

量子管通環由特種信息記憶材料合成，利用特定設備測定和儲存水中水垢和鐵銹等相關物質的分子振 動波形。針對水中相關物質的分子振動波形，再開發多種超精振微動波，并利用最新的激光技術將這種波儲存于量子管通環的亞原子。

當環從周圍環境接受能量時，就可以持續恒定地釋放超精微振動波，透過管壁傳入水中，高速向下游傳播。在這種超精微振動波的作用下，水的活性得到極大加強，水中的鈣、鐵等相關物質的物理特性發生變化，離子間的結合力減弱，不易結晶析出。新安裝的管道不會結垢、生銹、或產生菌藻，舊的管道中銹蝕、老垢等也將逐步被 溶解消除，并最終在管道內壁形成保護性氧化層，管道內壁不再出現腐蝕。水垢及銹蝕物得有效的去處使細菌和藻類失去了賴以生存的溫床，同時超精振微動波使水中的菌藻等微生物細胞膜遭到破壞而死亡，從而抑制了菌藻的生長和繁殖。該技術適應管壁溫度：≤ 150℃，環境溫度：-50℃～150℃，非循環系統最大處理流量：2500m3/h，循環系統最大處理流量：15000m3/h，管道系統外徑12mm～2000mm，適應油田大部分管道及工藝流程。

3 技術功能及現場應用效果

3.1 除垢防垢

量子管通環釋放的超精微振動波使鈣鎂和酸根離子間的結合力減弱，不易結合析出形成水垢，達到防垢效果;還可以使已經形成的水垢逐步疏松變軟脫落。海南3塊2012年在4.1公里注水管線安裝使用量子管通環后，注水泵出口到注水間水質較安裝前懸浮物誤差值減小3mg/l，管線打開觀察管道內壁僅有一層柔滑保護層，無明顯硬質水垢生成。

3.2 除銹防腐

可有效去處除系統內已形成的水繡，使其松軟如泥狀，被水流帶走;可使金屬表面形成保護膜，起到防腐功效，防腐效果優于國標，并已得到國內多家權威機構的檢測認證。

3.3 殺菌滅藻

水垢水銹的去除使細菌和藻類失去賴以生存的溫床，抑制細菌的繁殖;環釋放的能量可使菌藻的細胞膜遭到破壞而死亡，并使水中的生物粘泥失去粘性而被去除。海南3塊注水間及單井腐生菌、硫酸鹽還原菌含量較為使用前降低10-100倍。另外，根據歡喜嶺采油廠現場試驗效果數據表明：污水含油下降24%，固體懸浮物下降76.45%，粒徑中值下降41.54%，硫酸鹽還原菌下降82.14%，鐵細菌下降93.6%，細菌總數下降了72.84%。

3.4 防止石蠟結晶

防止和緩解石油在輸送管道中的石蠟結晶現象，保障管路暢通。

3.5 量子管通環的特點

①環保節能，高效穩定，無污染零排放;

②安裝簡便，零費運行，零費維護;

③不受管材、水質影響，對靜止水同樣有效;

④提高換熱效率，節約能源;

⑤作用無死角，整體保護設備及管道，延長使用壽命;

⑥五年保質，使用壽命可達十五年以上;

⑦性價比高，一次投資，長期受益;

⑧有效作用距離可達下游10公里。

4 結論

①通過大量調研可知，現在很多油田進入高含水期，存在嚴重的腐蝕問題。例如大慶油田、勝利油田、遼河油田、吐哈油田等腐蝕問題也相當嚴重，目前工藝技術以除垢為主，應當為防垢增加投入，確保油田健康發展而不是“亡羊補牢”式的攻關;

②現場試驗應用證明：量子管通環是一種具有良好阻垢及除垢作用的物理防垢技術，適宜在結垢較為嚴重的區塊進行現場中試的前提下，推廣應用;

③受量子物理自身特點，量子環應遠離電弧輻射。

參靠文獻：

[1]高宏，李華民.美國高校科研的間接成本補償制度及其借鑒價值[J].廣州番禺職業技術學院學報，2011，10（1）：55-58.

[2]孔龍，蔣夏杰.試論作業成木法下高校科研成本核算——基于安徽省某高校的案例[J].經濟研究導刊，2011（18）：105-107.

[3]李慶，張小莉.量子防垢技術在江蘇油田的應用[J].內江科技2012（03）：115.

作者簡介：

張哲洋（1993- ），男，遼寧盤錦人，助理工程師，2015年畢業于長江大學石油工程專業，獲學士學位。現在遼河油田冷家油田開發公司采油作業一區采油四隊從事隊長一職。