随着全球经济的高速发展,能源对一个国家的发展影响越来越大,作为战略性资源的石油,对任何一个国家都起到了至关重要的作用。石油的生产过程中,管线的结垢问题日益凸显,成为了阻碍油田正常生产,缩短油田服役年限的严峻问题。对阻垢剂的研究工作可以为化工、石油等工业带来显著的经济效益,降低因管线结垢带来的经济损失。目前的研究发现,油田工业生产的污水主要有油田采出水、钻井注水和其他类型的富含石油的污水,其中油田采出水是防垢工作的重点,其水量最大。随着近几十年对全国各大油田的密集开发,各大油田普遍进入了三次采油阶段,含水率已经超过了90%。因此解决油田污水阻垢问题刻不容缓。油田污水中,最经常出现的无机盐垢有碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙。碳酸钙是管线结垢中分布最广泛、最易生成的类型,硫酸钙垢晶体致密,晶型坚固,吸附力强。有效的阻止碳酸钙及硫酸钙的生成以及使其成为易冲刷的松散的结构成为解决油田阻垢问题中的重点和难点。目前,将水处理剂添加入井,成为解决油田阻垢问题最为行之有效且成本低廉的方法。工业生产中使用的阻垢剂主要有无机聚磷酸盐、有机膦系和聚合物阻垢剂三大类。聚磷酸盐通常情况下容易水解,其水解产生的磷酸根离子与金属离子可形成难溶的磷酸钙垢。有机多元膦酸含磷量高且不耐高温,长期使用会造成环境污染。所以不断发展与提高聚合物阻垢剂的效能成为以后水处理方面研究的焦点。本文采用水溶液聚合法,成功设计并合成了两种均含磺酸基团的多羟基共聚物防垢剂,研究了共聚反应合成工艺条件并采用单因素实验对不同的水样进行阻垢性测试。用红外光谱分析与核磁共振光谱分析对合成的聚合物结构进行了表征。研究表明,当反应单体摩尔比为6:2:2,过硫酸铵引发剂占反应单体质量和的2%,聚合温度90℃,聚合时间3小时丙烯酸/烯丙基聚氧乙基磺酸铵/丙烯酸羟丙酯共聚物阻垢率可达92.6%,对水体中垢的形成具有良好的阻碍作用。为强化对碳酸钙的阻垢效果,重新设计合成了新的聚合物,通过引入衣康酸（IA）等,提高了聚合物阻垢剂中羧基的含量,用丙烯酸（AA）、衣康酸（IA）、烯丙基磺酸钠（SAS）为单体,成功制备了AA/SAS/IA阻垢剂,采用正交实验方法研究了最佳聚合工艺条件,单体摩尔比AA:IA为1:2,过硫酸铵用量为三种聚合单体总质量的1.2%,聚合温度90℃,聚合时间3h,阻垢效果优异,在阻垢剂添加量在10mg/L条件下可以达到95%以上。考察了不同水质条件对两种聚合物性能的影响,如溶液酸碱值、水质矿化度、恒温时间、水质温度等对聚合物的影响。试验结果表明,两种阻垢剂均有良好的抗矿化度性能,在Ca²⁺浓度为600mg/L时仍相当不错的阻垢效果。通过扫描电镜分别对加入阻垢剂前后的形貌进行了观察,结果发现,在对照试验中空白条件下产生的垢样晶体排列整齐,棱角分明,加入阻垢剂后晶体被完全破坏,成为松散无定型状垢样。具有显著的阻垢效果。