一种阻垢缓蚀剂及其制备方法与流程

本发明涉及阻垢缓蚀剂技术领域，尤其涉及一种阻垢缓蚀剂及其制备方法和用于油气井的阻垢缓蚀方法。

背景技术：

阻垢缓蚀剂是阻垢剂的一种，是能够预防水垢或污垢生成，或其生成后阻止其生长沉淀的一种化学助剂。主要有聚磷酸盐、磷酸有机物、葡萄糖酸以及单宁酸等类别。现下，在冷却水循环系统中，使用较为广泛的是磷系阻垢缓蚀剂配方，但是磷的排放会产生水华及赤潮现象，破坏江河湖泊及海洋的生态平衡。为响应国家可持续发展的要求，各生产厂家将加快阻垢缓蚀剂配方的绿色化进程，争相研制低磷、无氮以及具有生物降解功能的多功能绿色阻垢缓蚀剂。

油田污水矿化度和酸性腐蚀气体含量较高。由于大部分油井采出液的含水率为90％以上，油井管柱结垢严重，加之水质未能全面达标，注入设备、油水井管线及地面集输管网腐蚀现象严重，甚至造成穿孔和报废，严重地影响了油田的正常生产，经济损失巨大。目前，注入法加液体缓蚀剂是油田常用的一种防腐措施。但存在以下问越：1)目前的阻垢缓蚀剂大多耐温性能不好，在高碱、高金属含量、高温下(120℃～140℃)，对ca²⁺、cl^-离子容忍度较低；2)含有锌盐成分，容易形成锌盐沉淀；3)污染环境，造成水体二次污染，不利于自然环境的保护。因此，市场上迫切需要一种既有利于保护环境，又有效避免ca3(po4)2垢的形成，提高阻垢效率的阻垢缓蚀剂。

技术实现要素：

油井结垢后会造成近井地带堵塞制约油层潜力发挥，也会导致油井生产不正常，影响免修期，如何使阻垢缓蚀剂在井中按照配比均匀混合并附着在井壁上以阻止结垢是一个很难解决的技术问题。

针对现有技术之不足，本发明提供一种用于油气井的阻垢缓蚀方法，其特征在于，所述阻垢缓蚀方法将阻垢缓蚀剂的至少一种组分通过至少包括输入单元、注射单元和控制单元的阻垢缓蚀剂装置以分时异步的方式注入所述油气井，其中，所述输入单元将阻垢缓蚀剂的至少一种组分通过与所述注射单元连接的至少一个注入管线以加压的方式注入所述注射单元，所述控制单元根据所述阻垢缓蚀剂的至少一种组分物质的质量配比、所述组分的浓度和/或粘度确定至少一种所述组分的喷射速率比例并生成与时间相关的控制信息，与井口耦合的所述注射单元包括主孔道、用于分散聚合物的锥形分隔管和至少一个用于控制所述阻垢缓蚀剂中各组分喷射速率、喷射角度和/或喷射方向的阻流阀的输入孔，所述阻流阀基于所述控制单元的控制信息以不同的角度将所述阻垢缓蚀剂中未倒置的各组分按照指定的速率异步通过所述分隔管上分布的多个分散孔注入所述油气井。本发明分隔管的设置，使得阻垢缓蚀剂中的聚合物避免倒置和降解，有利于聚合物的反应，提高阻垢缓蚀剂的阻垢效果。组分的倒置，尤其是聚合物组分的倒置，对其效果的影响极大。因此，防止组分倒置是重要的技术问题。本发明针对组分的浓度、粘度确定喷射速率，使得组分在注入过程中不会由于不适的速度而发生堵塞或断流的情况，注入过程比较稳定，有效的解决了注入组分在注入过程中压力不稳定、注入管线堵塞的技术问题。

优选的，所述控制单元基于至少一种所述组分之间的流动特性参数差异以及对应的输入管线的长度差异评估所述组分在输入管线的流动时长差异，并且基于所述流动时长差异以及所述组分的注入时间间隔调整至少一种所述组分之间的输入时间间隔。组分的输入时间间隔结合流动时长差异形成注入时间间隔。本发明的时间间隔评估方法能够缩短注射单元的注入时间间隔，避免了输入时间间隔过长导致的时间浪费，提高了组分的输入频率，也避免了组分在有限的时间内失效而不能与后续注入的组分发生反应。本发明的阻垢缓蚀方法的效率更高，效果更好。

