随着油田开采时间的增加,油井的产量和质量不断下降,甚至出现了停产的问题。为了提高采油率,提升油层压力,必须对油田采用注水开发。但在实际生产中,注水开过程中势必会出现结垢现象,如地层孔隙堵塞、管道结垢、井筒结垢,用水清洗垢的过程中,会产生大量的成分复杂的污水,给环境造成较大危害。因此,研究防垢可以从源头上减少污水的排放,其对环境问题至关重要。通过与其他防垢技术的对比,本文采用的是在国外油田应用广泛的挤注防垢技术,其可以系统的抑制近井地带、井筒以及地面集输设备内的结垢,而且具备防垢有效寿命长、操作简单等优点。而目前油田挤注防垢剂的应用存在不少的问题和局限性。因此,本文根据砂岩油田储层中岩石表面带负电的特征和挤注防垢剂的要求(防垢效率高、易检测、吸附滞留能力强),采用以丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和次磷酸钠(SHP)为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成一种适用于砂岩油田储层的挤注防垢剂PADS。通过考察单体浓度、单体配比、引发剂加量、反应温度、反应时间、次磷酸钠加量对防垢率和分子量的影响,利用单因素和正交实验对各因素进行调整与优化,确定了最佳合成条件:单体浓度为30%,AA:DMC为20:2,引发剂加量1%,反应温度70℃,反应时间3h,次磷酸钠加量5%,并利用红外光谱和核磁共振对PADS进行结构表征,谱图分析证明合成了目标产物。参照涠洲12-1油田区块的水质,配制实验模拟用水,从加量、温度等方面探讨了PADS的防垢性能,并对PADS与地层水的配伍性进行了研究。实验结果表明,当阻垢剂PADS加量为20mg/L时,对碳酸钙的防垢率>85%,达到防垢剂在油田的应用要求,加量为35mg/L时,防垢率达93.07%,具有优良的防垢效果;PADS的防垢效果随温度升高而呈现先升高后降低的趋势;结合扫描电镜图分析了 PADS主要通过晶格畸变、分散作用来防垢;同时,PADS对硫酸钡垢的具有良好的防垢效果,温度越高,抑制硫酸钡垢的能力越强,当温度90℃时,对硫酸钡的防垢率达85.31%;与涠洲12-1油田的地层水配伍性良好。通过静态吸附实验和岩心动态吸附-解吸实验对防垢剂PADS在砂岩表面的吸附滞留性能进行了评价,实验过程采用可见分光光度法实时检测防垢剂的浓度,并利用油田防垢样品MS进行对比实验。实验结果表明,PADS的静态吸附量约为MS的3.23倍;防垢剂PADS和MS在砂岩上的静态吸附量随着温度升高而降低,在80℃下,PADS在砂岩上的吸附量仍保持3.2mg/g,远大于MS的0.74mg/g;对PADS和MS的吸附等温曲线进行拟合,符合Langmuir吸附模型;防垢剂在石英砂上的吸附量随氯化钠含量增大而有所增加,达到2%时,保持稳定;同样条件下,PADS在砂岩上的动态吸附能力要优于MS,其挤注寿命为MS的1.69倍;温度升高和流体的流速增大会缩短PADS的挤注寿命;初始注入浓度的增大对提升PADS在砂岩中挤注寿命的作用有限。通过对涠洲12-1油井基本数据的分析,结合室内实验结果以及相关挤注参数,确定现场施工过程中各药剂的用量,并进行了现场施工和效果评价,防垢剂PADS现场注入性良好,挤注寿命可达1年。