量子物理技術在油田管道防垢方面的應用

楊帆

(中國石油遼河油田公司金海采油廠， 遼寧 盤錦 124010)

量子物理技術在油田管道防垢方面的應用

楊帆

(中國石油遼河油田公司金海采油廠， 遼寧 盤錦 124010)

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。

注水管道 結垢 量子管通環 防垢

遼河油田海南3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。海南3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。該區塊結垢的主要原因是注入水和采出水的水質不配伍。

1 量子防垢機理

量子管通環由特種材料合成，利用記憶信息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，利用最新的激光技術將多種超精振微動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，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[1]。該技術適應管壁溫度：≤120℃，環境溫度：-40℃～120℃，非循環系統最大處理流量：2000m3/h，循環系統最大處理流量：12000m3/h，管道系統外徑15mm～1500mm，適應油田大部分管道及工藝流程。

2 量子管通環的特點

(1)技術性能 量子管通環具有環保節能，高效穩定，無污染零排放的特點。其安裝簡便，零費運行，零費維護。不受管材、水質影響，對靜止水同樣有效?？商岣邠Q熱效率，節約能源。作用無死角，整體保護設備及管道，延長使用壽命，使用壽命可達十五年以上。性價比高，一次投資，長期受益。有效作用距離可達下游五公里。

(3)技術優勢 與傳統的電子/電磁水處理器相比具有顯著優勢：①電子/電磁水處理器功效極不穩定，通常三至六個月內有一定效果；②卓越的防腐功效獨占鰲頭，電子電磁類相反會加劇用水設備和管道的腐蝕；③特殊問題可選擇寄送樣品到IAB公司加載特殊信息（通用信息+特殊信息）；電子電磁類無法準確定制特殊信息；④從嚴格意義上說，電子/電磁水處理器容易產生影響環境的電磁輻射，甚至干擾設備的正常運行。而量子管通環可以安裝在反偵探的軍用設備上，對環境和設備以及人體均毫無影響。⑤大部分電子/電磁水處理器的安裝須對管道動“手術”，容易給客戶設備留下“后遺癥”。

與化學處理法比較也具有顯著優勢。在很多情況下，量子管通環可以完全代替化學方法而達到同樣甚至更好的效果。對于某些特殊復雜系統，量子管通環結合化學加藥法，取得更好的節能減排效果。并且量子管通環不對環境產生任何污染，具有驚人的防腐效果。

3 功能及應用效果

(1)除垢防垢優化注水水質 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。主要原因是由于共振作用產生了脫離晶體作用從而形成了碳酸鈣微粒，這些微粒在某些特定的條件下會形成沉降，但這些沉淀一般情況下不對系統形成危害。量子管通環對水質要求不高，對大部分水質都能起到良好的除垢和防垢作用。應用舉例：海南3塊2012年在4.1km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。由于水垢減少，有效防止了回注水質沿線惡化。

(2)除銹防腐 量子管通環不僅有良好的除垢防垢效果，除銹防腐的作用也非常好。管道內部腐蝕產生的主要原因是管道內形成了原電池，而量子管通環釋放的超精微振動波作用于金屬表面后促使鐵與氧結合，形成成膜緩蝕，從而起到了除銹和防腐的作用。可有效去處除系統內已形成的水銹，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。圖1是應用量子管通的效果對比圖。

圖1 應用前后冷卻器篩網結垢銹蝕對比

(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%。

(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。

4 結論

（1）我國大部分油田生產已經進入高含水期，集輸系統管道普遍存在腐蝕問題，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。（2）量子管通環技術已經過現場應用測試，應用結果表明該項技術可起到良好的阻垢及除垢作用，在除垢的同時可有效預防管道內部結垢。該項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。

[1]沈惠川.玻姆及其量子力學詮釋[J].物理,1994，23(4)：241-245.

[2]沈惠川，關于量子力學多世界詮釋的評說[J].科學,1996，48(3)：42-45.