量子物理技術(shù)在油田管道防垢方面的應(yīng)用

摘 要：本文分析了注水系統(tǒng)管道結(jié)垢原因，并將一種量子管通環(huán)應(yīng)用于該區(qū)段地面集輸系統(tǒng)的結(jié)垢治理。通過(guò)近五年的效果跟蹤發(fā)現(xiàn)，量子防垢技術(shù)是一種具有良好的阻垢及除垢物理技術(shù)，適應(yīng)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(yán)重的區(qū)塊進(jìn)行推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：注水管道;結(jié)垢;量子管通環(huán);防垢

1 注水系統(tǒng)管道結(jié)垢原因分析

遼河油田某區(qū)塊注水系統(tǒng)2000年竣工投產(chǎn)，近年來(lái)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。該區(qū)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(shè)計(jì)注入量2000m3/d，實(shí)際注入量1300m3/d，設(shè)計(jì)壓力16MPa。該區(qū)塊注入水為CaCl 2、NaCl 2水型，采出水為NaHCO 3水型，兩種水質(zhì)不配伍而引起的結(jié)垢是油田結(jié)垢最為普遍的主要原因。

2 量子防垢機(jī)理

量子管通環(huán)由特種信息記憶材料合成，利用特定設(shè)備測(cè)定和儲(chǔ)存水中水垢和鐵銹等相關(guān)物質(zhì)的分子振 動(dòng)波形。針對(duì)水中相關(guān)物質(zhì)的分子振動(dòng)波形，再開發(fā)多種超精振微動(dòng)波，并利用最新的激光技術(shù)將這種波儲(chǔ)存于量子管通環(huán)的亞原子。

當(dāng)環(huán)從周圍環(huán)境接受能量時(shí)，就可以持續(xù)恒定地釋放超精微振動(dòng)波，透過(guò)管壁傳入水中，高速向下游傳播。在這種超精微振動(dòng)波的作用下，水的活性得到極大加強(qiáng)，水中的鈣、鐵等相關(guān)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。新安裝的管道不會(huì)結(jié)垢、生銹、或產(chǎn)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(nèi)壁形成保護(hù)性氧化層，管道內(nèi)壁不再出現(xiàn)腐蝕。水垢及銹蝕物得有效的去處使細(xì)菌和藻類失去了賴以生存的溫床，同時(shí)超精振微動(dòng)波使水中的菌藻等微生物細(xì)胞膜遭到破壞而死亡，從而抑制了菌藻的生長(zhǎng)和繁殖。該技術(shù)適應(yīng)管壁溫度：≤ 150℃，環(huán)境溫度：-50℃～150℃，非循環(huán)系統(tǒng)最大處理流量：2500m3/h，循環(huán)系統(tǒng)最大處理流量：15000m3/h，管道系統(tǒng)外徑12mm～2000mm，適應(yīng)油田大部分管道及工藝流程。

3 技術(shù)功能及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

3.1 除垢防垢

量子管通環(huán)釋放的超精微振動(dòng)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(dá)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。海南3塊2012年在4.1公里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(hù)層，無(wú)明顯硬質(zhì)水垢生成。

3.2 除銹防腐

可有效去處除系統(tǒng)內(nèi)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(hù)膜，起到防腐功效，防腐效果優(yōu)于國(guó)標(biāo)，并已得到國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)認(rèn)證。

3.3 殺菌滅藻

水垢水銹的去除使細(xì)菌和藻類失去賴以生存的溫床，抑制細(xì)菌的繁殖;環(huán)釋放的能量可使菌藻的細(xì)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(chǎng)試驗(yàn)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(xì)菌下降93.6%，細(xì)菌總數(shù)下降了72.84%。

3.4 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。

3.5 量子管通環(huán)的特點(diǎn)

①環(huán)保節(jié)能，高效穩(wěn)定，無(wú)污染零排放;

②安裝簡(jiǎn)便，零費(fèi)運(yùn)行，零費(fèi)維護(hù);

③不受管材、水質(zhì)影響，對(duì)靜止水同樣有效;

④提高換熱效率，節(jié)約能源;

⑤作用無(wú)死角，整體保護(hù)設(shè)備及管道，延長(zhǎng)使用壽命;

⑥五年保質(zhì)，使用壽命可達(dá)十五年以上;

⑦性價(jià)比高，一次投資，長(zhǎng)期受益;

⑧有效作用距離可達(dá)下游10公里。

4 結(jié)論

①通過(guò)大量調(diào)研可知，現(xiàn)在很多油田進(jìn)入高含水期，存在嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。例如大慶油田、勝利油田、遼河油田、吐哈油田等腐蝕問(wèn)題也相當(dāng)嚴(yán)重，目前工藝技術(shù)以除垢為主，應(yīng)當(dāng)為防垢增加投入，確保油田健康發(fā)展而不是“亡羊補(bǔ)牢”式的攻關(guān);

②現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用證明：量子管通環(huán)是一種具有良好阻垢及除垢作用的物理防垢技術(shù)，適宜在結(jié)垢較為嚴(yán)重的區(qū)塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試的前提下，推廣應(yīng)用;

③受量子物理自身特點(diǎn)，量子環(huán)應(yīng)遠(yuǎn)離電弧輻射。

參靠文獻(xiàn)：

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[2]孔龍，蔣夏杰.試論作業(yè)成木法下高?？蒲谐杀竞怂恪诎不帐∧掣咝５陌咐齕J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2011（18）：105-107.

[3]李慶，張小莉.量子防垢技術(shù)在江蘇油田的應(yīng)用[J].內(nèi)江科技2012（03）：115.

作者簡(jiǎn)介：

張哲洋（1993- ），男，遼寧盤錦人，助理工程師，2015年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)在遼河油田冷家油田開發(fā)公司采油作業(yè)一區(qū)采油四隊(duì)從事隊(duì)長(zhǎng)一職。