优选的，所述控制单元基于所述组分的粘度参数和与其匹配的所述分隔管上的分散孔阵列的分布密度确定输送所述组分的输入管线以及所述阻流阀的喷射速率和喷射角度，使得所述组分按照指定的喷射速率和喷射角度喷射通过指定的分散孔阵列注入所述油气井。注入管线设置有不同的物理结构，能够针对不同粘度参数的聚合物组份进行注入。控制单元根据组分的粘度参数选择结构匹配的注入管线，不仅能够减少堵塞的情况，而且能够提高组分的喷射速率和注入压力，减低了注入管线需要承受的压力和注入管线承压受损的概率。恰当物理结构的注入管线也避免了组分化学成分的降解和变化，稳定了组分的阻垢效果。分隔管上分散孔的设置有利于减慢组分的速度，避免聚合物的降解。分散孔的密度根据组分的粘度、喷射速率、喷射方向进行选择。针对不同粘度的聚合物组分，分散孔能够有效的避免聚合物组分在反应前发生降解。而且，分隔管的设置能够阻挡相对喷射的两种组分发生相冲的情况，避免了输入管线的喷射压力和喷射速率受到影响。

优选的，所述控制单元基于所述输入孔与孔壁的夹角角度、预设的喷射速率、喷射角度以及组分的粘度预测所述组分的喷射轨迹，并且基于所述喷射轨迹以及喷射时间调整至少一个组分的喷射角度和喷射速率，使得预设分隔的至少两种所述组分的喷射轨迹在所述喷射时间具有交集的情况下其喷射轨迹没有交集注入管线与孔壁的夹角也对组分的喷射速率有影响。而与组分的流动特性不匹配的喷射速率必将导致组分的化学成分由于注入时间发生变化而受到影响。因此，根据组分的流动特性调整注入管线与孔壁的夹角能够使组分在有效时间内注入，尤其避免聚合物组分的降解和变化，避免了阻垢缓蚀效果由于注入时间的影响而降低。恰当的注入时间和反应时间能够保证阻垢缓蚀剂在效果最佳时进行除垢。

优选的，所述注射单元中的至少一个所述输入孔以非对称的方式设置于所述主孔道的孔壁的不同水平位置，所述注射单元基于所述输入孔与孔壁夹角的差异和高度差异使所述阻垢缓蚀剂的各个组分按分时方式从所述输入孔喷射注入，并且基于所述输入孔的高度差异和喷射角度差异预先调整至少两种组分之间的输入时间间隔。本发明的控制单元不仅根据反应时间计算时间间隔，而且根据输入孔的高度差异计算时间间隔。这样有利于阻垢缓蚀剂各组分的充分反应，减少了预设时间间隔与实际注入情况的时间误差，从而保证了组分的注入时间和反应时间，使得阻垢缓蚀剂的组分注入时机准确。

优选的，所述输入单元与所述注射单元之间至少连接有用于注水的水注入管线和其径向尺寸与所述阻垢缓蚀剂的各个组分流动特性参数匹配的第一注入管线、第二注入管线和第三注入管线，所述水注入管线对应的输入孔的水平位置高于所述第一注入管线、所述第二注入管线和所述第三注入管线的输入孔的水平位置，用于输入第一组分的第一输入管线的第一输入孔的水平位置低于用于输入第二组分的第二注入管线的第二输入孔的水平位置，用于输入第三组分的第三注入管线的第三输入孔低于所述第二输入孔的水平位置以使水、所述第一组分、第二组分和第三组份依次注入所述油气井中。输入孔的水平位置不同使得组分在喷射时受到的重力影响不同，从而进入分散孔的速度不相同，使得不同组分能够依次进入分隔管来进行分散和注入，而不会组分之间互相影响，降低阻垢效率。优选的，所述第一注入管线、第二注入管线和所述第三注入管线与孔壁的夹角按照喷射速率依次减小的方向变化以使得由所述注入管线对应注入的组分依次注入所述油气井中，或者，所述第一注入管线与所述第二注入管线以与孔壁的夹角相同的方式将至少两种组分同时注入所述分隔管，所述第一注入管线与孔壁的夹角和所述第三注入管线与孔壁的夹角按照喷射速率依次减小的方向变化以使得所述第三注入管线注入的第三组份和由所述第一注入管线与所述第二注入管线同时注入的第一组分与第二组份的注入时间形成时间差。组分物质的依次注入，使得阻垢缓蚀剂在解除油气井的有机物和无机物的阻垢后，提高阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀效果。

为了使阻垢缓蚀剂能够在高温环境发挥阻垢效果，所述阻垢缓蚀剂的组分物质至少包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和天冬氨酸聚合物，其中，所述苄基硫代丁二酸的质量百分比为：20～30％；所述gemini席夫碱型季铵盐的质量百分比为：15～25％；所述柠檬酸钠的质量百分比为：15～20％；所述四聚环氧琥珀酸的质量百分比为：15～25％；所述天冬氨酸聚合物的质量百分比为：0.5～15％。本发明的阻垢缓蚀剂能够在高碱、高金属含量、高温环境进行除垢，提高了除垢的效率。

