量子物理技术在油田管道防垢方面的应用

杨帆

(中国石油辽河油田公司金海采油厂， 辽宁 盘锦 124010)

量子物理技术在油田管道防垢方面的应用

杨帆

(中国石油辽河油田公司金海采油厂， 辽宁 盘锦 124010)

量子防垢技术是一种具有良好的阻垢及除垢物理技术，适应了油田安全生产、降本增效以及节能环保等多方面的要求，适宜在结垢较为严重的区块进行推广应用。

注水管道 结垢 量子管通环 防垢

辽河油田海南3块注水系统2000年竣工投产，近年来发现注水压力不断上升，回注水质沿线恶化，集输管道流通能力下降等影响生产的现象。海南3块目前共有注水井40口，开井26口，其中14口常压注水井，注水井口均为25MPa，注水干压为14.5～15.0MPa。高压增注井12口，注水干压为21.5MPa左右。注水站设计注入量2000m3/d，实际注入量1300m3/d，设计压力16MPa。该区块结垢的主要原因是注入水和采出水的水质不配伍。

1 量子防垢机理

量子管通环由特种材料合成，利用记忆信息特定设备测定和储存水中水垢和铁锈等相关物质的分子振动波形。针对水中相关物质的分子振动波形，利用最新的激光技术将多种超精振微动波储存于量子管通环的亚原子。当环从周围环境接受能量时，在这种超精微振动波的作用下，水的活性得到极大加强，水中的钙、铁等相关物质的物理特性发生变化，离子间的结合力减弱，不易结晶析出[1]。该技术适应管壁温度：≤120℃，环境温度：-40℃～120℃，非循环系统最大处理流量：2000m3/h，循环系统最大处理流量：12000m3/h，管道系统外径15mm～1500mm，适应油田大部分管道及工艺流程。

2 量子管通环的特点

(1)技术性能 量子管通环具有环保节能，高效稳定，无污染零排放的特点。其安装简便，零费运行，零费维护。不受管材、水质影响，对静止水同样有效。可提高换热效率，节约能源。作用无死角，整体保护设备及管道，延长使用寿命，使用寿命可达十五年以上。性价比高，一次投资，长期受益。有效作用距离可达下游五公里。

(3)技术优势 与传统的电子/电磁水处理器相比具有显著优势：①电子/电磁水处理器功效极不稳定，通常三至六个月内有一定效果；②卓越的防腐功效独占鳌头，电子电磁类相反会加剧用水设备和管道的腐蚀；③特殊问题可选择寄送样品到IAB公司加载特殊信息（通用信息+特殊信息）；电子电磁类无法准确定制特殊信息；④从严格意义上说，电子/电磁水处理器容易产生影响环境的电磁辐射，甚至干扰设备的正常运行。而量子管通环可以安装在反侦探的军用设备上，对环境和设备以及人体均毫无影响。⑤大部分电子/电磁水处理器的安装须对管道动“手术”，容易给客户设备留下“后遗症”。

与化学处理法比较也具有显著优势。在很多情况下，量子管通环可以完全代替化学方法而达到同样甚至更好的效果。对于某些特殊复杂系统，量子管通环结合化学加药法，取得更好的节能减排效果。并且量子管通环不对环境产生任何污染，具有惊人的防腐效果。

3 功能及应用效果

(1)除垢防垢优化注水水质 量子管通环释放的超精微振动波使钙镁和酸根离子间的结合力减弱，不易结合析出形成水垢，达到防垢效果；还可以使已经形成的水垢逐步疏松变软脱落。主要原因是由于共振作用产生了脱离晶体作用从而形成了碳酸钙微粒，这些微粒在某些特定的条件下会形成沉降，但这些沉淀一般情况下不对系统形成危害。量子管通环对水质要求不高，对大部分水质都能起到良好的除垢和防垢作用。应用举例：海南3块2012年在4.1km注水管线安装使用量子管通环后，注水泵出口到注水间水质较安装前悬浮物误差值减小3mg/L，管线打开观察管道内壁仅有一层柔滑保护层，无明显硬质水垢生成。由于水垢减少，有效防止了回注水质沿线恶化。

(2)除锈防腐 量子管通环不仅有良好的除垢防垢效果，除锈防腐的作用也非常好。管道内部腐蚀产生的主要原因是管道内形成了原电池，而量子管通环释放的超精微振动波作用于金属表面后促使铁与氧结合，形成成膜缓蚀，从而起到了除锈和防腐的作用。可有效去处除系统内已形成的水锈，使其松软如泥状，被水流带走，可使金属表面形成保护膜，起到防腐功效，防腐效果优于国标，并已得到国内多家权威机构的检测认证。图1是应用量子管通的效果对比图。

图1 应用前后冷却器筛网结垢锈蚀对比

(3)杀菌灭藻 水垢水锈的去除使细菌和藻类失去赖以生存的温床，抑制细菌的繁殖；环释放的能量可使菌藻的细胞膜遭到破坏而死亡，并使水中的生物粘泥失去粘性而被去除。海南3块注水间及单井腐生菌、硫酸盐还原菌含量较为使用前降低10～100倍。另外，根据欢喜岭采油厂现场试验效果数据表明：污水含油下降24%，固体悬浮物下降76.45%，粒径中值下降41.54%，硫酸盐还原菌下降82.14%，铁细菌下降93.6%，细菌总数下降了72.84%。

(4)防止石蜡结晶 防止和缓解石油在输送管道中的石蜡结晶现象，保障管路畅通。

4 结论

（1）我国大部分油田生产已经进入高含水期，集输系统管道普遍存在腐蚀问题，目前工艺技术以除垢为主，应当为防垢增加投入，确保油田健康发展。（2）量子管通环技术已经过现场应用测试，应用结果表明该项技术可起到良好的阻垢及除垢作用，在除垢的同时可有效预防管道内部结垢。该项技术适宜在结垢较为严重的区块进行现场中试的前提下推广应用。（3）受量子物理自身特点，量子环应远离电弧辐射。

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

[2]沈惠川，关于量子力学多世界诠释的评说[J].科学,1996，48(3)：42-45.