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(chǎn)、降本增效以及節(jié)能環(huán)保等多方面的要求，適宜在結(jié)垢較為嚴重的區(qū)塊進行推廣應用。

注水管道 結(jié)垢 量子管通環(huán) 防垢

遼河油田海南3塊注水系統(tǒng)2000年竣工投產(chǎn)，近年來發(fā)現(xiàn)注水壓力不斷上升，回注水質(zhì)沿線惡化，集輸管道流通能力下降等影響生產(chǎn)的現(xiàn)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(qū)塊結(jié)垢的主要原因是注入水和采出水的水質(zhì)不配伍。

1 量子防垢機理

量子管通環(huán)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(zhì)的分子振動波形。針對水中相關物質(zhì)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(huán)的亞原子。當環(huán)從周圍環(huán)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(zhì)的物理特性發(fā)生變化，離子間的結(jié)合力減弱，不易結(jié)晶析出[1]。該技術適應管壁溫度：≤120℃，環(huán)境溫度：-40℃～120℃，非循環(huán)系統(tǒng)最大處理流量：2000m3/h，循環(huán)系統(tǒng)最大處理流量：12000m3/h，管道系統(tǒng)外徑15mm～1500mm，適應油田大部分管道及工藝流程。

2 量子管通環(huán)的特點

(1)技術性能 量子管通環(huán)具有環(huán)保節(jié)能，高效穩(wěn)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(zhì)影響，對靜止水同樣有效。可提高換熱效率，節(jié)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(yōu)勢 與傳統(tǒng)的電子/電磁水處理器相比具有顯著優(yōu)勢：①電子/電磁水處理器功效極不穩(wěn)定，通常三至六個月內(nèi)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(chǎn)生影響環(huán)境的電磁輻射，甚至干擾設備的正常運行。而量子管通環(huán)可以安裝在反偵探的軍用設備上，對環(huán)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(yōu)勢。在很多情況下，量子管通環(huán)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(tǒng)，量子管通環(huán)結(jié)合化學加藥法，取得更好的節(jié)能減排效果。并且量子管通環(huán)不對環(huán)境產(chǎn)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(yōu)化注水水質(zhì) 量子管通環(huán)釋放的超精微振動波使鈣鎂和酸根離子間的結(jié)合力減弱，不易結(jié)合析出形成水垢，達到防垢效果；還可以使已經(jīng)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(chǎn)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(tǒng)形成危害。量子管通環(huán)對水質(zhì)要求不高，對大部分水質(zhì)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(huán)后，注水泵出口到注水間水質(zhì)較安裝前懸浮物誤差值減小3mg/L，管線打開觀察管道內(nèi)壁僅有一層柔滑保護層，無明顯硬質(zhì)水垢生成。由于水垢減少，有效防止了回注水質(zhì)沿線惡化。

(2)除銹防腐 量子管通環(huán)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(nèi)部腐蝕產(chǎn)生的主要原因是管道內(nèi)形成了原電池，而量子管通環(huán)釋放的超精微振動波作用于金屬表面后促使鐵與氧結(jié)合，形成成膜緩蝕，從而起到了除銹和防腐的作用?？捎行ヌ幊到y(tǒng)內(nèi)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(yōu)于國標，并已得到國內(nèi)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(wǎng)結(jié)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(huán)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(jù)歡喜嶺采油廠現(xiàn)場試驗效果數(shù)據(jù)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(shù)下降了72.84%。

(4)防止石蠟結(jié)晶 防止和緩解石油在輸送管道中的石蠟結(jié)晶現(xiàn)象，保障管路暢通。

4 結(jié)論

（1）我國大部分油田生產(chǎn)已經(jīng)進入高含水期，集輸系統(tǒng)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(fā)展。（2）量子管通環(huán)技術已經(jīng)過現(xiàn)場應用測試，應用結(jié)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(nèi)部結(jié)垢。該項技術適宜在結(jié)垢較為嚴重的區(qū)塊進行現(xiàn)場中試的前提下推廣應用。（3）受量子物理自身特點，量子環(huán)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.