优选的，所述苄基硫代丁二酸是通过如下方法制备的：将顺丁烯二酸二钠与苄硫醇按照1:1摩尔比加入乙醇中并加热回流6～12小时得到苄基硫代丁二酸溶液，将所述苄基硫代丁二酸溶液放在冻干机中冻干制得；所述gemini席夫碱型季铵盐是通过如下方法制备的：将水杨醛和n,n-二甲基丙胺按照1：1.2的比例加入到甲醇中并加热回流1～4小时，将加热回流后的溶液进行过滤和干燥，得到席夫碱，将所述席夫碱与1,2-二氯丙烷按照2：1的质量配比加入丙酮溶液中融化，并且向所述甲酮溶液中滴加至少一滴二甲基甲酰胺，将所述甲酮溶液加热回流6～12小时后进行减压蒸馏从而除去甲酮和二甲基甲酰胺，得到gemini席夫碱型季铵盐。

优选的，所述天冬氨酸聚合物包括一种或多种天冬氨酸基聚合物的共聚物、天冬氨酸基聚合物的三元共聚物、天冬氨酸基聚合物衍生物、具有封端的天冬氨酸基聚合物和天冬氨酸基聚合物的可溶性盐；所述天冬氨酸聚合物还包括具有指定浓度的提供所述天冬氨酸聚合物和/或天冬氨酸盐的天冬氨酸聚合物液体，所述天冬氨酸聚合物液体的浓度范围为1.0×10^-6ppm至1.0×10⁴ppm。

本发明的有益技术效果：

(1)具有良好的抗腐蚀和阻垢效果，适用范围广，尤其适用于高碱、高金属含量、高温环境(120℃～140℃)，对ca²⁺、cl^-离子容忍度高；

(2)有效避免ca3(po4)2垢的形成，更高效的提高阻垢效率；本发明的阻垢缓蚀剂不仅能抑制caco3、caso4的形成，同时对baso4、srso4也具有良好的抑制作用；

(3)不含有锌盐成分，避免了锌盐沉淀的形成；

(4)绿色环保，不含磷，不会造成水体二次污染；

(5)阻垢缓蚀剂装置使阻垢缓蚀剂的聚合物组分按照限定的配比均匀混合，使阻垢缓蚀剂均匀分布在井中或井壁。

附图说明

图1是本发明的阻垢缓蚀剂注入系统的结构示意图；

图2是注射单元的结构示意图；和

图3是注射单元的另一种结构示意图。

附图标记列表

10：供应单元20：注射单元30：井口

40：主孔道11：水注入管线12：第一注入管线

13：第二注入管线14：第三注入管线15：水阻流阀

16：第一阻流阀17：第二阻流阀18：第三阻流阀

50：第四注入管线51：第四阻流阀60：分隔管

61：注射空间70：控制单元

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本发明提供一种阻垢缓蚀剂。尤其是一种由阻垢缓蚀剂装置100将组成所述阻垢缓蚀剂的至少一种组分物质以一定的配比注入并在井中混合形成的阻垢缓蚀剂。如图1所示，所述阻垢缓蚀剂装置100包括输入单元10、注射单元20和控制单元70。所述输入单元10通过至少一个注入管线将组成所述阻垢缓蚀剂的至少一种组分物质以加压的方式注入所述注射单元20。与井口30耦合的所述注射单元20包括主孔道40和设置有用于控制喷射速率的阻流阀的至少一个输入孔。所述注射单元20基于所述控制单元70的控制信息以指定的喷射速率将所述至少一种组分物质从所述输入孔以喷射的方式注入井中并混合。

输入单元10用于存储组成阻垢缓蚀剂的至少一种聚合物和/或水，并且将聚合物和/或水通过至少一个注入管线输入注射单元20。注射单元20用于将聚合物和/或水以彼此分离的方式并以限定的喷射速率喷射至井中。输入管线设置有阻流阀。用于输入水的水注入管线设置有水阻流阀，用于输入聚合物的注入管线设置有阻流阀。控制单元70用于控制阻流阀的喷射速率。控制单元与注射单元以有线或无线的方式连接。

如图2所示，注射单元2包括主孔道40和至少两个设置在孔壁上且彼此径向异位的输入孔。优选的，孔壁上设置有四个输入孔。本发明的注射单元的孔壁上的输入孔数量还可以根据使用情况设置更多。输入单元10通过注入管线与输入孔连接。

优选的，输入孔设置在所述主孔道的孔壁上，所述输入孔以与所述注入管线一一对应的方式连接。其中各个所述输入孔以中轴线彼此不相交的方式设置在所述主孔道的孔壁上，并且，与用于输入液态组分物质的所述注入管线连接的所述输入孔的水平位置相对于与用于输入粉末态组分物质的所述注入管线连接的所述输入孔的水平位置较高。在混合所述组分物质需要水的情况下，与用于输入水的所述注入管线连接的所述输入孔的水平位置相对于与用于输入非水的液态组分物质的所述注入管线连接的所述输入孔的水平位置较高。输入孔的设置避免组分物质相互对冲喷射从而影响组分物质的混合均匀度。本发明的液态组分物质在粉末态组分物质的上方喷射，液态组分物质可以与粉末态组分物质有效混合，从而避免粉末态组分物质悬浮在空中变成无效物质。本发明的输入孔的设置避免组分物质相互对冲喷射从而影响组分物质的混合均匀度。本发明的液态组分物质在粉末态组分物质的上方喷射，液态组分物质可以与粉末态组分物质有效混合，从而避免粉末态组分物质悬浮在空中变成无效物质。本发明的水输入孔设置在液态组分物质的输入孔大上方，能够有效将液态组分物质冲入井中或井壁与其它组分物质混合，防止单独的组分物质附着在井壁上影响阻垢效果。

