随着天然气采气工业的发展,天然气开采相继进入后期,注水开采严重,引起气田集输管道结垢问题越来越严重。结垢问题不仅会造成集输管道腐蚀穿孔,还会造成管道截面积减小甚至堵塞管道,造成气田生产作业严重的经济损失。本文在充分调研国内外关于多种材料结垢机理研究的文献、著作基础上,通过静态、动态实验模拟真实流动环境,针对大牛地油田工况条件,进行了以下几点研究:（1）对大牛地气田地层水水质及垢物物相进行了分析,以此来配置模拟矿化水。从大牛地油田实际生成情况出发,借鉴国内外结垢机理总结分析了结垢的原因,并对所研究的七种材料进行了成分特性分析,为开展后续研究奠定理论基础。（2）开展了七种材料的静态结垢实验研究。首先对各材料进行了水侵蚀实验,得出各材料的水解和溶胀作用对材料质量变化的影响极小可以忽略不计的结论;然后采用静态法模拟七种材料在大牛地地层水下环境的结垢,从宏观和微观的实验结果中分析得出各材料随温度和时间增加结垢量变化为加速→稳定→平衡三个阶段,13Cr和陶瓷都是随粗糙度的增加结垢量增加,而高分子材料却表现出随粗糙度的增加先减小后增加,结垢量表现为陶瓷＜高分子＜金属,13Cr、尼龙、陶瓷表现为不同的结垢形貌,为气田集输管道科学选材提供了依据。（3）利用动态结垢实验装置一和装置二开展了七种材料的动态结垢实验研究。通过动态循环装置一和二的模拟实际工况环境,通过改变温度和时间、材料类型以及流速等研究变量得出在动态条件下材料的结垢机理,并运用工程数学分析方法灰色关联度分析法分析了温度、时间以及流速对13Cr结垢的关联性,且通过对比两种装置明确了三氧化二铁对碳酸钙垢物的沉积有促进作用的影响规律,并通过扫描电镜及XRD分析了三氧化二铁和碳酸钙混合垢的生长规律及变化方式,系统的分析了其结垢机理。（4）通过分析对比Hasson碳酸钙结垢理论预测模型,针对油田实际环境,模拟建立13Cr、尼龙和陶瓷三种材料在静态条件下结垢量随温度和时间变化的拟合曲线和动态条件下40℃装置一和装置二两种环境下的结垢量随时间增加的曲线拟合及结垢72h后结垢量随温度增加的曲线拟合。在以上研究的基础上,得到了温度、时间、流速和粗糙度等因素对七种材料的结垢的影响规律,明确了石油管道结垢机理,为大牛地气田的科学选材以及阻垢措施提供了理论依据,为气田的安全开发,高效生产提供了科学依据。