注水开发是油田生产过程中提高采收率的一种常用开发方式。但是在注水开发过程中,由于注入水与地层水不配伍等原因,容易造成地层孔隙及井筒结垢问题。油气田开发过程中常见的垢型是碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡。这些垢物的形成堵塞了孔隙喉道,降低了储层渗透率,增大了渗流阻力,增加了泵的操作压力。如果对注水过程中的结垢问题不加以重视,就可能给油田生产带来严重危害。目前化学阻垢剂效果好,费用低,在石油领域内被广泛使用。本文对所合成的阻垢剂进行分子设计。通过单体原料筛选,最终确定了阻垢效果好的4种单体为衣康酸、乙酸乙烯酯、AMPS及2,2-二羟甲基丙酸。通过对引发剂加量、合成反应温度及合成反应时间三种单因素的实验优化研究,得到阻垢剂阻垢效果最好的反应条件为:合成温度85℃,引发剂加量为单体总质量的8%,合成时间3h。通过正交实验得到在单体配比2:1.5:1:0.75,反应时间为3h,反应温度为85℃,引发剂加量为单体总质量的8%时,阻垢率可达到最高为92.49%。通过红外光谱分析合成的阻垢剂中含有羧酸官能团,酯基官能团和磺酸基官能团等,可以与金属离子发生络合作用而达到阻垢的目的。根据行业标准对合成的阻垢剂性能及阻垢效果进行评价,结果表明:合成的阻垢剂水解性及热稳定性良好,固含量为55.04%,密度为1.182g/cm3;随温度的升高,阻垢率先增大后降低,在温度为70℃时阻垢率达到最大;当pH值为7.5时阻垢效果最好;随矿化度的升高,对硫酸钙垢的阻垢率呈先增大而后缓慢降低的趋势。以酒东油田、胡尖山油田、姬塬油田的油田水分析资料为基础数据,通过ScaleChem软件进行预测结垢量与结垢类型研究。并结合实验,用合成的阻垢剂对上述3个区块油田进行阻垢效果评价,发现所合成的阻垢剂对硫酸钙垢、硫酸钡垢及碳酸钙垢都具有较好的阻垢效果,可以满足油田现场的应用。