本实施例的阻垢缓蚀剂的聚合物组分包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和天冬氨酸聚合物。其中，苄基硫代丁二酸的质量百分比为：20～30％；所述gemini席夫碱型季铵盐的质量百分比为：15～25％；所述柠檬酸钠的质量百分比为：15～20％；所述四聚环氧琥珀酸的质量百分比为：15～25％。

输入单元10设置有至少一个空间来分别储存组成阻垢缓蚀剂的多种聚合物和/或水。优选的，输入单元10设置有输压模块，从而使聚合物和/或水以限定压力从注入管线进入注射单元20。优选的，输压模块包括输压泵。优选的，阻流阀对水或聚合物的流体形成一定的压力。

如图2所示，输入单元10将用于输送水的第一注入管线11与第一输入孔连接。第一输入孔设置有水阻流阀15，用于基于控制单元70的控制信息调整水的喷射速率。第二注入管线12的一端连接苄基硫代丁二酸的存储空间，另一端与第二输入孔连接。第二输入孔设置有用于调整苄基硫代丁二酸溶液的喷射速率的第二阻流阀16。第三注入管线13的一端连接gemini席夫碱型季铵盐的存储空间，另一端与第三输入孔连接。第三注入管线13设置有用于调整gemini席夫碱型季铵盐溶液或苄基硫代丁二酸粉末的喷射速率的第三阻流阀17。第四注入管线14的一端连接柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸混合物的存储空间，另一端与第四输入孔连接。第四输入孔设置有用于调整柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸混合物的喷射速率的第四阻流阀18。优选的，柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸混合物是由柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸按照指定的质量配比混合形成的。

优选的，在输入单元10通过至少一个注入管线与注射单元20连接完成后，启动控制单元70。控制单元70按照聚合物的指定质量配比计算各个注入管线中阻流阀的喷射速率，从而使各个聚合物与水混合后形成具有指定配比的阻垢缓蚀剂。

优选的，所述控制单元70基于所述阻垢缓蚀剂的至少一种组分物质的质量配比、所述组分物质的浓度确定至少一种所述组分物质的喷射速率比例。所述控制单元70基于至少一种组分物质的质量配比和/或所述喷射速率比例生成与时间相关的控制信息。所述注射单元20基于所述控制信息启动与所述控制信息对应的所述阻流阀并调整至少一个输入孔的喷射速率至指定喷射速率。

例如，控制单元70根据组分物质的浓度和质量配比确定阻垢缓蚀剂的各个组分物质的喷射速率比例为a：b：c：d。控制单元70根据阻垢缓蚀剂的组分不同来确定不同的喷射速率比例，从而形成具有不同功能的阻垢缓蚀剂。

优选的，控制单元70根据阻垢缓蚀剂的喷射速率和喷射时间确定各个组分的组分喷射速率和喷射时间，从而形成与时间相关的控制信息。控制信息包括阻垢缓蚀剂的组分、质量配比、组分浓度、阻垢缓蚀剂的喷射速率、各个组分的组分喷射速率和喷射时间。优选的，注射单元20根据控制单元发送的控制信息，启动对应的阻流阀并控制组分喷射速率，使得各个组分从输入孔以喷射的方式注入井中并混合。

例如，控制单元70预存有三种阻垢缓蚀剂的组分方案。本发明的组分方案不限于三种，还可以种类更多。

第一种组分方案包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和聚琥珀酰亚胺。其中，苄基硫代丁二酸的质量百分比为：20％；所述gemini席夫碱型季铵盐的质量百分比为：15％；所述柠檬酸钠的质量百分比为：20％；所述四聚环氧琥珀酸的质量百分比为：20％，聚琥珀酰亚胺的质量百分比为25％。输入单元10输送的苄基硫代丁二酸的浓度为60％，gemini席夫碱型季铵盐的浓度为90％，柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸以1：1混合后的浓度为90％，聚琥珀酰亚胺的浓度为90％。控制单元70根据苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和聚琥珀酰亚胺的浓度计算的其喷射速率比例为6：3：4：5。第一阻垢缓蚀剂的喷射速率为v1。

注射单元20接收到第一控制信息，启动与组分对应的阻流阀，按照喷射速率比例为6：3：4：5喷射苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸的混合物和天冬氨酸聚合物至井内混合，形成第一阻垢缓蚀剂。第一阻垢缓蚀剂具有良好的抗腐蚀和阻垢效果，适用范围广，尤其适用于高碱、高金属含量、高温环境(120℃～140℃)，对ca²⁺、cl^-离子容忍度高，并且有效避免ca3(po4)2垢的形成，更高效的提高阻垢效率。

