量子物理技术在油田管道防垢方面的应用

2019-10-21张哲洋

中国化工贸易·中旬刊 2019年10期

关键词：结垢

摘要：本文分析了注水系统管道结垢原因，并将一种量子管通环应用于该区段地面集输系统的结垢治理。通过近五年的效果跟踪发现，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。

关键词：注水管道;结垢;量子管通环;防垢

1 注水系统管道结垢原因分析

辽河油田某区块注水系统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。该区块目前共有注水井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。该区块注入水为CaCl 2、NaCl 2水型，采出水为NaHCO 3水型，两种水质不配伍而引起的结垢是油田结垢最为普遍的主要原因。

2 量子防垢机理

量子管通环由特种信息记忆材料合成，利用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，再开发多种超精振微动波，并利用最新的激光技术将这种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，就可以持续恒定地释放超精微振动波，透过管壁传入水中，高速向下游传播。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。新安装的管道不会结垢、生锈、或产生菌藻，旧的管道中锈蚀、老垢等也将逐步被溶解消除，并最终在管道内壁形成保护性氧化层，管道内壁不再出现腐蚀。水垢及锈蚀物得有效的去处使细菌和藻类失去了赖以生存的温床，同时超精振微动波使水中的菌藻等微生物细胞膜遭到破坏而死亡，从而抑制了菌藻的生长和繁殖。该技术适应管壁温度：≤ 150℃，环境温度：-50℃～150℃，非循环系统最大处理流量：2500m3/h，循环系统最大处理流量：15000m3/h，管道系统外径12mm～2000mm，适应油田大部分管道及工艺流程。

3 技术功能及现场应用效果

3.1 除垢防垢

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。海南3块2012年在4.1公里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。

3.2 除锈防腐

可有效去处除系统内已形成的水绣，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。

3.3 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%。

3.4 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。

3.5 量子管通环的特点

①环保节能，高效稳定，无污染零排放;

②安装简便，零费运行，零费维护;

③不受管材、水质影响，对静止水同样有效;

④提高换热效率，節约能源;

⑤作用无死角，整体保护设备及管道，延长使用寿命;

⑥五年保质，使用寿命可达十五年以上;

⑦性价比高，一次投资，长期受益;

⑧有效作用距离可达下游10公里。

4 结论