注水开发是油田常用的一项提高原油采收率的重要措施。然而,由于注水过程中温度压力的变化,以及注入水与地层水的不配伍,储层、井筒及集输管线中可能出现结垢问题。硫酸钡作为一种常见垢,由于其难溶性,一旦生成将难以去除,势必严重影响油田的正常生产,造成巨大的经济损失。因此,围绕硫酸钡结垢的特点,建立相应的动态结垢预测模型,对于防垢除垢具有重要意义。本文主要从以下几个方面进行了研究:首先,在国内外资料收集与调研基础上,对硫酸钡结垢机理进行了研究,分析总结出硫酸钡结垢的特点和主要影响因素,为深入研究硫酸钡结垢预测模型提供理论支撑。其次,研究了基于化学动力学原理建立的岩心一维结垢预测模型。优化了模型参数的拟合方法。构造了瞬态分析的差分格式,并证明了格式稳定性。然后,研究了近井地带地层一维结垢预测模型、含点源项的二维地层离子浓度分布模型与考虑流场耦合的二维结垢预测模型。具体成果如下:(1)用Lobatto-Newton法实现了岩心一维稳态模型的求解和无因次反应速率常数的拟合;(2)为求解岩心一维瞬态模型构造了 HAUC与中心差分混合格式及数值边界,并用离散拉普拉斯变换与GKSO理论对该格式的稳定性进行了证明;(3)基于岩心一维瞬态模型进行了瞬态分析,模拟了离子浓度随时间、空间的变化。分析了模型控制方程中的两个关键参数(无因次扩散系数与无因次反应速率常数),网格划分,离子浓度比,边界条件对预测结垢量的影响;(4)详细推导了近井地带地层一维结垢预测模型。修正了控制方程中的二阶浓度项系数与阻力系数的表达式;(5)建立并求解了含点源项的二维地层离子浓度分布模型;(6)建立并求解了考虑流场耦合的二维结垢预测模型,预测了结垢过程对孔隙度,渗透率与压差的影响。