第二种组分方案包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和三元共聚物。与第一种组分方案相比，差异在于，三元共聚物通过第五管线输入第五输入孔。三元共聚物的质量百分比为25％。输入单元10中输入的三元共聚物的浓度为30％，则基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和三元共聚物的喷射速率比例为6：3：4：15。

注射单元20接收到第二控制信息，将输入聚琥珀酰亚胺的阻流阀关闭，同时开启用于输入三元共聚物的阻流阀，并且按照射速率比例6：3：4：15调整苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸聚合物和三元共聚物的喷射速率至井内混合形成第二阻垢缓蚀剂。第二阻垢缓蚀剂的喷射速率为v2。第二阻垢缓蚀剂能够有效抑制井内水垢的形成，并且对环境无害。第二组分方案形成的阻垢缓蚀剂适用于高温、高ph值、高硬与高碱条件，对水中的氧化铁、磷酸钙、磷酸锌以及碳酸钙的沉积，具有优良的抑制作用。注射单元20还可以通过改阻垢缓蚀剂的喷射速率来抑制和冲击含有铁、锌和磷酸盐的水垢。

第三种组分方案包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、天冬氨酸基聚合物衍生物和三元共聚物。与第二种组分方案相比，差异在于，天冬氨酸基聚合物衍生物通过第六管线输入第六输入孔进行喷射，柠檬酸钠通过第七管线输入第七输入孔进行喷射。阻垢缓蚀剂的质量配比中，柠檬酸钠的质量百分比为：20％，天冬氨酸基聚合物衍生物的质量百分比为15％。输入单元10中输入柠檬酸钠的的浓度为90％，天冬氨酸基聚合物衍生物的浓度为30％。则苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、天冬氨酸基聚合物衍生物和三元共聚物的喷射速率比例为:6：3：4：9：15。第三阻垢缓蚀剂的喷射速率为v3。

注射单元20接收第三控制信息，基于第三控制信息调整与第三组分方案对应的阻流阀的喷射速率，闭合输入柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸聚合物的第四输入孔的阻流阀，开启第六输入孔和第七输入孔的阻流阀，从而使得阻垢缓蚀剂的组分按照第三组分方案进行配置。注射单元20按照苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、天冬氨酸基聚合物衍生物和三元共聚物的喷射速率比例6：3：4：9：15调整对应的阻流阀的喷射速率，从而形成第三阻垢缓蚀剂。第三阻垢缓蚀剂具有良好的生物降解性，有利于环境保护，能够有效分散碳酸钙，阻垢效果更好。第三组分方案形成的阻垢缓蚀剂不仅能够承受高碱、高金属含量、高温环境(120℃～140℃)，而且能够有效避免ca3(po4)2垢的形成，更高效的提高阻垢效率；不仅能抑制caco3、caso4的形成，同时对baso4、srso4也具有良好的抑制作用。

优选的，注射单元20基于第一控制信息、第二控制信息和第三控制信息的交替传送而改变阻垢缓蚀剂的组分和注射时间和顺序，从而结合多种阻垢缓蚀剂的阻垢效果，形成高效的，多功能的阻垢缓蚀剂，有效对井壁进行阻垢。控制单元70将第一控制信息、第二控制信息和第三控制信息按照时间排序形成第四控制信息。例如，第四控制信息的内容可以是：按照每次注射4小时的方式依次执行第二控制信息、第一控制信息和第三控制信息，将第二阻垢缓蚀剂、第一阻垢缓蚀剂和第三阻垢缓蚀剂依序分别向井内注射4小时。

优选的，控制单元70可以将第一阻垢缓蚀剂、第二阻垢缓蚀剂和第三阻垢缓蚀剂按照不同的注射顺序重复设置从而形成第四控制信息。例如，注射顺序依次为，第一阻垢缓蚀剂3小时，第二阻垢缓蚀剂5小时，第三阻垢缓蚀剂8小时，第二阻垢缓蚀剂5小时，第一阻垢缓蚀剂5小时。注射单元20基于第四控制信息的设置将第一阻垢缓蚀剂、第二阻垢缓蚀剂和第三阻垢缓蚀剂按照不同的注射时间、顺序以及喷射速率注入井中，从而发挥阻垢缓蚀剂的最佳效果。

优选的，控制单元70根据井壁上的传感器发送的水垢或油垢的物质组分，选择对应的控制信息发送至注射单元20。注射单元20基于控制信息注入阻垢缓蚀剂。本发明的阻垢缓蚀剂装置能够按照垢的成分特征投放阻垢缓蚀剂，从而达到最佳的阻垢效果。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实施例中，注射单元20的主孔道40中设置有用于分散聚合物的分隔管60。

如图3所示，分隔管60将所述分隔管60与孔壁之间的空间分隔为注射空间61。由孔壁上的输入孔输出的所述聚合物组分分散在所述注射空间61，并且在压力的作用下从所述分隔管60上分布的至少一个分散孔进入所述主孔道40与水混合。

