在深水油气资源开采及运输过程中,由于水合物的聚集沉积而引起的管道堵塞已成为深水流动保障所面临的主要问题之一。同时,油气管道内常见的析蜡、腐蚀、沉砂、结垢等问题致使管壁条件更加复杂,影响水合物在管道内的生长沉积。因此,明确复杂管壁条件下水合物生长及壁面沉积规律对于水合物的风险控制十分关键。本文针对油包水体系,对复杂管壁条件下水合物生长过程及壁面沉积机理展开了相关研究。本文借助自组的水合物微观生长观测装置,对环戊烷水合物在管道壁面生长过程进行观测,并探究了在复杂管壁条件下水合物的生长规律。此外,通过自行构建的水合物壁面粘附强度测试实验装置,对水合物壁面粘附强度进行直接测量,同时探究了管道复杂条件下水合物壁面粘附强度的变化规律。研究结果表明,当碳钢表面存在蜡涂层时,壁面润湿性发生反转,呈现出疏水特性,液滴转化为水合物颗粒后表现为球形;水合物壁面粘附强度明显减小,与无蜡涂层碳钢表面的粘附强度相比,减小幅度达94%。在50°C环境中,碳钢经5%wt的Na Cl溶液分别腐蚀24h、48h、72h后,壁面粗糙度随着腐蚀时间的增长而增加,同时,水合物壁面粘附强度随着腐蚀时间的增加而逐渐增大,当腐蚀时间为72h时,壁面粘附强度增大幅度达76%。本文选用粒径范围为40-50目、60-80目、80-100目、100-120目的地层砂沉积物和180目的球形硅微粉,当碳钢壁面存在地层砂沉积物时,水合物壁面粘附强度随着粒径的减小而减小;当地层砂粒径为40-50目,沉砂浓度为0-0.05g·cm-2时,水合物壁面粘附强度随着砂浓度的增大而减小,当沉砂浓度为0.05g·cm-2时,减小幅度最大达到72%。本文选取两种主要成分为碳酸钙的管道垢产物,在垢样1表面,水合物呈层状覆盖,在垢样2表面,最终形成多毛或糊状的水合物;实验数据表明,与碳钢表面的水合物壁面粘附强度相比,在两种垢表面的水合物粘附强度均大于碳钢表面,垢样1表面的粘附强度增大达61%,垢样2表面的粘附强度增大18%。