三元复合驱技术能够较大幅度提高原油采收率,已在国内许多油田进行了矿场试验并取得了较为理想的增油降水效果。但仍有一些问题制约其大规模应用,如油田结垢问题,它伴随原油生产的整个过程,严重威胁油田正常生产。最为常见的是碳酸盐垢,它是所有油田垢的前驱,不仅影响注采效果,甚至能损害油层,因此有必要对油田中碳酸盐结垢过程进行研究,从而为减少、抑制垢的形成,提高三元复合驱驱油剂的使用效率等提供理论基础。本实验主要研究了以下五个体系:(1)纯蒸馏水;(2)加入聚丙烯酰胺的蒸馏水;(3)加入表面活性剂的蒸馏水;(4)实验室内配制的高矿化水:(5)油田现场采出水。通过测量溶液电导率随时间变化关系得到碳酸钙结垢过程中晶核形成及晶核长大的反应速率常数;通过改变温度得到(1)和(4)中碳酸钙结垢的反应活化能;通过改变聚丙烯酰胺或表面活性剂的浓度研究了蒸馏水中加入不同浓度三元复合驱油剂对反应速率的影响;用电镜研究了五个体系碳酸钙结垢的形貌学。动力学研究结果表明:晶核形成及晶核长大均可用一级反应速率方程表示。(1)中碳酸钙晶核形成速率为0.055012,反应活化能为21.107 KJ/mol,晶核长大速率为0.0057,反应活化能为5.699 KJ/mol;(2)和(3)中结垢速率减慢,且驱油剂对晶核形成影响较大,其浓度越大,抑制作用越明显;(4)和(5)中结垢速率减慢,且水质对晶核形成影响较大;(1)与(4)相比,温度对(4)中结垢速率影响较大,且对晶核长大影响更大。形貌学研究结果表明:(1)中生成了表面光滑、形状规则的方解石,溶液过饱和度越大,晶体颗粒尺寸越大。温度由10 ℃升至40 ℃时,球霰石转变为方解石;(2)中聚丙烯酰胺浓度越大,方解石越少,无定型碳酸钙及球形碳酸钙越多,水质换为高矿化水生成了类方解石及类球形碳酸钙;(3)中表面活性剂浓度越大,球形及立方体形碳酸钙表面越粗糙,水质换为高矿化水生成了形貌各异的碳酸钙;(4)中过饱和度逐渐增大,无定型碳酸钙最终转化成方解石;(5)中方解石较少,棒状碳酸钙随过饱和度增大而逐渐增多。