分隔管60可以是圆柱形管、矩形管、五边形管、六边形管或不规则形状管。优选的，分隔管60为直径逐渐变化的锥形管。分隔管60的轴心线竖直设置。在竖直方向上分隔管60的直径较小的一端高于直径较大的一端，从而使所述注射空间61形成v形环状空间。

优选的，分隔管60上设置有与输入孔的位置对应的多个分散孔。从而使从输入孔注射或喷射的聚合物进入注射空间61，并且从注射空间61通过多个分散孔以分散的形式进入主孔道40。分隔管60的设置有利于再一次分散聚合物，从而使最终进入主孔道40的聚合物更均匀的混合在一起，防止聚合物降解，防止聚合物翻滚。

优选的，输入孔对应至少一个分散孔，并且输入孔与对应的分散孔分布于相同的所述主孔道40的径向方向。或者，分隔管60上的至少一个分散孔以阵列的形式分布在所述输入孔的轴线与所述分隔管60的管壁交叉点的周围。优选的，每个输入孔对应一组呈圆阵列分布的分散孔阵列。圆阵列的中心位于输入孔的轴线与所述分隔管60的管壁交叉点。

优选的，第一输入孔用于注射水，与第一输入孔对应的分散孔的竖直高度与第一输入孔的竖直高度相同。

优选的，所述聚合物输入孔与第一输入孔分布在相同的竖直线上。

或者，所述聚合物输入孔按照竖直方向以列的形式分布且聚合物输入孔列形成的竖直线与所述第一输入孔的轴心所在的竖直线以主孔道40的轴线为中心对称。

本实施例的阻垢缓蚀剂的聚合物组分至少包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和天冬氨酸聚合物。其中，所述苄基硫代丁二酸的质量百分比为：20～30％；所述gemini席夫碱型季铵盐的质量百分比为：15～25％；所述柠檬酸钠的质量百分比为：15～20％；所述四聚环氧琥珀酸的质量百分比为：15～25％；所述天冬氨酸聚合物的质量百分比为：0.5～15％。

如图3所示，输入单元10将用于输送水的第一注入管线11与第一输入孔连接。第一注入管线11设置有阻流阀15，用于基于控制单元70的控制信息调整水的喷射速率。第二注入管线12的一端连接苄基硫代丁二酸的存储空间，另一端与第二输入孔连接。第二注入管线12设置有用于调整苄基硫代丁二酸溶液或者苄基硫代丁二酸粉末的喷射速率的第二阻流阀16。第三注入管线13的一端连接gemini席夫碱型季铵盐的存储空间，另一端与第三输入孔连接。第三注入管线13设置有用于调整gemini席夫碱型季铵盐溶液或者苄基硫代丁二酸粉末的喷射速率的第三阻流阀17。第四注入管线14的一端连接柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸混合物的存储空间，另一端与第四输入孔连接。第四注入管线14设置有用于调整柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸混合物的喷射速率的第四阻流阀18。优选的，柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸混合物是由柠檬酸钠与四聚环氧琥珀酸按照指定的质量配比混合形成的。第五注入管线50的一端连接天冬氨酸聚合物的存储空间，另一端与第五输入孔连接。第五注入管线50设置有用于调整天冬氨酸聚合物的喷射速率的第五阻流阀51。

第一输入孔、第二输入孔和第五输入孔竖向排位一列，位于第一竖直线上。第三输入孔与第四输入孔排为一列，位于第二竖直线上。第一竖直线与第二竖直线可以不对称。优选的，第一竖直线与第二竖直线以主孔道40的轴心线对称。

优选的，主孔道40的孔壁上的所有输入孔以不规则的方式设置。用于输入液态聚合物的输入孔的竖直高度比用于输入粉末态聚合物的输入孔的竖直高度高，有利于流体与粉末混合并冲入井中，从而防止粉末状聚合物附在空气中。

优选的，输入单元10的每一个存储空间存储的聚合物可以是单一的聚合物，也可以是两种或多种互相不发生反应的混合聚合物。聚合物可以是呈液态的流体，也可以是呈固态的粉末。

优选的，在输入单元10通过五个注入管线与注射单元20连接完成后，启动控制单元70。控制单元70按照聚合物的指定质量配比计算各个注入管线中阻流阀的注射速率/喷射速率，从而使各个聚合物与水混合后形成具有指定配比的阻垢缓蚀剂。

实施例3

本实施例是对实施例1和实施例2的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实施例提供阻垢缓蚀剂的制备方法。

本实施例的阻垢缓蚀剂的聚合物组分至少包括苄基硫代丁二酸、gemini席夫碱型季铵盐、柠檬酸钠、四聚环氧琥珀酸和/或天冬氨酸聚合物。其中，所述苄基硫代丁二酸的质量百分比为：20～30％；所述gemini席夫碱型季铵盐的质量百分比为：15～25％；所述柠檬酸钠的质量百分比为：15～20％；所述四聚环氧琥珀酸的质量百分比为：15～25％；所述天冬氨酸聚合物的质量百分比为：0.5～15％。

本发明的苄基硫代丁二酸是通过如下方法制备的：

将顺丁烯二酸二钠与苄硫醇按照1比1摩尔比加入乙醇中并加热回流6～12小时得到苄基硫代丁二酸溶液，将所述苄基硫代丁二酸溶液放在冻干机中冻干制得。

本发明的gemini席夫碱型季铵盐是通过如下方法制备的：

将水杨醛和n,n-二甲基丙胺按照1：1.2的比例加入到甲醇中并加热回流1～4小时，将加热回流后的溶液进行过滤和干燥，得到席夫碱。

将所述席夫碱与1,2-二氯丙烷按照2：1的质量配比加入丙酮溶液中融化，并且向所述甲酮溶液中滴加至少一滴二甲基甲酰胺，将所述甲酮溶液加热回流6～12小时后进行减压蒸馏从而除去甲酮和二甲基甲酰胺，得到gemini席夫碱型季铵盐。

优选的，天冬氨酸聚合物包括一种或多种天冬氨酸基聚合物的共聚物，天冬氨酸基聚合物的三元共聚物，天冬氨酸基聚合物衍生物，具有封端的天冬氨酸基聚合物和天冬氨酸基聚合物的可溶性盐。天冬氨酸聚合物还包括具有指定浓度的提供所述天冬氨酸聚合物和/或天冬氨酸盐的天冬氨酸聚合物液体，所述天冬氨酸聚合物液体的浓度范围为1×10^-6ppm至10000ppm。

实施例4

本实施例是对实施例1、实施例2和实施例3的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实施例提供一种用于油气井的阻垢缓蚀方法，阻垢缓蚀方法将阻垢缓蚀剂的至少一种组分通过至少包括输入单元、注射单元和控制单元的阻垢缓蚀剂装置以分时异步的方式注入油气井。本发明采用分时异步的优势在于，能够分时间注入具有不同组分的阻垢缓蚀剂而不会降低阻垢缓蚀效果。例如，a组分和b组分互相影响，降低除垢缓蚀效果。但是b组分的最佳阻垢缓蚀效果持续时间为5分钟。因此在b组分注入5分钟后再注入a组分，则a组分的注入不会受b组分的影响，或者影响很小。a组分和b组分的分时注入若由人工来实施效率低下，而且间隔时间误差大。因此，由阻垢缓蚀装置以分时异步的方式注入各个组分，既能够整体获得更好的除垢缓蚀效果，又能够提高注入效率。

其中，输入单元将阻垢缓蚀剂的至少一种组分通过与注射单元连接的至少一个注入管线以加压的方式注入注射单元，控制单元根据阻垢缓蚀剂的至少一种组分物质的质量配比、组分的浓度和/或粘度确定至少一种组分的喷射速率比例并生成与时间相关的控制信息，与井口耦合的注射单元包括主孔道、用于分散聚合物的锥形分隔管和至少一个用于控制阻垢缓蚀剂中各组分喷射速率、喷射角度和/或喷射方向的阻流阀的输入孔。阻流阀基于控制单元的控制信息以不同的角度将阻垢缓蚀剂中未倒置的聚合物组分按照指定的速率异步通过分隔管上分布的多个分散孔注入油气井。本发明分隔管的设置，使得阻垢缓蚀剂中的聚合物避免降解，有利于聚合物的反应，提高阻垢缓蚀剂的阻垢效果。本发明针对组分的浓度、粘度确定喷射速率，使得组分在注入过程中不会由于不适的速度而发生堵塞或断流的情况，注入过程比较稳定，有效的解决了注入组分在注入过程中压力不稳定、注入管线堵塞的技术问题。本发明通过详细的评估质量配比、组分的浓度、粘度、各组分喷射速率、喷射角度和/或喷射方向的方式，精确的评估各组分的预设时间间隔，从而控制各组分在效力最佳的时刻注入油气井。

优选的，所述控制单元70基于至少一种所述组分之间的流动特性参数差异以及对应的输入管线的长度差异评估所述组分在输入管线的流动时长差异，并且基于所述流动时长差异以及所述组分的注入时间间隔调整至少一种所述组分之间的输入时间间隔。优选的，注射单元基于控制单元预设的时间间隔、注入管线的喷射角度差异和喷射速率差异调整阻流阀将阻垢缓蚀剂中各个组分以相对不同密度的分散孔的方式喷射入分隔管。对于容易倒置的聚合物组份，分隔管能够防止聚合物组分倒置从而不会降低组分的除垢效率。喷射角度差异和喷射速率差异使得组分注入分隔管的量存在差异。部分组分由于喷射角度、喷射速率和分隔管的分散孔密度的原因不能够进入分隔管，因此，根据分散孔的密度调整喷射角度和喷射速率能够使得组分准确注入分隔管。分隔管上分散孔的设置有利于减慢组分的速度，避免聚合物的降解。分散孔的密度根据组分的粘度、喷射速率、喷射方向进行选择。针对不同粘度的聚合物组分，分散孔能够有效的避免聚合物组分在反应前发生倒置和降解。而且，分隔管的设置能够阻挡相对喷射的两种组分发生相冲的情况，避免了输入管线的喷射压力和喷射速率受到影响。

优选的，所述控制单元70基于所述组分的粘度参数和与其匹配的所述分隔管上的分散孔阵列的分布密度确定输送所述组分的输入管线以及所述阻流阀的喷射速率和喷射角度，使得所述组分按照指定的喷射速率和喷射角度喷射通过指定的分散孔阵列注入所述油气井。注入管线设置有不同的物理结构，能够针对不同物理性质的聚合物组份进行注入。控制单元根据组分的物理性质选择结构匹配的注入管线，不仅能够减少堵塞的情况，而且能够提高组分的喷射速率和注入压力，减低了注入管线需要承受的压力和注入管线承压受损的概率。恰当物理结构的注入管线也避免了组分化学成分的降解和变化，稳定了组分的阻垢效果。

优选的，所述控制单元70基于所述输入孔与孔壁的夹角角度、预设的喷射速率、喷射角度以及组分的粘度预测所述组分的喷射轨迹，并且基于所述喷射轨迹以及喷射时间调整至少一个组分的喷射角度和喷射速率，使得预设分隔的至少两种所述组分的喷射轨迹在所述喷射时间具有交集的情况下其喷射轨迹没有交集。注射单元基于注入管线与孔壁的夹角差异以及组分的流动特性调整组分的喷射速率使得组分通过分散孔喷射进分隔管。注入管线与孔壁的夹角也对组分的喷射速率有影响。而与组分的流动特性不匹配的喷射速率必将导致组分的化学成分由于注入时间发生变化而受到影响。因此，根据组分的流动特性调整注入管线与孔壁的夹角能够使组分在有效时间内注入，尤其避免聚合物组分的降解和变化，避免了阻垢缓蚀效果由于注入时间的影响而降低。恰当的注入时间和反应时间能够保证阻垢缓蚀剂在效果最佳时进行除垢。

优选的，所述注射单元20中的至少一个所述输入孔以非对称的方式设置于所述主孔道40的孔壁的不同水平位置。所述注射单元20基于所述输入孔与孔壁夹角的差异和高度差异使所述阻垢缓蚀剂的各个组分按分时方式从所述输入孔喷射注入，并且基于所述输入孔的高度差异和喷射角度差异预先调整至少两种组分之间的输入时间间隔。本发明的控制单元不仅根据反应时间计算时间间隔，而且根据输入孔的高度差异计算时间间隔。这样有利于阻垢缓蚀剂各组分的充分反应，减少了预设时间间隔与实际注入情况的时间误差，从而保证了组分的注入时间和反应时间，使得阻垢缓蚀剂的组分注入时机准确。

优选的，所述输入单元10与所述注射单元20之间至少连接有用于注水的水注入管线和其径向尺寸与所述阻垢缓蚀剂的各个组分流动特性参数匹配的第一注入管线、第二注入管线和第三注入管线。所述水注入管线对应的输入孔的水平位置高于所述第一注入管线、所述第二注入管线和所述第三注入管线的输入孔的水平位置，用于输入第一组分的第一输入管线的第一输入孔的水平位置低于用于输入第二组分的第二注入管线的第二输入孔的水平位置，用于输入第三组分的第三注入管线的第三输入孔低于所述第二输入孔的水平位置以使水、所述第一组分、第二组分和第三组份依次注入所述油气井中。控制单元基于组分的流动特性控制输入单元中的存储组分的存储装置与指定的第二注入管线和/或第三注入管线连接，其中，流动特性能够通过控制单元以参数配置方式进行调整。

优选的，第一注入管线、第二注入管线和第三注入管线与孔壁的夹角按照喷射速率依次减小的方向变化以使得由注入管线对应注入的组分依次注入油气井中，或者，第一注入管线与第二注入管线以与孔壁的夹角相同的方式将至少两种组分同时注入分隔管，第一注入管线与孔壁的夹角和第三注入管线与孔壁的夹角按照喷射速率依次减小的方向变化以使得第三注入管线注入的第三组份和由第一注入管线与第二注入管线同时注入的第一组分与第二组份的注入时间形成时间差。组分物质的依次注入，使得阻垢缓蚀剂在解除油气井的有机物和无机物的阻垢后，提高阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀效果。

例如，控制单元会对组分的各个流动特性参数、输入管线参数进行分析得到喷射速率、喷射角度等参数，并对组分的喷射轨迹进行预测从而避免组分在同一时刻的喷射轨迹具有交集。或者，控制单元根据组分的喷射轨迹和分散孔的位置以及分布阵列进行预测从而评估组分注入分隔管的注入概率。控制单元选择注入概率大于注入概率阈值的喷射速率和喷射角度生成控制信息来控制组分的注入。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。